FN. Bai bao Truong nhiet do - ung suat BTKL

Đề 1 Câu 1 Xác định thành phần pha lỏng và pha hơi của hổn hợp benzene - toluene ở nhiệt độ 95 0 C và áp suất 760 mmHg. Cho biết áp suất hơi của benzene và toluene phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình sau : P benzene = 10 6,90565 -  1211,033/(220,79 + t)  P toluene = 10 6,95464 -  1344,8/(219,482 + t)  P benzene : áp suất hơi của benzene tính bằng mmHg P toluene : áp suất hơi của toluene tính bằng mmHg t : nhiệt độ ( 0 C) Hổn hợp tuân theo định luật Raoult. Câu 2 Xác định nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi có thành phần giống như kết quả của câu 1 (thành phần của pha hơi) ở áp suất 780 mmHg. Áp suất hơi của benzene và toluene phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình giống như trong câu 1. Hổn hợp tuân theo định luật Raoult. Câu 3 Một thiết bị làm việc ở áp suất thường để tách hổn hợp benzene - toluene có thành phần benzene (cấu tử dễ bay hơi) là 37,5% (theo % khối lượng). Sản phẩm đỉnh có thành phần benzene là 96% (theo % khối lượng), sản phẩm đáy có thành phần benzene là 8% (theo % khối lượng). Nhập liệu vào hệ thống ở nhiệt độ sôi. 3.1. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác định số đoạn lý thuyết, cho biết tỉ số hoàn lưu thích hợp là R = 1,5 Rmin, số liệu cân bằng của hệ benzene - toluene được cho trong bảng sau : y benzene 0 0,118 0,214 0,380 0,511 0,619 0,712 0,790 0,854 0,910 0,959 1 x benzene 0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1 Nhiệt độ sôi ( 0 C) 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,1 86,8 84,4 82,3 80,2 3.2 Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy và khối lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp, nếu khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1000 kg/giờ? Bài giải đề 1 Câu 1 (3 điểm) Gọi : x B , x T là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha lỏng. y B , y T là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha hơi. P B , P T là áp suất hơi tương ứng của benzene và toluene ở 95 0 C. p B , p T là áp suất riêng phần của benzene và toluene trong hổn hợp. P là áp suất tổng cộng của hổn hợp P = 760 mmHg. Ở 95 0 C áp suất hơi của benzene và toluene là : P B = 10 6,90565 -  1211,033/(220,79 + t)  = 10 6,90565 -  1211,033/(220,79 + 95)  P B = 10 3,070719 = 1176,843 mmHg P T = 10 6,95464 -  1344,8/(219,482 + t)  = 10 6,95464 -  1344,8/(219,482 + 95)  P T = 10 6,95464 = 476,8718 mmHg Áp dụng định luật Raoult p B = P B *x B = 1176,843*x B p T = P T *x T = 476,8718*x T = 476,8718*(1- x B ) (vì x B + x T =1) P = p B + p T = 760 mmHg ⇒ 1176,843*x B + 476,8718(1- x B ) = 760 ⇒ 1176,843*x B + 476,8718 - 476,8718*x B = 760 ⇒ 699,9713 *x B = 283,1282 ⇒ x B = 283,1282 /699,9713 x B = 0,4045, x T = 1- x B = 1- 0,4045 = 0,5955 y B = (P B *x B )/P = (1176,843* 0,4055)/760 = 0,6263 ⇒ y T = 1- y B = 1- 0,6263 = 0,3736. Vậy : Thành phần của pha lỏng là : x B = 0,4045 = 40,45%, x T = 0,5955 = 59,55% Thành phần của pha hơi là : y B = 0,6263 = 62,63%, y T = 0,3737 = 37,37% Câu 2 (3 điểm) Gọi : x B , x T là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha lỏng. y B , y T là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha hơi. P B , P T là áp suất hơi tương ứng của benzene và toluene ở 95 0 C. P là áp suất tổng cộng của hổn hợp P = 780 mmHg. Theo kết quả câu 1 : y B = 0,6263 = 62,63% y T = 0,3737 = 37,37% Áp dụng định luật Raoult : y B = (P B *x B )/P = 0,6263 ⇒ x B = (P/P B )*0,6263 = (780 *0,6263)/P B ⇒ x B = 488,514/ P B y T = (P T *x T )/P = 0,3737 ⇒ x T = (P/P T )*0,3737 = (780 *0,3737)/P T ⇒ x T = 291,4573/ P T Vì hệ thống có 2 cấu tử nên x B + x T =1 ⇒ (488,514/ P B ) + (291,4573/ P T ) =1 Ở mổi nhiệt độ sẽ tồn tại áp suất hơi tương ứng của benzene (P B ) và toluene (P T ), nhiệt độ điểm sương PHÂN TÍCH TRƯỜNG NHIỆT ĐỘ VÀ ỨNG SUẤT NHIỆT TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TS Hồ Ngọc Khoa, KS Vũ Chí Cơng, Khoa Xây dựng Dân dụng Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng E-mail:hnkhoa@yahoo.com Tóm tắt: Việc phân tích trường nhiệt độ ứng suất kết cấu bê tông khối lớn có ý nghĩa vơ quan trọng, nhằm mục đích kiểm sốt nứt khối bê tơng Tuy nhiên phân bố thường phức tạp, đặc biệt với kết cấu có khối tích lớn đài móng nhà siêu cao tầng, dầm chuyển, sàn chuyển…do số lượng phần tử nhiều khó khăn tính tốn điều kiện biên Bài viết giới thiệu qui trình lập giải tốn phân tích trường nhiệt độ ứng suất bê tông khối lớn phương pháp phần tử hữu hạn Từ kết phân tích dự đốn qui luật mức độ phát triển trường nhiệt độ ứng suất khối bê tơng thời gian đầu đóng rắn, từ đưa giải pháp thi cơng phù hợp nhằm kiểm sốt nứt nhiệt thủy hóa xi măng kết cấu bê tông khối lớn Từ khóa: Bê tơng khối lớn, nứt nhiệt, phân tích phần tử hữu hạn, tăng nhiệt độ đoạn nhiệt Summary: The analysis of temperature fields and thermal stresses in mass concrete structures is highly significant for preventing concrete from cracking However, the distribution is often very complex, especially with the texture of a massive mat foundations of skycrapers, transfer beams and transfer floors because of the various elements and the difficulty in fixing the boundary conditions This article introduces a process of set up and solving the problems of temperature and stress analysis in mass concrete by finite element method Based on the results, it can be predicted the rules and the level of development of the temperature field and thermal stress in the concrete structures at the first stage of curing duration, which could be useful in making appropriate solutions in preventing thermal cracks owing to cement hydration in these structures Keywords: mass concrete, thermal crack, finite element analysis, adiabatic temperature Đặt vấn đề Kết cấu bê tông coi khối lớn có kích thước đủ lớn để tích tụ nhiệt thủy hóa xi măng, từ gây nên thay đổi đáng kể thể tích bê tơng q trình đóng rắn Sự thay đổi thể tích khơng tạo ứng suất kéo khối bê tông ứng suất vượt q giới hạn kéo bê tơng bị nứt Sự thay đổi thể tích phát sinh từ yếu tố như: q trình co khơ nước; co, nở nhiệt bê tông không chênh lệch nhiệt độ ΔT phần khối bê tơng [1, 2, 4] Vì việc chống nứt nhiệt cho bê tơng khối lớn việc kiểm soát phân bố nhiệt độ ứng suất khối bê tơng Sự hình thành phân bố trường nhiệt độ bê tông khối lớn phụ thuộc vào yếu tố nội bê tông yếu tố bên ngồi lên quan đến mơi trường cơng nghệ thi cơng Các yếu tố nội bê tơng kể đến: số lượng phần tử; loại phần tử (dạng tam giác, chữ nhật); thông số nhiệt vật liệu; loại hàm lượng xi măng; tính chất nhiệt nguyên vật liệu; nhiệt độ bê tông đổ; nhiệt dung riêng bê tông; tốc độ tỏa nhiệt; hình dạng, kích thước kết cấu; cấp phối bê tơng Các yếu tố bên ngồi khối bê tông điều kiện biên như: thông số mơi trường (nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió…); phương pháp bảo dưỡng bê tông; ràng buộc nhiệt khối bê tông với mặt tiếp xúc (ván khuôn, đất); giá trị nhiệt mặt thoáng khối bê tông; hệ số trao đổi nhiệt [1, 4] Trong thi cơng cơng trình xây dựng dân dụng cơng nghiệp có nhiều kết cấu có khối tích lớn dầm, sàn chuyển, đài móng nhà siêu cao tầng, móng máy… Với kết cấu lượng nhiệt thủy hóa xi măng lớn mặt khác phân bố nhiệt độ ứng suất lòng khối bê tơng phức tạp Tuy nhiên, việc xác định trường nhiệt độ, ứng suất kết cấu khó khăn, số lượng phần tử, số biến thông số điều kiện biên lớn Bài viết giới thiệu kết phân tích trường nhiệt độ ứng suất q trình thủy hóa xi măng kết cấu bê tông khối lớn phương pháp PTHH Các giá trị tính tốn vật liệu, điều kiện biên mơ hình xác lập theo quy phạm hành tham khảo thực nghiệm Kết tính tốn phân tích so sánh với kết thực nghiệm từ kiểm tra lại thông số thiết kế (cấp phối bê tông, nhiệt độ bê tông đổ, phương pháp thời gian bảo dưỡng…) để đưa điều chỉnh hợp lý vật liệu giải pháp thi cơng nhằm kiểm sốt nứt, đảm bảo chất lượng kết cấu bê tông khối lớn Lý thuyết trình truyền nhiệt ứng suất hiệu ứng nhiệt 2.1 Phương trình vi phân chủ đạo trình truyền nhiệt Theo [5, 6] Q trình truyền nhiệt ba chiều mơi trường bất đẳng hướng mơ tả phương trình: T  T  T  T (2.1) C  (x )  ( y )  (z )q t x x y y z z Trong đó: : khối lượng thể tích bê tơng, [kg/m ]; C: tỷ nhiệt bê tông, [kcal/kg C]; T(x,y,z,t): nhiệt độ toạ độ (x,y,z) thời điểm t, [ C]; x, y, z: hệ số dẫn nhiệt vật liệu theo phương x,y,z; q: nhiệt sinh đơn vị thể tích, [kcal/m ] Các điều kiện biên: + Tại biên nhiệt độ không đổi T = T0: T (x, y, z, t) = T0 với t > (2.2) T T T + Tại biên truyền nhiệt: x nx  y ny  z nz  q(t )  với t > 0; x y z T T T + Tại biên đối lưu: x nx   y ny  z nz  hc (T  T )  với t > x y z (2.3) (2.4) Trong đó: nx; ny; nz : cosin phương mặt truyền nhiệt xét; q(t): nhiệt sinh đơn vị thể tích thời điểm t, [kcal/m3]; hc : hệ số đối lưu, [kcal/m2.h.0C]; T∞: nhiệt độ mặt đối lưu, [ C] Các điều kiện biên mơ hình đài móng bê tơng ...KÕT QU¶ NGHI£N CøU Vµ øNG DôNG T¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ x©y dùng Sè 14/12-2012 17 PHÂN TÍCH TRƯỜNG NHIỆT ĐỘ VÀ ỨNG SUẤT NHIỆT TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Hồ Ngọc Khoa 1 , Vũ Chí Công 2 Tóm tắt: Việc phân tích trường nhiệt độ và ứng suất trong kết cấu bê tông khối lớn có ý nghĩa vô cùng quan trọng, nhằm mục đích kiểm soát nứt trong khối bê tông. Tuy nhiên sự phân bố này thường rất phức tạp, đặc biệt là với những kết cấu có khối tích rất lớn như đài móng nhà siêu cao tầng, dầm chuyển, sàn chuyển… do số lượng phần tử nhiều và khó khăn trong tính toán các đ iều kiện biên. Bài viết này giới thiệu qui trình lập và giải bài toán phân tích trường nhiệt độ và ứng suất trong bê tông khối lớn bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Từ kết quả phân tích có thể dự đoán được qui luật và mức độ phát triển của trường nhiệt độ và ứng suất trong khối bê tông thời gian đầu đóng rắn, từ đó đưa ra những giải pháp thi công phù hợp nh ằm kiểm soát nứt do nhiệt thủy hóa xi măng trong các kết cấu bê tông khối lớn. Từ khóa: Bê tông khối lớn, trường nhiệt độ, ứng suất nhiệt, nứt nhiệt, phân tích phần tử hữu hạn. Summary: The analysis of temperature fields and thermal stresses in mass concrete structures is highly significant for preventing concrete from cracking. However, the distribution is often very complex, especially with the texture of a massive mat foundations of skycrapers, transfer beams and transfer floors because of the various elements and the difficulty in fixing the boundary conditions. This article introduces a process of set up and solving the problems of temperature and stress analysis in mass concrete by the finite element method. Based on the results, it can be predicted the rules and the level of development of the temperature field and thermal stress in concrete structures at the first stage of curing duration, which could be useful in making appropriate solutions in preventing thermal cracks owing to cement hydration in these structures. Keywords: mass concrete, thermal crack, finite element analysis, adiabatic temperature. Nhận ngày 12/11/2012, chỉnh sửa ngày 26/11/2012, chấp nhận đăng ngày 15/12/2012 1. Đặt vấn đề Kết cấu bê tông khối lớn có thể tích tụ nhiệt thủy hóa xi măng đủ lớn để gây nên sự thay đổi đáng kể thể tích bê tông trong quá trình đóng rắn. Sự thay đổi thể tích không đều sẽ tạo ra ứng suất kéo trong khối bê tông và khi ứng suất này vượt quá giới hạn kéo thì bê tông sẽ bị nứt. Sự thay đổi thể tích này phát sinh từ các yếu tố như: quá trình co khô do mất Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp vi điện tử,kỹ thuật số thì các hệ thống điều khiển dần dần được tự động hóa. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý,vi mạch số… thì các hệ thống điều khiển bằng cơ khí thô sơ với tốc độ xử lý chậm chạp ít chính xác sẽ được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các chương trình đã được thiết lập trước Trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện nay,nhất là ngành công nghiệp luyện kim,chế biến thực phẩm…. vấn đề đo và khống chế nhiệt độ đặc biết được chú trọng đến vì nó là một tố quyết định chất lượng sản phẩm. Để đáp ứng được yêu cầu đo và khống chế nhiệt độ thì có nhiều phương pháp để thực hiện. Với những gì đã được học,nghiên cứu và khảo sát về vi điều khiển thì nhóm đã ứng dụng nó vào việc đo và khống chế nhiệt độ là phương pháp tối ưu nhất. Được sự hướng dẫn của thầy,nhóm đã thực hiện đề tài “ Thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ ứng dụng trong lò nhiệt” Với những kiến thức được học cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo và sự giúp đỡ của bạn bè,nhóm đã cố gắng hoàn thành đề tài đúng thời hạn. Do vậy không tránh khỏi thiếu sót,nhóm em mong nhận được ý kiến từ thầy cô để đề tài của nhóm được phát triển tốt hơn. Đà Nẵng,ngày ,tháng ,năm2010 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ ỨNG DỤNG TRONG LÒ NHIỆT 1.Nhiệm vụ thiết kế: Nhiệm vụ cần thực hiện là thiết kế một bộ điều khiển nhiệt độ với dải nhiệt độ từ 30 0 C đến 120 0 C. Vậy yêu cầu đặt ra là: +Thiết kế bộ cảm biến nhiệt độ. Lớp 07CDT1_Nhóm 5 Trang 1 4/3/2012 CMU 8051 Khối hiển thị Khối giao tiếp Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam +Thiết kế bộ chuyển đổi tương tự sang số ( khối ADC) +Thiết kế khối xử lý trung tâm +Thiết kế khối bàn phím +Thiết kế khối công suất +Thiết kế khối hiển thị +Thiết kế khối giao tiếp +Viết thuật toán. +Viết chương trình điều khiển 2.Sơ đồ khối: 3. Chức năng từng khối: + Khối cảm biến nhiệt độ:dùng để đo nhiệt độ trong lò nhiệt + Khối xử lý trung tâm: dùng để xử lý các tín hiệu vào và xuất tín hiệu ra,điều khiển mọi hoạt động của hệ thống. + Khối ADC: có nhiệm vụ số hóa tín hiệu ra của cảm biến nhiệt độ để đưa vào VDK. + Khối công suất: có nhiệm vụ điều khiển,cấp nguồn cho lò nhiệt,qua đó làm thay đổi nhiệt độ trong lò nhiệt. + Khối hiển thị: hiển thị nhiệt độ lò nhiệt. + Khối giao tiếp: trao đổi với máy tính về các thông số của quá trình điều khiển. + Khối bàn phím: nhập dữ liệu. GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 8951 Lớp 07CDT1_Nhóm 5 Trang 2 4/3/2012 CMU 8051 Khối hiển thị Lò nhiệt Khối cảm biến Khối ADC Khối giao tiếp Khối công suất Khối bàn phím INT\1 INT\0 TIMER2 TIMER1 PORT nối tiếp TXD * RXD * P 0 P 1 P 2 P 3 EA\ RST PSEN ALE Cacthanh ghi khác Rom 4K-8951 OK-8031 CPU Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam 1. Tổng quan về kỹ thuật vi điều khiển 1.1. Khái quát chung về vi điều khiển Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo chương trình điều khiển đã nạp sẵn bên trong chip, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, sau đó dựa vào kết quả của quá trình xử lý để đưa ra các thông báo, tín hiệu điều khiển tiến hành điều khiển quá trình hoạt động của các thiết bị bên ngoài. Vi điều khiển được ứng dụng trong rất nhiều sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng. Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thoại, lò vi-ba Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng. 1.2. Lịch sử phát triển của vi điều khiển Bộ vi điều khiển thực ra là một loại vi xử lí trong Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp vi điện tử,kỹ thuật số thì các hệ thống điều khiển dần dần được tự động hóa. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý,vi mạch số… thì các hệ thống điều khiển bằng cơ khí thô sơ với tốc độ xử lý chậm chạp ít chính xác sẽ được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các chương trình đã được thiết lập trước Trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện nay,nhất là ngành công nghiệp luyện kim,chế biến thực phẩm…. vấn đề đo và khống chế nhiệt độ đặc biết được chú trọng đến vì nó là một tố quyết định chất lượng sản phẩm. Để đáp ứng được yêu cầu đo và khống chế nhiệt độ thì có nhiều phương pháp để thực hiện. Với những gì đã được học,nghiên cứu và khảo sát về vi điều khiển thì nhóm đã ứng dụng nó vào việc đo và khống chế nhiệt độ là phương pháp tối ưu nhất. Được sự hướng dẫn của thầy,nhóm đã thực hiện đề tài “ Thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ ứng dụng trong lò nhiệt” Với những kiến thức được học cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo và sự giúp đỡ của bạn bè,nhóm đã cố gắng hoàn thành đề tài đúng thời hạn. Do vậy không tránh khỏi thiếu sót,nhóm em mong nhận được ý kiến từ thầy cô để đề tài của nhóm được phát triển tốt hơn. Đà Nẵng,ngày ,tháng ,năm2010 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ ỨNG DỤNG TRONG LÒ NHIỆT 1.Nhiệm vụ thiết kế: Nhiệm vụ cần thực hiện là thiết kế một bộ điều khiển nhiệt độ với dải nhiệt độ từ 30 0 C đến 120 0 C. Vậy yêu cầu đặt ra là: +Thiết kế bộ cảm biến nhiệt độ. Lớp 07CDT1_Nhóm 5 Trang 1 6/2/2015 Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam +Thiết kế bộ chuyển đổi tương tự sang số ( khối ADC) +Thiết kế khối xử lý trung tâm +Thiết kế khối bàn phím +Thiết kế khối công suất +Thiết kế khối hiển thị +Thiết kế khối giao tiếp +Viết thuật toán. +Viết chương trình điều khiển 2.Sơ đồ khối: 3. Chức năng từng khối: + Khối cảm biến nhiệt độ:dùng để đo nhiệt độ trong lò nhiệt + Khối xử lý trung tâm: dùng để xử lý các tín hiệu vào và xuất tín hiệu ra,điều khiển mọi hoạt động của hệ thống. + Khối ADC: có nhiệm vụ số hóa tín hiệu ra của cảm biến nhiệt độ để đưa vào VDK. + Khối công suất: có nhiệm vụ điều khiển,cấp nguồn cho lò nhiệt,qua đó làm thay đổi nhiệt độ trong lò nhiệt. + Khối hiển thị: hiển thị nhiệt độ lò nhiệt. + Khối giao tiếp: trao đổi với máy tính về các thông số của quá trình điều khiển. + Khối bàn phím: nhập dữ liệu. Lớp 07CDT1_Nhóm 5 Trang 2 6/2/2015 CMU 8051 Khối hiển thị Lò nhiệt Khối cảm biến Khối ADC Khối giao tiếp Khối công suất Khối bàn phím Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 8951 1. Tổng quan về kỹ thuật vi điều khiển 1.1. Khái quát chung về vi điều khiển Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo chương trình điều khiển đã nạp sẵn bên trong chip, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, sau đó dựa vào kết quả của quá trình xử lý để đưa ra các thông báo, tín hiệu điều khiển tiến hành điều khiển quá trình hoạt động của các thiết bị bên ngoài. Vi điều khiển được ứng dụng trong rất nhiều sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng. Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thoại, lò vi-ba Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng. 1.2. Lịch sử phát triển của vi điều khiển Bộ vi điều khiển thực ra là một loại vi xử lí trong tập hợp các bộ vi xử lý nói chung. Bộ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lí, từ những năm 1970 do sự phát triển và hoàn thiện về công nghệ vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal-Oxide-Semiconductor), mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày càng cao. Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lí 4 bit loại TMS1000 do công ty texas Instruments vừa là nơi phát minh vừa là nhà Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ. Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ báo giờ… đã giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn. Chúng em chân thành cảm ơn Thầy Lê Hồng Nam đã tận tình hướng dẫn nhóm trong quá trình làm thực tập , đã tạo điều kiện cho chúng em được thực hiện đề tài tốt nhất ./. Đề tài “Mạch điều khiển nhiệt độ ứng dụng trong lò nhiệt” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hình khác nhau dựa vào công dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo bằng Tiếng Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên để giúp nhóm có thể làm tốt hơn những đề tài sau này ./. Đà Nẵng,tháng 3 năm 2011 Nhóm: 13-07DT4 Trang: 1 CMU 8051 Khối hiển thị Lò nhiệt Khối cảm biến Khối ADC Khối giao tiếp Khối công suất Khối bàn phím Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ ỨNG DỤNG TRONG LÒ NHIỆT 1. Nhiệm vụ thiết kế: Nhiệm vụ cần thực hiện là thiết kế một bộ điều khiển nhiệt độ với dải nhiệt độ từ 30 0 C đến 130 0 C. Vậy yêu cầu đặt ra là: +Thiết kế bộ cảm biến nhiệt độ. +Thiết kế bộ chuyển đổi tương tự sang số ( khối ADC) +Thiết kế khối xử lý trung tâm +Thiết kế khối bàn phím +Thiết kế khối công suất +Thiết kế khối hiển thị +Thiết kế khối giao tiếp +Viết thuật toán. +Viết chương trình điều khiển 2. Sơ đồ khối: Nhóm: 13-07DT4 Trang: 2 Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam 3. Chức năng và linh kiện sử dụng trong các khối. 3.1 Khối cảm biến nhiệt độ và ADC: • Nhiệm vụ: - Dùng để đo nhiệt độ trong lò nhiệt. - Số hóa tín hiệu ra của cảm biến nhiệt độ để đưa vào vi điều khiển. • Chọn linh kiện sử dụng: - ADC0804 - LM35, UJT LM336 - IC LM358 - UJT LM336 - 1 biến trở,một số tụ và một số điện trở thường • Sơ đồ nguyên lý: P 1 . 0 R 8 1 0 kC 4 0 . 1 u F P 1 . 1 P 1 . 3 C 5 1 5 0 p P 1 . 7 V C C R 9 13 2 P 3 . 5 P 1 . 2 R 7 7 5 P 1 . 6 V C C U 4 L M 3 5 1 2 3 V S + V O U T G N D P 1 . 4 P 3 . 6 P 3 . 7 U 5 A D C 0 8 0 4 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 4 5 1 2 3 + I N - I N A G N D V R E F / 2 G N D D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 0 C L K R V C C / V R E F C L K I N I N T R C S R D W R V C C P 1 . 5 • Nguyên lý làm việc: - LM35 có độ biến thiên theo nhiệt độ: 10mV / 1 o C. - Độ chính xác cao, tính năng cảm biến nhiệt độ rất nhạy, ở nhiệt độ 25 o C nó có sai số không quá 1%. Với tầm đo từ -55 o C – 150 o C, tín hiệu ngõ ra tuyến tính liên tục với những thay đổi của tín hiệu ngõ vào. 3.2 Khối xử lý trung tâm: • Nhiệm vụ: - Dùng để xử lý các tín hiệu vào và xuất tín hiệu ra,điều khiển mọi hoạt động của hệ thống. • Chọn linh kiện sử dụng: - Vi điều khiển AT89C51, thạch anh 11.598Mhz, switch nhỏ. - Điện trở thanh, các Jump, điện trở thường và một số tụ điện. Nhóm: 13-07DT4 Trang: 3 Thực tập công nhân GVHD: Lê Hồng Nam • Sơ đồ nguyên lý P 3 . 2 P 0 . 4 P 1 . 5 J 2 B A N P H I M 1 2 3 4 5 6 7 8V C C V C C P 3 . 3 P 0 . 5 P 1 . 6 C 3 V C C R 6 1 0 K 12 3 4 5 6 7 8 9 P 3 . 4 P 0 . 6 P 1 . 7 R 4 1 0 K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P 3 . 5 P 0 . 7 R 2 1 0 k P 3 . 6 P 2 . 0 P 3 . 7 P 2 . 1 R 1 1 0 0 P 2 . 0 P 2 . 2 R 5 1 0 K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V C C P 2 . 1 P 2 . 3 C 2 3 3 p P 2 . 2 Y 1 P 2 . 4 A T 8 9 C 5 1 U 1 9 1 8 1 9 2 0 2 9 3 0 3 1 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 ... liệu - Mô đun biến dạng - Hệ số dẫn nhiệt - Hệ số giãn nở nhiệt - Trọng lượng riêng - Thông số từ biến, co ngót Khai báo thơng số nhiệt độ - Nhiệt độ môi trường - Hàm tăng nhiệt độ đoạn nhiệt -. .. (tam giác, chữ nhật) - Gán thuộc tính vật liệu - Gán thời điểm tính tốn (tuổi bê tơng) - Gán thơng số nhiệt độ biên - Gán hàm tăng nhiệt độ đoạn nhiệt cho phần tử bên kết cấu - Gán hàm ứng suất... thay đổi theo nhiệt độ cho phần tử bên kết cấu - Trường phân bố nhiệt độ, ứng suất kết cấu - Biểu đồ thay đổi nhiệt độ điểm - Chênh lệch nhiệt độ điểm - Trường phân bố số nứt nhiệt kết cấu Kết thúc