论文总字数：15067字

摘 要

随着社会的不断发展以及人们对生活质量要求的不断提高，电器电子产品更新换代的周期变得越来越短了，而电器产品的散热性能正逐渐成为电子产品整体性能提升的最大瓶颈。热管是电器电子产品散热的关键组成部分，因而对其性能测试的研制工作也变得越来越重要。本文首先对热管的工作原理、基本特性以及国内外现状做了简单介绍，接下来介绍了K型热电偶测温模块、可控硅调压模块、西门子PLC200和EM231模拟量输入模块，并且详细介绍在本课题中的具体应用，设计了热管性能综合测试装置。随后，本文主要利用PLC200和MCGS组态软件呈现对热管性能测试装置的研究过程。最后，文章对研究进行总结。

关键字：热管 测试装置 PLC200 MCGS

Development of an integrated heat pipe performance test device

Abstract

With the continuous development of society and people’s requirements for quality of life, the cycle of the electronic product replacement is becoming shorter. And the thermal performance of electronic products are becoming the biggest bottleneck in the overall performance of electronic products. Heat pipe is a key to component of the cooling of electrical and electronic products, and thus its performance test development work has become increasingly important. Firstly, the paper introduces briefly the working of principle of the heat pipe and the basic characteristics and the research status. Next, the K-type thermocouple module,SCR voltage regulator modules, Siemens PLC200 and EM231 analog input module are described in detail in this issue. Subsequently, this paper uses PLC200 and MCGS configuration software rendering performance test equipment for the heat pipe research process. Finally, the paper summarizes the results of the study. 

Keywords: heat pipe; test device;PLC200;MCGS

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景和意义 1

1.2 文献综述 1

1.2.1 引言 1

1.2.2 热管简介 1

1.2.3 热管的工作原理 2

1.2.4 热管的基本特性 2

1.2.5 热管性能检测国内外研究的现状和其应用的领域 3

1.3 本文研究内容及要求 4

第二章 热管性能综合测试装置的系统设计 5

2.1 温度传感器 5

2.1.1 K型热电偶构成及测温原理 5

2.1.2 K型热电偶优缺点 5

2.2 可控硅调压调压模块 6

2.3 模拟量输入模块 8

2.3.1 EM231模块4输入和8输入参数 8

2.3.2 EM231模块介绍 9

2.4 系统硬件设计原理图 12

第三章 基于PLC200的炉温控制 13

3.1 炉温控制PLC程序 13

3.1.1 K型热电偶温度传感器的转换公式推导 13

3.1.2 模拟量输入、输出模块PLC程序 14

3.1.3 炉温控制的PID程序 15

第四章 MCGS组态 19

4.1主界面组态 19

4.2 数据显示画面 21

4.2.1 实时数据和历史数据 21

4.2.2 实时曲线和历史曲线 24

4.3 报警画面的绘制 29

4.3.1 定义报警 29

4.3.2 报警画面绘制 29

4.3.3 报警数据浏览 31

4.4 MCGS与PLC通信的设置 33

4.4.1 S7200PPI设备选择 33

4.4.2 增加和连接通道 34

第五章 研究工作总结 36

参考文献 38

致谢 39

附录 40

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

热管技术在电子产品的发展过程中占据重要地位，而对热管性能的研究自然也成为改善电子产品综合性能的关键。长期以来，国内外学者在电子产品的实际应用过程中已经探索出一些热管性能的测试方法。但是，这些现有的方案还无法较好地适用于大批量的生产。一方面，热管性能测试在质量控制方面还缺乏统一的标准，无法对其进行规范化的管理。另一方面，如何提高热管性能的检测速度仍然是现阶段的研究难题。因此，本文对热管性能测试的研究具有较大的现实意义。

1.2 文献综述

1.2.1 引言

在当今社会，各行各业都发展的非常迅猛，尤其是电子信息产业的发展更是异常的快速，可以说现在每个家庭没有一件电子产品这事是不可能的，电子产品已经成为每个家庭或是个人不可或缺的部分，比如手机、电脑等电子产品。然而，随着每个家庭及个人拥有的电子产品越来越多，其安全问题也越来越受到大家的关注，在这些安全问题中电子产品的散热问题占据主要部分，因为电子产品工作温度都是在一定范围之内，超出这个温度就容易引起电子产品性能降低，甚至是发生火灾，所以电子产品怎样快速散热的问题显得尤为重要^[1]。由于散热问题成为了电子器件快速发展的一个瓶颈^[2]。为了解决这一问题热管技术应运而生，热管是一种能将热能快速从一点传到另一点的器件，由于它具有很好的热传导性能，并且几乎没有热损耗，因此它也被称为传热超导体^[3]。

1.2.2 热管简介

热管的原理最先是由R.S. Gaugler在一九四四年在美国的一个专利中提出，然后一九六三年美国 Los Alamos 国家实验室的G.M. Grover 经过自己多年对这方面的研究再一次设计发明一种传热元件，并对传热元件的各方面的性能进行了测试和研究，在美国《Applied Physics》杂志上首次公开发表了这篇论文，首次正式的将这个传热元件命名为热管^[14]。热管在空间技术方面和热管理论方面的应用研究美国 Los Alamos 国家实验室是全球的领头羊，Cotter在一九六五年第一次阐述了比较全面的热管理论，给后人对热管理论的研究起了很大的帮助，一九六七年科学家第一次将一根不锈钢的水热管送入太空，并且取得了成功，由此引起了很多科学技术人员对热管研究^[4]。

1.2.3 热管的工作原理

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