Универсальный блок питания (стр. 1 из 9)
Содержание
Введение 3
1 Расчетно-теоретическая часть
1.1 Разработка схемы электрической структурной 5
1.2 Выбор элементной базы 6
1.3 Разработка схемы электрической принципиальной 7
1.4 Расчёт усилителя с электронным ключом 8
1.5 Расчет источника питания 12
1.6 Расчет надежности
2 Конструкторско-технологическая часть 21
2.1 Описание конструкции универсального
регулятора уровня воды. 21
2.2 Виды и объем работ по техническому обслуживанию 22
2.3 Методы поиска неисправностей и ремонт универсального
регулятора уровня воды 28
2.4 Разработка руководства по эксплуатации 31
3 Экономическая часть 33
3.1 Расчет себестоимости 33
3.2 Ценообразование, планирование прибыли. 40
4 Мероприятия по технике безопасности и противопожарной
безопасности при проведении технического обслуживания и ремонта 42
4.1 Мероприятия по технике безопасности 42
4.2 Мероприятия по противопожарной безопасности 44
5 Мероприятия по экологической защите окружающей среды 46
Заключение 48
Список использованных источников 49
Приложение A - Руководство по эксплуатации БКДП.022005.000РЭ
Введение
В современном понимании регулятор - это устройство, осуществляющее взаимосвязь между положением органа управления и текущим состоянием объекта управления. Первый регулятор изобрел в египетской Александрии грек Хсибиос примерно в третьем веке до н.э. Это был поплавковый регулятор уровня для водяных часов. Водяные часы были известны еще Вавилонянам в 14 в. до н.э. и представляли из себя сосуд с мерными делениями, из которого вытекала или капала вода, но при этом скорость истечения жидкости изменялась по мере уменьшения столба воды в сосуде. Хсибиос предложил настолько удачную конструкцию для поддержания постоянства уровня воды, что его регулятор устанавливался на водяные часы почти 16 столетий. В 1781 г. шотландский инженер Дж.Уатт создал двигатель с вращающим моментом на валу, на котором впервые был применен регулятор частоты вращения. Регулирование частоты вращения осуществлялось двумя сбалансированными на одной оси грузами, вращающимися синхронно с валом машины и соединенными с дроссельной заслонкой, перекрывающей проходное сечение парового патрубка. При увеличении частоты вращения центробежные силы вращающихся шаров поднимали с помощью тяг муфту, соединенную с заслонкой, уменьшая проходное сечение паропровода и скорость вращения двигателя.
Центробежный регулятор был известен задолго до Уатта и широко применялся на ветряных мельницах для автоматической регулировки зазора между жерновами (момента сопротивления) в зависимости от ветрового напора, т.е. скорости вращения крыльев мельницы.
В 1787 г. Уатт адаптировал существующий центробежный регулятор под паровую машину, создав более совершенную конструкцию, названную для отличия от прототипа - регулятором Уатта. Особое место в истории техники регулятор Уатта занял благодаря тому, что именно его конструкция легла в основу теории и практики регуляторостроения, новой отрасли промышленности, повлекшей за собой формирование особой области знаний - "Теории автоматического управления и регулирования", составляющей основу современных технологий управления промышленными системами.
За это время больших успехов достигла отечественная микроэлектроника. Разрабатываются и выпускаются все более сложные большие интегральные схемы(БИС), степень интеграции которых характеризуется сотнями тысяч транзисторов в полупроводниковом кристалле: микропроцессоры, контроллеры, микросхемы памяти, однокристальные микроЭВМ. Освоены новые технологические методы, значительно повышающие быстродействие микросхем и снижающие уровень их энергопотребления. Находят все более широкое применение технологии программируемых структур, базовых матричных кристаллов, которые позволяют внедрять в практику систему заказов микросхем требуемого функционального назначения при приемлемом уровне их стоимости и небольших сроках разработки. Существенно расширена номенклатура цифровых, аналоговых и аналого-цифровых микросхем. Заметна тенденция совмещения в одной микросхеме аналоговых и цифровых функциональных узлов, а также узлов, реализующих аналоговые функции цифровыми методами.
Успехи микроэлектроники сделали возможным широкое применение в системах автоматического регулирования нового поколения микросхем повышенного уровня интеграции.
Микросхемы нашли широкое применение и в регуляторе уровня воды, который способен автоматически поддерживать уровень воды в емкостях любого объема и может быть использован при откачивании грунтовых вод из подвалов и погребов, для заполнения водонагревательных баков и расширительных бачков систем водоснабжения и отопления. При этом регулятор уровня воды может работать как на заполнение емкости водой, так и на ее откачивание. /1/,/2/
1 Расчетно-теоретическая часть
1.1 Разработка схемы электрической структурной
Универсальный регулятор уровня воды представляет собой автоматическую систему регулирования уровня воды в емкостях любого объема. Устройство может работать как на заполнение так и на откачивание воды.
Для реализации такого устройства необходимо чтобы при достижении заданного уровня срабатывал датчик и вырабатывал электрический сигнал удобный для дальнейшего преобразования. Для достижения этой цели можно воспользоваться датчиками уровня которые реагируют на наличие воды и выдают в качестве сигнала управления изменение сопротивления.
Для управления и контроля состояния датчиков можно использовать схему на основе дискретных элементов или цифровых микросхем. Схема на дискретных элементах менее надежна и обладает повышенным энергопотреблением. Схема на цифровых микросхемах более надежна, обладает низким энергопотреблением и не требует точной настройки. При этом в качестве выходного сигнала будет «1» или «0».
Для анализа схемы управления и передачи управляющего сигнала необходимо использовать электронный ключ который будет менять свое состояние в зависимости от сигнала на выходе схемы управления.
В качестве источника управляющего сигнала можно использовать генератор прямоугольных импульсов. При этом он может быть как на дискретных элементах так и на цифровых микросхемах. Наиболее целесообразно использовать генератор на цифровых микросхемах в виду высокой надежности, низким энергопотреблением и габаритами.
Управление нагрузкой можно осуществлять при помощи реле или полупроводниковых элементов. В данном случае применение реле неоправданно в следствие больших габаритов и большой потребляемой мощностью. В качестве управляющего элемента целесообразно использовать симистор достоинством которого является малые габариты и небольшая потребляемая мощность.
Для питания устройства необходим блок питания с стабилизированным напряжением. Схему стабилизатора можно использовать на дискретных элементах и на микросхемах. Стабилизатор на дискретных элементах обладает большими габаритами и поэтому использование его является нецелесообразным.
Таким образом разрабатываемое устройство регулирования воды состоит из следующих узлов.
-датчики уровня
-схема управления
-элемент «И»
-усилитель
-электронный ключ
-генератор прямоугольных импульсов
-источник питания
Структурная схема данного устройства представлена на чертеже (БКДП.022005.100Э1). /2/, /3/
1.2 Выбор элементной базы
Все микросхемы в схеме берем КМДП логики т.к. она обладает низким потреблением энергии.
Схему управления строим на микросхеме К561ТМ2, которая представляет собой D триггер с динамическим управлением. Установка триггера по входам R и S принудительна, поэтому сигналы синхронизации С и информационного входа D не изменяют состояние триггера на выходе во время действия сигналов R и S. Микросхема имеет следующие параметры:
, 
, 
, 
, 
, 
.Таблица1—Таблица истинности триггера
| С | D | R | S |  |  |
 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
 | × | 0 | 0 | | |
| × | × | 1 | 0 | 0 | 1 |
| × | × | 0 | 1 | 1 | 0 |
| × | × | 1 | 1 | - | - |
В качестве логических элементов используем микросхему К561ТЛ1 которая представляет собой два триггера Шмитта с логическим элементом 2И-НЕ на входе. Микросхема имеет следующие параметры:
, 
, 
, 
, 
, 
.