溫度傳感器來采集鍋爐水溫信號畢業(yè)論文.doc

摘要：本文主要采用溫度傳感器來采集鍋爐水溫信號，用水位傳感器來采集鍋爐水位信號，用變頻器來控制循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，并把這些信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換送給PLC(ProgrammableLogicController),與PLC內(nèi)部設(shè)定的參數(shù)進行比較，以判斷是否需要進行相應(yīng)的操作，從而實現(xiàn)PLC的自動控制的目的。關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC），傳感器，變頻器，自動控制，報警Abstract：Thetextmostlyadoptstemperaturetransducertocollectsignalofboilerwatertemperature,adoptsw-aterleveltransducertocollectsignalofboilerwaterlevel,makesuseoftransducerc-ontrollingrotatespeedofcirculationpumpandsendsthesignalstoPLC(Programm-ableLogicController)withmodulusdiversion.Then,thesignalscomparewithpara-meterofenactmentinsideofPLC,inordertojudgewhetherPLCneedtoputuprele-vantoperation,andthatrealizeauto-controlofPLC.Keywords:ProgrammableLogicController(PLC),sensor,transducer,Auto-control,alarm引言：20世紀(jì)60年代，供暖鍋爐控制的過程主要是繼電器控制系統(tǒng)，但繼電器控制存在著很多的缺陷。而且目前應(yīng)用的鍋爐供暖循環(huán)和補水系統(tǒng)中,大都存在著能耗大、穩(wěn)定性不高、操作勞動強度大的問題,造成了極大的資源浪費。針對這一系列問題,采用PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)對其進行改造,對循環(huán)泵、補水泵進行自動控制,穩(wěn)定性得到很大提高,節(jié)能效果顯著，并且循環(huán)泵電機實現(xiàn)軟啟動,補水泵電機實現(xiàn)軟啟、軟停,減少了對電器和機械的沖擊,延長了其使用壽命,有效地減少了維護量。PLC在供暖鍋爐的控制有著十分重要的作用，它有通用性強、安裝簡單、維修方便、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。1系統(tǒng)設(shè)計方案本系統(tǒng)的主要組成部分有:溫度和水位控制部分功能,循環(huán)控制部分,故障報警部分。組成框圖如圖1所示。循環(huán)泵部分,循環(huán)系統(tǒng)有2臺75kW循環(huán)泵,互為備用，根據(jù)鍋爐的出回水溫加熱模塊溫度檢測模塊水位檢測模塊加水模塊顯示模塊循環(huán)模塊圖1系統(tǒng)框圖PLC2度的差來控制循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速。補水部分,補水系統(tǒng)有2臺7.5kW補水泵,互為備用,根據(jù)水位傳感器檢測到的水位確定PLC給執(zhí)行怎樣做,這樣控制精度高并且使系統(tǒng)更安全、可靠。溫度控制部分,當(dāng)室外溫度低于設(shè)定的值時，需要開氣引風(fēng)機和加快循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，否則不需要；當(dāng)水溫在設(shè)定范圍內(nèi)，自動運行。當(dāng)水溫不在設(shè)定范圍內(nèi)，需要開引風(fēng)機和加煤。2系統(tǒng)硬件部分配置整個供暖控制系統(tǒng)由可編程序控制器(PLC)、變頻器1臺、傳感器9臺（室外溫度、出水溫度、回水溫度、鍋爐水溫、下下限水位、下限水位、上限水位、上上限水位、鍋爐壓力）、2臺循環(huán)電機和2臺補水電機、引風(fēng)機、送煤機等設(shè)備組成。2.1PLC的配置本系統(tǒng)采用了松下公司的FPO系列PLC，由于它的模塊化設(shè)計為適應(yīng)具體的應(yīng)用提供了極大的靈活性，便于擴展功能，有效的提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性。FPO-C32的主要功能有：快速的中央處理運算能力，極豐富的編程指令集，操作便捷，易于掌握。強大的通訊能力，豐富的擴展模塊，系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試周期短。2.2變頻器配置在本系統(tǒng)中選用ABB公司的ACS600變頻器。ACS600變頻器具有很寬的功率范圍（2.23000kw）可以滿足本設(shè)計的要求75kw和7.5kw，優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，并具有完整的保護功能以及靈活的編程能力1。其重要特性如下：無與倫比的電機速度及轉(zhuǎn)矩控制，電機辨識運行及速度自我微調(diào)功能。內(nèi)置PID控制器，降低了您的投資成本。ACS600SingleDrive能在幾毫秒內(nèi)測出電機的實際轉(zhuǎn)速和狀態(tài)，所以在任何狀態(tài)下都能立即起動，無起動延時。零轉(zhuǎn)速下，不需速度反饋就能提供電機滿轉(zhuǎn)矩。ACS600SingleDrive能夠提供可控且平穩(wěn)的最大起動轉(zhuǎn)矩?？蛇_到200%的額定轉(zhuǎn)矩。不需特殊硬件的磁通制動模式可以提供最大的制動力矩。在磁通優(yōu)化模式下，電機磁通自動適應(yīng)于不同的負(fù)載以提高效率同時降低電機的噪音，變頻器和電機的總效率可提高1%-10%。2.3電動調(diào)節(jié)閥配置電動調(diào)節(jié)閥選用西門子的VVF592。該電動調(diào)解閥的額定沖程20mm的法蘭二通閥PN25，適用于開路或閉路中的低壓熱水，生活熱水，高壓熱水，熱油，飽和或過熱蒸汽，介質(zhì)溫度：1-220OC。其口徑：DN50-DN150。2.4手動閥配置手動調(diào)解閥采用上海良工品牌的鑄鋼渦輪蝶閥。2.5傳感器配置在系統(tǒng)中用到了溫度傳感器、水位傳感器、壓力傳感器。采用PT100溫度傳感器檢測溫度,它是一種穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱阻傳感器,可以工作在-200至6500C的范圍。用光敏三極管檢測水位用高亮二極管與光敏三極管3DU配合檢測水位2。它無污染且檢測準(zhǔn)確。MS3系列壓力變送器，采用先進的鈦/硅-藍寶石傳感器和變送器電路，產(chǎn)生具有壓力范圍廣、耐磨損、抗沖擊及耐腐蝕等突出特點，彌補了其他變送器的不足。能在嚴(yán)寒地區(qū)及高溫地區(qū)長期工作。2.6配電器由于CPU的電源為24DC，所以要用一個配電器，是220V的交流電壓變?yōu)?4DC的直流電壓。3系統(tǒng)的具體設(shè)計與實現(xiàn)本系統(tǒng)的主要功能有:檢測部分功能、控制部分功能、故障報警功能。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。出水溫度回水溫度可編程控制器PLC循環(huán)變頻器1循環(huán)泵2循環(huán)泵保護、報警補水系統(tǒng)1補水泵2補水泵水溫水位下限下下限和上上限水位上限圖2原理框圖43.1溫度控制部分本系統(tǒng)中，采用供暖溫度自動調(diào)節(jié)功，即根據(jù)室外溫度變化，能自動調(diào)節(jié)給定溫度。這可以用一個室外的傳感器，來采集并把它送到PLC，并與設(shè)定的溫度相比，看是否需要供暖和是否需要開氣引風(fēng)機和送煤。當(dāng)室外溫度低于某一值時，就需要開始供暖，否則就不需要了。在負(fù)載一定時，該部分用一個溫度傳感器來測量水溫，并把這個溫度之送入PLC，進行計算。把所得的值與給定溫度通過PID算法來控制是否需要開引風(fēng)機和加煤、是否需要加大電磁閥的閥門、是否需要加快循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速。3.2補水控制部分用高亮二極管與光敏三極管3DU配合檢測水位，不透明懸浮物隨水位而上下移動，其以安裝在最下面的高亮二極管和三極管為例，來說明其檢測水位的原理。實現(xiàn)方法如圖4所示。當(dāng)水位未到達安裝位置時，高亮二極管發(fā)出的光就能透過玻璃管和水到達光敏三極管，此時光敏三極管就會導(dǎo)通；當(dāng)水位到達安裝位置時，不透明懸浮物就會擋住高亮二極管發(fā)出的光，此時光敏三極管不導(dǎo)通。用此方法來檢測水位，當(dāng)水位到達下限值，自動開啟補水泵1；當(dāng)水位值到達上限值時，自動關(guān)閉補水泵1；當(dāng)水位到達下下限值，系統(tǒng)報警；當(dāng)水位值到達上限值時，系統(tǒng)報警。報警系統(tǒng)開啟，補水泵2開圖3水位檢測實現(xiàn)方法圖始工作。當(dāng)補水泵1出現(xiàn)故障時即該停止補水時沒有停止，該補水時沒有補水。兩臺補水泵都故障時整個系統(tǒng)斷電，系統(tǒng)停止工作。由于在現(xiàn)實生活中，存在從供暖管中放水的現(xiàn)象，所以要設(shè)定一個補水部分，以保證管內(nèi)的水量已定。水位控制部分的控制框圖如圖4所示。4.3循環(huán)泵部分循環(huán)泵部分的子程序部分