Исследование системы автоматического регулирования температуры установки конвекционной пайки

Аннотация

Курсовой проект содержит 25 страниц, 15 рисунков и 1 схема.

В данном курсовом проекте исследована система автоматического регулирования температуры установки конвекционной пайки, определены частотные и временные характеристики САР, проведена оценка устойчивости заданной системы и оптимизированы некоторые структурные блоки.

Оглавление

Введение        6

1.        Теоретическая часть        7

2.        Основная часть        10

2.2.        Разработка электрической принципиальной схемы модели, исследуемой САР        11

2.3.        Расчёт параметров элементов электрической принципиальной схемы модели        11

2.4.        Исследование и оптимизация САР        17

2.4.1.        Моделирование работы разомкнутой САР        17

2.4.2.        Моделирование работы замкнутой САР        18

Заключение        23

Список литературы        24

Введение

Главная цель данного курсового проекта – исследование системы автоматического регулирования температуры установки конвекционной пайки.

В ходе выполнения курсового проекта было проведено знакомство с методикой построение функциональный схем систем и их анализа устойчивости. Также при выполнении курсового проектирования приобретены навыки по синтезу систем управления на основе заданных исходных параметров для конкретных динамических объектов и анализ полученных результатов. При этом задача синтеза сводится к проектированию системы автоматического управления, удовлетворяющей необходимым параметрам качества САР.

В ходе работы с исследуемой системой были закреплены теоретические знания, полученных в течении всего семестра в рамках лекции и практические занятий, а также получение практического опыта в проектировании систем автоматического регулирования с помощью моделирования в системе Microcap.

Данный курсовой проект состоит из двух частей. Первая часть относится к моделированию. В ней была разработана структурная схема электрической модели исследуемой системы и её схема электрическая принципиальная. Также в первой части был произведен расчёт всех элементов системы с помощью заданных исходных данных.

Во второй части предоставлена смоделированная САР и определены основные её характеристики в замкнутом и разомкнутом состоянии.

1. Теоретическая часть

Конвекционная пайка проводится в камерных или конвейерных печах. В первом случае отработка профиля пайки осуществляется путем изменения температуры внутри камеры со временем, а во втором – перемещением платы по конвейеру через несколько зон печи: зоны предварительного нагрева, зоны пайки и зоны охлаждения, каждая из которых имеет свою температуру. Плата находится в печи при максимальной температуре в течение нескольких десятков секунд, после чего проводится ее охлаждение.

В ряде случаев используется пайка в инертной среде, при которой происходит впуск азота в рабочую область печи для сведения к минимуму процесса окисления.

На формирование температурного профиля пайки оказывают влияние следующие факторы:

• паяльная паста;
• технологическое оборудование;
• компоненты;
• печатные платы.

Температурный профиль пайки состоит из четырех стадий: предварительного нагрева, стабилизации (зоны температурного выравнивания), оплавления и охлаждения.

При температуре более 90 °С* канифоль (смола), входящая в состав пасты, начинает размягчаться, а растворитель с высокой точкой кипения – испаряться. Размягчение канифоли приводит к уменьшению вязкости пасты, а испарение растворителя – к увеличению вязкости. При высокой скорости нарастания температуры превалирует первый процесс, что ведет к расползанию материала (типичный дефект в этом случае – бусинки припоя по бокам чип-компонентов).