При массовом выпуске узлов электрических  машин, аппаратов и трансформаторов  сушильные камеры состоят из трех, четырех и более примыкающих  друг к другу отделений, соединенных  в блок, самостоятельные. Управление работой механизмов камер сосредоточено  в кнопочных пультах управления. К достоинствам блочных сушильных  камер с принудительной циркуляцией  относятся большая скорость воздуха  внутри камеры, что позволяет ускорить процессы удаления влаги и растворителей, а также оксидационные процессы в лаковых основах, равномерность температуры внутри камер и возможность быстрого нагрева.

Критерием конструктивных достоинств сушильной  камеры тупикового типа является коэффициент  заполнения ее узлами электрических  машин, исчисляемый отношением общей  емкости узлов электрических  машин, заполняющих камеру, к ее габаритным размерам.

  Сушильные камеры оборудуются тепловентиляционным  центром, состоящим из вентилятора, электродвигателя и электрокалорифера, который с целью уменьшения производственной площади, занимаемой камерой, часто  устанавливается на камере на металлической  подставке, не связанной конструктивно  с корпусом камеры, чтобы возникающие  при вращении вентилятора и электродвигателя вибрации не передавались на корпус камеры. Вентиляторы чаще всего применяются центробежные, допускающие широкий диапазон регулирования. Вентиляторы и электродвигатели должны быть только во взрывобезопасном исполнении. Калориферы для нагнетания циркулирующего воздуха могут быть паровыми, водяными, электрическими, газовыми. Выносные калориферы могут обслуживать одну или несколько сушильных камер с одинаковой температурой нагрева.

  При одном центральном вентиляторе  расход электроэнергии больше, чем  при индивидуальных вентиляторах у  каждой сушильной камеры.

  Количество  свежего воздуха, подаваемого в  сушильную камеру, зависит от количества выделяющихся в камере паров растворителей  и степени взрывоопасности последних. Горячий воздух подают по системе  каналов в нижнюю зону сушильных  камер, а охлажденный отработанный воздух засасывается вентилятором в верхней зоне. Для понижения концентрации паров растворителей часть загрязненного воздуха удаляется наружу, а взамен последнего засасывается чистый воздух.

     2.2. Система управления

     2.2.1. Описание цифровой  системы управления.

       В основе цифрового управления  послепечатными процессами лежат  принципы изменения параметров  регулирования у(t), сравнения параметров регулирования с эталонными значениями этих параметров, преобразования аналоговых величин в цифровой код с помощью аналогово-цифровых преобразователей, исполнения команд рассогласования исполнительными устройствами, собственно регулирования объекта управления как физического процесса, запись сформированных данных и индикация.

Локальная подсистема цифрового управления состоит  из  объекта управления, датчика  регулируемой величины (Д), усилителя (Ус), измерительного устройства,                 аналогово-цифрового преобразователя  (АЦП), вычислительного устройства (ВУ), вырабатывающего управляющие импульсы, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), блока управления, преобразующего управляющий сигнал регулятора  в механическое перемещение исполнительного устройства (ИУ), регулирующего органа (РО).

        

                  Рис. 6. Структурная схема  цифровой системы управления.

Между непрерывными элементами системы управления действуют физические сигналы:

y – управляющее воздействие;

x – регулируемый параметр;

хзад  – заданное значение регулируемой величины;

uд – выходной сигнал датчика;

uу – выходной сигнал согласующего усилителя

Между элементами цифровой части системы  действуют кодовые цифровые сигналы:

un – выходной сигнал АЦП;

yn – выходной сигнал ВУ.

Время Tm представляет собой период отсчетов входного и выходного сигналов.

     2.2.2. Описание  функциональной схемы.

     

Рис 7. Функциональная схема САР температуры сушильного шкафа 

     Данная  САР предназначена для управления температурой сушильного шкафа. Значит, объектом управления является нагревательный элемент 6 (см рис. 1), управляемой величиной - температура Т в нем.

     Управляющим воздействием является сопротивление  терморезистора R1, который является измерительным устройством и преобразует температуру Т в сопротивление R1. Задающим воздействием является сопротивление R задающего реостата, который тоже находится, как и терморезистор, в мосте сопротивлений 2. (см. Рис. 1)

     Сравнивающим  устройством (СУ) является мост сопротивлений 1. Результатом сравнения является разница между сопротивлением, возникающем  на задающем реостате, и сопротивлением на управляющем терморезисторе. ΔR=R – R1.

     Исполнительным  устройством в данной САР являются демпфер 5 с электромагнитом 4. (см. рис. 1). Усилитель электронный 3 предназначен для повышения уровня сигнала. Возмущающими воздействиями, которые связывают  систему с внешней средой являются: температура окружающей среды  То, атмосферное давление и задающее напряжение Uc.

     Принцип действия данной САР следующий. Напряжение Uc подается на вход устройства. Под действием напряжения происходит увеличение температуры Тс нагревательного элемента сушильного шкафа. Эта температура действует на сопротивление терморезистора R1. Это сопротивление вычитается из сопротивления реостата R. Разность сопротивлений ΔR=R-R1 образует падение напряжения Up, которое подается на электронный усилитель (ЭУ). На выходе усилителя образуется напряжение Uу, которое создает ток возбуждения ЭМ Iэм. Этот ток, проходя по обмотке электромагнита, создает в ней магнитное поле, а, следовательно, и напряженность магнитного поля Н. Напряженность Н влияет на магнитную индукцию В этого поля. Магнитная индукция, в свою очередь, создает силу Ампера F. Перемещение X рычага и поршня демпфера зависит только от разности входной силы F и силы сопротивления F1 сжимаемого в цилиндре воздуха. Связь между перемещением и разностью этих сил определяется свойствами пружины. В свою очередь, сила сопротивления воздуха над поршнем зависит от разности давления в цилиндре P и давления окружающего демпфер воздуха Po. Это последнее давление может рассматриваться как постоянная величина либо как внешнее возмущение. Давление в цилиндре P определяется двумя факторами: массой воздуха в цилиндре M и объемом цилиндра V при данном положении поршня. Масса воздуха в цилиндре M не является постоянной величиной, поскольку приток и отток воздуха через отверстие поршня зависит от разности давлений в цилиндре P и вне его Po. Объем цилиндра V определяется текущим положением поршня, т.е. перемещением X. Перемещение X изменяет напряжение Uc до напряжения Uн на нагревательном элементе. Величина напряжения на нагревательном элементе Uн определяет выделяющуюся в нем электрическую мощность Pн. Эта мощность в виде теплового потока Qн, измеряемого, например, в килокалориях в секунду, рассеивается в стенках сушильного шкафа. Этот тепловой поток расходуется по трем направлениям. Первая его часть в количестве Qo ккал/с выделяется через теплоизоляцию в окружающую среду, другая часть в количестве Qв ккал/с расходуется на нагрев воздуха в шкафу, наконец, остаток тепла накапливается в стенках шкафа и нагревает их. Таким образом, температура стенок Тс, одинаковая во всех точках в силу идеальной теплопроводности стенок зависит от разности скоростей притока тепла Qн и его расхода Qo и Qв. Точнее, от разности тепловых потоков Qн-Qо-Qв зависит скорость роста температуры стенок. В свою очередь, скорость рассеяния тепла в окружающую среду зависит от разности температур стенки шкафа Тс и окружающего воздуха То. Аналогично скорость перехода тепла от нагретых стенок к воздуху внутри шкафа Qв определяется разностью температур стенки Тс и воздуха Тв. Будем считать, что воздух в шкафу идеально перемешивается и его температура во всех точках одинакова. Воздух в шкафу отдает свое тепло терморезистору со скоростью Qр ккал/с, а остаток тепла расходуется на нагрев воздуха. Поэтому температура воздуха в шкафу Тв (скорость ее увеличения) зависит от двух факторов: скорости притока тепла Qв и скорости его оттока Qр. Далее, скорость перехода тепла от воздуха к терморезистору Qр определяется разностью текущих температур воздуха Тв и резистора Тр. Наконец, температура терморезистора Тр (скорость роста температуры) зависит от величины теплового потока Qр.

     Таким образом, осуществляется регулирование  температуры сушильного шкафа. Регулирование  будет происходить до тех пор, пока разница между задающим воздействием и управляющим (R-R1) не станет равной нулю. Так как в установившемся режиме работы при постоянном задании и отсутствии возмущений после окончания переходных процессов сигнал ошибки равен нулю R-R1=0, то система астатическая.

     При скачкообразном изменении сигнала  задания R1, разность рассогласования R-R1 подается на усилительные устройства с соответствующим знаком и будет пропорционально усилена до напряжения Uу, которое, создав ток электромагнита Iэм приведет демпфер в движение, который увеличит или уменьшит напряжение на нагревательном элементе Uн. Изменение напряжения приведет к изменению температуры сушильного шкафа. Соответственно изменится сопротивление терморезистора R1. Следовательно, изменится и разность сопротивлений на входе усилительного устройства. И процессы в системе будут продолжены до тех пор, пока разность сигнала ошибки не будет равна нулю.

     Теперь  рассмотрим работу САР при скачкообразном изменении одного из возмущающих  воздействий. Пусть резко изменится  напряжение, которое поступает на вход устройства, Uс. Это увеличение или уменьшение напряжения приведет к изменению температуры внутри шкафа, так как она зависит от напряжения на нагревательном элементе. Температура сушильного шкафа изменит сопротивление терморезистора R1. Это приведет к изменению сигнала ошибки подаваемого на усилитель. Усиленный сигнал ошибки Uу приведет к работе демпфера. Демпфер тем самым изменит напряжение на нагревательном элементе. Изменится и температура сушильного шкафа, а значит и сопротивление управляющего терморезистора. А значит и значение сигнала ошибки.

     Рассмотрим  функциональную схему. В данной схеме: мост сопротивлений – сравнивающее устройство (СУ); электронный усилитель – усилительное устройство (УУ); демпфер и электромагнит – исполнительные устройства (ИУ); сушильный шкаф – объект управления (ОУ); терморезистор – измерительное устройство (ИЗУ); реостат – задающее устройство (ЗУ).

     2.2.3. Датчик

В качестве датчика температуры выбираем терморезистор.

Терморезисторы, или термисторы (ТР) — полупроводниковые  резисторы с нелинейной ВАХ, отличительной  особенностью которых является резко  выраженная зависимость электрического сопротивления от температуры. Существуют терморезисторы как с отрицательным, так и с положительным температурным  коэффициентом сопротивления —  позисторы .

ТР используются в системах дистанционного и централизованного  измерения и регулирования температур, противопожарной сигнализации, теплового  контроля и защиты машин и механизмов, в схемах температурной компенсации ряда элементов электрических цепей и контуров, в частности для термокомпенсации кварцевых резонаторов и генераторов, для стабилизации режимов транзисторных каскадов, измерения мощности, измерения вакуума, скоростей движения жидкостей и газов, а также в качестве дистанционных бесконтактных переменных резисторов, ограничителей и предохранителей, реле времени, стабилизаторов напряжения, в схемах размагничивания масок цветных кинескопов и др.

ТР характеризуют  следующими основными параметрами.

Номинальное сопротивление Rн — электрическое сопротивление, значение которого обозначено на ТР или указано в нормативной документации, измеренное при определенной температуре окружающей среды (для большинства типов ТР при 20 °С, а для ТР с высокимирабочими температурами до 300 °С при 150 °С). Конкретные значения номинальных сопротивлений устанавливаются в основном по ряду Е6 либо Е12. Другие ряды используются редко.

Температурный коэффициент сопротивления ТКС — так же как и в обычных линейных резисторах характеризует обратимое изменение сопротивления на один градус Кельвина или Цельсия.

Максимально допустимая мощность рассеяния Рmax — наибольшая мощность, которую длительное время может рассеивать ТР, не вызывая необратимых изменений характеристик, при этом его температура не должна превышать максимальной рабочей температуры.

Коэффициент температурной чувствительности В — определяет характер температурной зависимости данного типа ТР. Этот коэффициент наиболее известен как постоянная В, зависящая от физических свойств полупроводникового материала, из которого выполнен термочувствительный элемент.

Постоянная  времени  τ — характеризует тепловую инерционность. Она равна времени, в течение которого температура ТР изменяется на 63% при

перенесении его из воздушной среды с температурой 0 °С в воздушную среду с температурой 100°С.

Выбираем терморезистор  фирмы EPCOS B59705A120A62

Технические характеристики датчика:

Термистор, PTC, SMD

Тип термистора: PTC

Сопротивление: 125 Ом