2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
ЛОКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
2.1 Выбор микропроцессора
Выбран однокристальный микропроцессор серии КР180ВМ1А. Выбран именно этот микропроцессор, так как он наиболее функционален. Имеет множество выводов адресаций и большую тактовую частоту. Это шестнадцатиразрядный микропроцессор, имеющий фиксированный набор команд для многих целей. Обеспечивает обмен информацией с внешними устройствами
Технические данные микропроцессора КР180ВМ1Ф.
Напряжение питания, В 5 ± 5%.
Разрядность 16.
Число выполняемых команд 68.
Максимальный объем памяти, кБайт 64.
Число уровней памяти 4.
Быстродействие, операций в секунду 500000.
Максимальная тактовая частота, МГц 4,7МГц.
Максимальный постоянный ток, А 0,24.
Напряжение на выходе, В 12.
Передаточная функция Wмкп(p)=1.
2.2 Выбор усилителя
В качестве усилителя напряжения применяется многокаскадный усилитель напряжения, обеспечивающий необходимую мощность турбины. Используется микросхема операционного усилителя КР140УД1 с коэффициентом усиления kу=19.
Технические характеристики усилителя.
Выходное напряжение, В 200.
Выходная мощность, кВт 1,5.
Минимальное входное напряжение, мВ 10.
Передаточная функция Wу(p)= kу=19.
2.3 Выбор воздушной турбины
Для безопасной работы системы выбран искро- и взрывобезопасный вентилятор фирмы SystemAir модель EX180-4C.
Технические характеристики.
Напряжение питания, В 220.
Шум, дб 48.
Мощность, Вт 180.
Количество фаз 3.
Рабочий ток, А 0,7.
Расход воздуха, м3/час 890.
Номинальная частота вращения, об/мин 700.
Момент инерции вращающихся частей электродвигателя, кг∙м2 0,8.
Момент инерции вращающихся частей двигателя, кг∙м2 0,425.
Номинальный ток якоря, А 35.
Сопротивление обмотки якоря, Ом 0,78.
Сопротивление обмотки возбуждения, Ом 171.
Степень защиты IP 54.
Вес, кг 7.
Передаточная функция воздушной турбины считается произведением передаточной функции двигателя на передаточную функцию крыльчатки.
Расчет передаточной функции двигателя:
Номинальный момент двигателя:
,
(2.1)
где
- номинальная мощность, Вт;
-
номинальная частота вращения, об/мин.
(Н∙м)
Приведенный момент инерции:
,
(2.2)
где
- момент инерции вращающихся частей
электродвигателя, кг∙м2;
-
номинальный момент инерции вращающихся
частей двигателя, кг∙м2.
кг∙м2.
Угловая частота вращения вала двигателя:
,
(2.3)
рад/с.
Механическая конструктивная постоянная:
,
(2.4)
где
- номинальный ток якоря, А.
(Н∙м/А).
Электрическая конструктивная постоянная:
,
(2.5)
где
- номинальное напряжение, В;
-
номинальное сопротивление обмотки
якоря, Ом;
-
номинальный ток якоря, А.
(В∙с/рад).
Коэффициент передачи двигателя по управляющему воздействию:
,
(2.6)
(рад/В∙с).
Электрическая постоянная времени электродвигателя:
,
(2.7)
,
с.
Механическая постоянная времени электродвигателя:
,
(2.8)
,
с.
Передаточная функция двигателя:
,
(2.9)
.
Расчет передаточной функции крыльчатки:
Для того, что рассчитать передаточную функцию крыльчатки, необходимо знать ее входные и выходные показатели.
,
(2.10)
где
- выходной параметр крыльчатки, расход
воздуха в минуту;
-
входной параметр крыльчатки, скорость
вращения вала двигателя.
(м3/об).
Общая передаточная функция воздушной турбины:
,
(2.11)
.
2.4 Выбор датчика
Датчик загазованности SystemAir PIR9400. Принцип действия предлагаемого датчика основан на оптико-абсорбционном методе анализа газов, сводящемся к измерению энергии инфракрасного излучения, поглощённой анализируемым газом. Эти датчики успешно прошли проверку в испытательном центре средств автоматизации газовых систем и по своим метрологическим характеристикам полностью соответствуют требованиям к сигнализаторам горючих газов по ГОСТ 27540-87.
Технические характеристики датчика загазованности SystemAir PIR9400.
Питание, В 24.
Выходной ток, мА от 4 до 20.
Предел допустимого отклонения выходного сигнала, проценты 2,5.
Дрейф выходного сигнала за неделю, проценты не более 2,5.
Время прогрева, секунд 300.
Время срабатывания, секунд 1,5.
Передаточная функция:
,
(2.12)
.
2.5 Выбор помещения
Закрытое помещение представляет собой закрытый бак.
Объём помещения: 224 м3
Передаточная функция закрытого помещения, заполненного воздухом:
.
(2.13)