طراحی، پیاده سازی و تحلیل عملکرد کنترلر دیجیتال دما مبتنی بر میکروکنترلر STM۳۲ با قابلیت تنظیم خودکار جهت حفاظت حرارتی تابلوهای برق صنعتی

افزایش دمای داخلی تابلوهای برق صنعتی یکی از عوامل اصلی کاهش عمر تجهیزات، افزایش تلفات انرژی و بروز خطرات ایمنی نظیر آتش سوزی می باشد. در این پژوهش، یک کنترلر دیجیتال دما مبتنی بر میکروکنترلر STM۳۲ با قابلیت تنظیم خودکار پارامترها طراحی و پیاده سازی شده است. سیستم پیشنهادی شامل سنسورهای دمای دیجیتال (DS۱۸B۲۰)، خنک کننده های فن دار و المان های خروجی (رله های حالت جامد) می باشد. الگوریتم کنترلی از نوع PID با تنظیم خودکار (Auto-Tuning) است که قادر به تطبیق ضرایب کنترلی با شرایط حرارتی متغیر تابلو است.پس از پیاده سازی سخت افزاری و توسعه نرم افزار در محیط Keil µVision، عملکرد سیستم بر روی یک تابلو برق صنعتی سه فاز در شرایط بارگذاری مختلف ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که کنترلر طراحی شده قادر است دمای داخلی را با خطای کمتر از ۱± درجه سانتی گراد در محدوده ۲۵ تا ۷۰ درجه کنترل نماید. زمان پاسخ به اغتشاشات حرارتی نسبت به کنترلرهای ON-OFF متداول حدود ۴۰٪ کاهش یافته و نوسانات دمایی نیز بیش از ۶۰٪ بهبود یافته است. همچنین، با جلوگیری از افزایش دمای تجاوزی، طول عمر تجهیزات داخلی افزایش و هزینه های نگهداری کاهش می یابد. در نتیجه، سیستم ارائه شده راهکاری موثر، کم هزینه و قابل اطمینان برای حفاظت حرارتی تابلوهای برق صنعتی محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

کنترلر دیجیتال دما ، میکروکنترلر STM۳۲ ، تنظیم خودکار PID ، حفاظت حرارتی ، تابلو برق صنعتی