Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Цифровой блок контроля температуры в камерной печи.

Содержание:

Введение 5
1 Обзор известных технических решений 6
1.1 Общие положения 6
1.2 Система измерения температуры Овен ТРМ500 8
1.3 Система измерения температуры Термодат 16К6 11
1.4 Система измерения температуры E5GN 14
2 Разработка технического задания на проектирование 16
3 Конструкторский раздел 17
3.1 Разработка структурной схемы цифрового блока контроля температуры 17
3.2 Разработка схемы канала измерения температуры 18
3.3 Микроконтроллер 23
3.4 Устройства отображения информации 37
3.5 Схема источника питания 40
3.6 Расчет потребляемой мощности 42
3.7 Расчет погрешности измерения 42
3.8 Расчет надежности блока контроля температуры 43
4 Технологический раздел 46
4.1 Разработка печатной платы 46
4.2 Разработка корпуса 48
5 Экономический раздел 54
5.1 Составление сметы затрат на разработку 54
5.2 Расчет себестоимости изделия 58
5.3 Расчет себестоимости единицы продукции с учетом потерь от технологического брака 60
5.4 Расчет изменения себестоимости продукции 60
5.5 Расчет и выводы по эффективности предложений 61
5.6 Определение технико-экономического уровня изделий и разработок 61
5.7 Построение графика безубыточности 61
5.8 Построение графика реализации разработанных мероприятий 62
Заключение 63
Список использованной литературы 64

Введение:

Актуальность темы. Контроль температуры в камерных печах очень важен как с точки зрения качества конечного продукта, так и с точки зрения оптимальных затрат электроэнергии или энергоносителей.
Основное назначение камерной печи – равномерный нагрев заготовок из различных материалов.
Оборудование состоит из кожуха теплоизоляции с нагревателями и дверцы, закрывающей загрузочный проем. Камерная печь используется в различных отраслях промышленности. Техника может иметь разнообразные конструктивные особенности.
Актуальным становится вопрос контроля температуры в камерной печи.
Целью написания работы является разработка цифрового блока контроля температуры в камерной печи.
При написании работы были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить обзор литературы по теме исследования. Осуществить обзор аналогов и прототипов;
2. Выполнить разработку технического задания на выполнение проекта;
3. Выполнить разработку структурной и принципиальной схемы устройства;
4. Выполнить разработку конструкции блока и печатной платы;
5. Выполнить расчет технико-экономических показателей выполнения проекта.
Объектом исследования является процесс контроля температуры в камерной печи.
Предметом исследования является цифровой блок контроля температуры в камерной печи.

Заключение:

В результате написания выпускной квалификационной работы разработан цифровой блок контроля температуры в камерной печи.
Данный термостат предназначен для контроля температуры, созданный на базе микропроцессора ATmega8, фирмы «ATMEL» и цифрового датчика температуры
Структурная схема состоит из следующих узлов:
— схемы управления, выполненной на базе микроконтроллера ATmega8:
— датчика температуры ТХА, который измеряет истинное значение температуры и с помощью встроенного аналого-цифрового преобразователя превращает в напряжение, реле которое подает или отключает напряжение на нагревательный элемент.
Для индикации температуры используются 4 семисегментных индикатора.
Температура отображается с точностью до 1°С, что является приемлемым для измерения температур в камерной печи.
В результате написания выпускной квалификационной работы выполнены следующие задачи:
1. Выполнен обзор литературы по теме исследования. Осуществлен обзор аналогов и прототипов;
2. Выполнено разработку технического задания на выполнение проекта;
3. Выполнено разработку структурной и принципиальной схемы устройства;
4. Выполнено разработку конструкции блока и печатной платы;
5. Выполнен расчет технико-экономических показателей выполнения проекта.

Фрагмент текста работы:

1 Обзор известных технических решений
1.1 Общие положения

Основное назначение камерной печи – равномерный нагрев заготовок из различных материалов. Это необходимо для дальнейшей обработки образцов (ковки и проката, обжига и прочей термообработки).
Оборудование состоит из кожуха теплоизоляции с нагревателями и дверцы, закрывающей загрузочный проем. Камерная печь используется в различных отраслях промышленности. Техника может иметь разнообразные конструктивные особенности.
Камерные печи выполняются из высокопрочных материалов. Чаще всего внутренняя часть рабочего бокса защищена термоволокном и огнеупорным кирпичом. Среди особенностей моделей можно выделить:
— Диапазон рабочих температур от 50 до 1300°С;
— Нагреватели открытого или закрытого типа.
— Приспособления для удаления лишней влаги.
Камерные печи используются для различных видов термообработки и производства с учётом требований, предъявляемых к печам для термической обработки металлов.
Закалка — это самый распространённый вид термообработки. Посредством закалочных печей производится термическая обработка металлических изделий, в результате чего повышается их прочностная характеристика.
Камерные печи для отжига позволяют обрабатывать проволоку с разными техническими характеристиками: мягкую углеродистую проволоку (из низкоуглеродистой стали), проволоку для холодной высадки, а также проволоку из высоколегированной стали.
В отпускных печах предусмотрена принудительная циркуляция атмосферы — вентилятор в камере, который размешивает атмосферу и позволяет получить наилучшие результаты для выравнивания температуры по всему пространству рабочей камеры.
Известны также многофункциональные камерные печи, которые широко применяются для термической обработки деталей в условиях массового производства, а также производств средней и малой производительности. Данный тип печи подходит для множества видов термической обработки: науглероживания, нитроцементации, светлой закалки, отпуска деталей и так далее.
Процесс термической обработки, закалки, отпуска и охлаждения полностью автоматический. Печь отличается высокой производительностью и высокой точностью контроля параметров.
Многофункциональная камерная печь представляет собой полную линию термической обработки, состоящую из закалочной печи, моечного бака, печи отпуска, загрузочной / разгрузочной системы.
Пример многофункциональной камерной печи представлен на рисунке 1.1.