基于PLC的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、學(xué)科分類號(hào)：_湖南人文科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：基于plc的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部： 通信與控制工程系 專業(yè)年級(jí)： 自動(dòng)化2009級(jí) 湖南人文科技學(xué)院教務(wù)處制湖南人文科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 二 年 月 日基于plc的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：工業(yè)用油使用一段時(shí)間

2、后，會(huì)出現(xiàn)水污染和顆粒污染現(xiàn)象等，這會(huì)導(dǎo)致工業(yè)油液加速變質(zhì)，加快金屬疲勞，加劇液壓元件的磨損。本文是基于plc的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)選取三菱公司的fx2n系列plc作為控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)污染油的過濾、加熱、真空分離、精過濾等一系列控制。通過本設(shè)計(jì)的一系列功能，濾油機(jī)實(shí)現(xiàn)了在較低的溫度下真空除水和去除油液中雜質(zhì)、絮狀物、金屬微粒兩大功能。本設(shè)計(jì)避規(guī)了國(guó)內(nèi)此類濾油機(jī)耗能高，結(jié)構(gòu)不合理，造型混亂，油液過濾精度不夠的缺點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。關(guān)鍵字：真空分離；油液處理；fx2n-48mr design of vacuum oil filter control system based

3、on plcabstract：industrial oil use after a period of time, there will be a phenomenon of water pollution and particle pollution, etc., which can lead to industrial oil metamorphism, speed up the metal fatigue and aggravate wear of hydraulic components.this article is vacuum oil purifier based on plc

4、control system , control system mitsubishi fx2n series plc is selected as the controls on industrial pollution, oil filter , heating, vacuum separation , fine filter and a series of control. through a series of functions of the present design , oil filter implements the two functions of addition to

5、water at a lower temperature under vacuum and removing the impurities , floc, metal fine particles in the fluid .the design to avoid regulations such domestic oil filter high energy consumption structure is irrational, chaotic shape , lack of precision oil filter shortcomings, with good economic val

6、ue and social significance.keywords：vacuum separation; oil processing; fx2n-48mr目錄第1章 緒論11.1 真空濾油機(jī)的研究背景11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀21.3 本課題的研究目的和意義3第2章 基于plc真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案42.1 真空濾油機(jī)的工藝原理42.2 油泵的選型62.3 加熱器的選型72.4 真空泵的選型82.5 模擬量的檢測(cè)9第3章 基于plc真空濾油器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)123.1控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案123.2電器圖123.3 plc的選型1

7、33.3.1 主控器的選型133.3.2 a/d模塊的選型143.4系統(tǒng)i/o分配163.5真空濾油機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)17第4章 基于plc真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)184.1 編程軟件的介紹184.2系統(tǒng)流程圖的設(shè)計(jì)184.2.1 系統(tǒng)主流程圖184.2.1 溫度控制流程圖204.2.2 真空破壞閥控制流程圖204.3梯形圖設(shè)計(jì)214.3.1 真空泵和油泵的控制214.3.2 模擬量的采集214.3.3 油溫的控制234.3.4 真空破壞閥的控制24第5章 總結(jié)與展望265.1總結(jié)265.2展望26致謝27參考文獻(xiàn)28附錄29附錄1 系統(tǒng)硬件接線圖29附錄2 系統(tǒng)完整梯形圖程序30第1章 緒論

8、1.1 真空濾油機(jī)的研究背景濾油機(jī)（也稱作凈油機(jī)，oil purifier），是用加壓過濾或真空蒸發(fā)-加壓過濾方法除去不純凈油中固體雜質(zhì)和水分的過濾設(shè)備。濾油機(jī)主要應(yīng)用于提高潤(rùn)滑油的純凈度和電器用油的絕緣性。濾油機(jī)主要是為了實(shí)現(xiàn)電站、電廠、工礦企業(yè)的各種油液的凈化，如絕緣油、透平油及潤(rùn)滑油等。尤其是對(duì)于含水嚴(yán)重或渾濁乳化的油液，如透平油、絕緣油、液壓油、抗磨油、軸承油及高粘度潤(rùn)滑油的凈化，能高速有效地脫除污染油中的雜質(zhì)、水分、氣體、脫去水溶性酸堿等，使凈化后的油達(dá)到國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到回收利用的目的1。隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，以繼電接觸器為主的老一代控制系統(tǒng)已不能滿足工業(yè)污染油精確過濾的要

9、求，這一領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)化是未來的趨勢(shì)，而工業(yè)控制過程中以可編程控制器（plc）的應(yīng)用越來越廣泛，且其也是計(jì)算機(jī)化最便捷，最可靠的途徑。plc采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行順序控制、邏輯運(yùn)算、定時(shí)、算術(shù)和計(jì)數(shù)等操作指令的執(zhí)行，通過對(duì)模擬式或數(shù)字式的輸入輸出信號(hào)處理來控制各種生產(chǎn)設(shè)備。plc是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，plc有自己的獨(dú)特的編程語(yǔ)言（梯形圖或指令表等），用戶易學(xué)易懂，并且能與計(jì)算機(jī)接口相連，現(xiàn)已在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常之廣泛。基于plc的真空濾油器控制系統(tǒng)，以plc為主控器的真空濾油機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)污染油的過濾、加熱、真空分離、精過濾等一系列控制，控制精度高，控

10、制方便，抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外真空濾油機(jī)的典型產(chǎn)品主要有：美國(guó)頗爾（pall）公司hnp021真空凈油機(jī)、移動(dòng)式真空油液凈化機(jī)hvp 2703、高真空變壓器油凈化設(shè)備thp070、瑞典hering公司eok型真空凈油機(jī)、日本加滕（kato）公司klvc-ax-ia 6000l/h型帶電在線濾油機(jī)、klvc-8axso-ii 30000 l/h型全自動(dòng)真空凈油機(jī)、瑞士麥克菲爾（micafil）公司vh061-e型真空凈油機(jī)等2。日本加滕（kato）公司是全球著名的真空濾油機(jī)等產(chǎn)品的制造廠，創(chuàng)立于1923年。目前，klvc系列高真空濾油機(jī)，流量從100

11、 l/h至60000 l/h。國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)內(nèi)的大多數(shù)省級(jí)送變電公司，一些大型發(fā)電廠和供電公司及變壓器制造商在上世紀(jì)九十年代就開始直接向加藤公司購(gòu)買高真空濾油機(jī)，用戶遍及國(guó)內(nèi)。在真空槽（罐）方面專門開發(fā)適用于超高變壓器脫氣裝置，包括噴射脫氣部件和自動(dòng)液位控制裝置，過濾系統(tǒng)附有帶自動(dòng)油溫控制的低瓦特密度電加熱器、油真空密封的低噪油泵、以及全自動(dòng)電腦控制的中央控制屏等。目前在帶電在線濾油技術(shù)方面已開創(chuàng)了世界先列，已提供了數(shù)十臺(tái)能帶電在線濾油的高真空濾油機(jī)。美國(guó)頗爾（pall）公司于1946年創(chuàng)立，主要研究流體凈化分離技術(shù)、開發(fā)生產(chǎn)高性能過濾器及過濾系統(tǒng)。其高性能過濾器以及過濾系統(tǒng)年銷售額超過15億美

12、元，在全世界同類型過濾行業(yè)居第一位。但頗爾公司核心技術(shù)不在于真空技術(shù)的研發(fā)，而是聚結(jié)分離技術(shù)中高值濾芯的應(yīng)用（值用于表示過濾能力，指多少個(gè)雜質(zhì)顆粒經(jīng)過濾后只漏掉一個(gè)雜質(zhì)顆粒。頗爾公司自稱其高值濾芯的過濾能力200時(shí)過濾效率為99.9%）。頗爾公司產(chǎn)品廣泛用于醫(yī)藥、食品飲料、生物工程、石油、礦業(yè)、電力、冶金等各個(gè)領(lǐng)域。我們主要關(guān)注的還在于其高真空變壓器油凈化設(shè)備，在這類設(shè)備中pall公司擁有多種專利，如油氣分離裝置、兩個(gè)真空脫氣室、lz濾芯、高精度漸變孔徑濾芯等，適用于變電系統(tǒng)電容器、互感器帶電油凈化。1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀目前，我國(guó)生產(chǎn)此類濾油機(jī)的生產(chǎn)廠家較多，但其技術(shù)水平都不高，與國(guó)外同規(guī)

13、格的濾油機(jī)相比差距較大，存在著能耗高，結(jié)構(gòu)不合理，造型雜亂，油液處理精度不高等問題。以下為幾種常見型號(hào)的濾油機(jī)的簡(jiǎn)要介紹。手推式精密油過濾機(jī)，主要由濾芯殼體油泵及固定裝置等構(gòu)成。主要由濾芯殼體油泵及固定裝置等構(gòu)成.流體油泵從過濾器入口流入經(jīng)濾芯后,雜質(zhì)截留在濾芯表面及深層,清潔流體從出口處流出。濾芯多為筒狀金屬網(wǎng)，阻止不純凈油中較大的固體顆粒進(jìn)入油泵。油泵通常為齒輪泵，輸送不純凈油進(jìn)入過濾裝置。精密濾油機(jī)以設(shè)計(jì)合理,出油量大,清洗方便等優(yōu)點(diǎn),在各種行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。它可以作為油品的預(yù)處理及終端處理。過濾油中普通的機(jī)械雜質(zhì)效果明顯，精度高。設(shè)備輕便，操作簡(jiǎn)單。該類設(shè)備不合適處理油中有油泥或者

14、粉塵類雜質(zhì)的油品，雜質(zhì)太多，堵塞會(huì)比較嚴(yán)重，更換耗材成本會(huì)變得很高。聚結(jié)分離式濾油機(jī)，這種濾油機(jī)濾水時(shí)，使用聚結(jié)、分離濾芯，濾除雜質(zhì)時(shí)使用預(yù)過和精過兩種濾芯。這類設(shè)備除水效果只能達(dá)到接近于合格邊緣，而不能除去微量水份；耗材一般為脫水濾芯和脫雜質(zhì)的濾芯，除雜質(zhì)效果一般與精密油過濾機(jī)接近。但設(shè)備體積一般偏小，占地面積不大。壓力式板框?yàn)V油機(jī)，代表是這種板式濾油機(jī)，使用濾紙過濾，是一種最原始的濾油設(shè)備，它的優(yōu)點(diǎn)是，如油中在不合格的邊緣，使用可以起到很好的作用。缺點(diǎn)是成本大，耗用濾紙多，人的工作強(qiáng)度大3。理論上是各種油品都能經(jīng)過濾油機(jī)處理的，但是現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)的濾油技術(shù)參差不齊，所以有的油品處理起來有一定的

15、難度，需要根據(jù)用戶的實(shí)際情況量身定做。1.3 本課題的研究目的和意義現(xiàn)代機(jī)械向高性能、大型化發(fā)展，對(duì)可靠性、無故障壽命、動(dòng)態(tài)性能的要求也越來越高，潤(rùn)滑油凈化的要求進(jìn)一步提高。如高性能電液伺服閥中，其元件間的間隙已達(dá)到幾微米，污染的潤(rùn)滑油如果繼續(xù)使用，會(huì)加速機(jī)械磨損，進(jìn)一步產(chǎn)生新的磨粒，從而加大油液污染，如此惡性循環(huán)，不但潤(rùn)滑的效果不達(dá)標(biāo)，而且會(huì)加大元件的磨損，降低設(shè)備的工作壽命和可靠性。本文是基于plc的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)選取三菱公司的fx系列plc作為控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)污染油的過濾、加熱、真空分離、精過濾等一系列控制。通過本設(shè)計(jì)的一系列功能，濾油機(jī)實(shí)現(xiàn)了在較低的溫度下真空除水和去除油

16、液中雜質(zhì)、絮狀物、金屬微粒兩大功能。本設(shè)計(jì)避規(guī)了國(guó)內(nèi)此類濾油機(jī)耗能高，結(jié)構(gòu)不合理，造型混亂，油液過濾精度不夠的缺點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。 plc技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中應(yīng)用越來越普遍，也越來越重要。通過本課題對(duì)“基于plc的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)，加深了對(duì)可編程控制器的理解，強(qiáng)化了對(duì)可編程控制器的應(yīng)用能力。能夠全面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，分析問題的能力以及解決問題的能力，同時(shí)也對(duì)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備有了一定的認(rèn)識(shí)與理解，為以后走上工作崗位奠定了可靠的基礎(chǔ)。第2章 基于plc真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案2.1 真空濾油機(jī)的工藝原理真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)真空濾油機(jī)是根據(jù)水和油的沸點(diǎn)不同原理而設(shè)計(jì)，主

17、要由進(jìn)油過濾系統(tǒng)、真空抽氣系統(tǒng)、真空破壞系統(tǒng)、真空噴淋系統(tǒng)、出油過濾系統(tǒng)以及反沖系統(tǒng)組成。如圖2-1為真空濾油機(jī)的工藝原理圖。圖2-1 真空濾油機(jī)工藝原理圖以下是對(duì)該設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的介紹。（1）進(jìn)油過濾系統(tǒng)。該系統(tǒng)由粗濾器、細(xì)濾器和專用過濾器構(gòu)成。 其功能是實(shí)現(xiàn)油液的先期過濾。粗濾器40100,細(xì)濾器2040,專用過濾器2040。根據(jù)用戶的特殊要求可以設(shè)置專用過濾器，如增設(shè)化學(xué)劑入口以除去油液的酸性或堿性；采用玻釬濾布或線隙式結(jié)構(gòu)消除油液泡沫。注意使用時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)閉選擇閥。 （2）真空抽氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)由分水器、真空泵、單向閥以及冷卻器構(gòu)成。 利用真空泵將真空罐內(nèi)抽成真空負(fù)壓，保證油液中水分能在

18、較低溫狀態(tài)下?lián)]發(fā)；水蒸汽被抽出后經(jīng)冷卻器和分水器冷凝、析出；使用單向閥防止真空泵反轉(zhuǎn)。分水器和單向閥必須采用適合在負(fù)壓下工作的氣動(dòng)元件。冷卻器設(shè)置為塔式結(jié)構(gòu)，容積較大，里面裝有親水性能好、耐高溫、耐腐蝕、全濕比表面積大的多面空心聚丙烯塑料球。濕熱氣體從真空罐抽出后沿塔壁切向斜下進(jìn)入塔內(nèi)，流速急劇減慢并形成向下的渦旋氣流，遇聚丙烯塑料球后流速進(jìn)一步減慢，從而迅速冷凝成水滴。 （3）真空破壞系統(tǒng)。由進(jìn)氣閥、真空破壞閥和干燥過濾器組成。其作用為補(bǔ)充空氣，降低真空罐中的真空度。由于在真空負(fù)壓下，水蒸汽容易飽和而很難抽出，應(yīng)周期性的補(bǔ)充空氣，破壞水蒸汽的飽和度，使水蒸汽方便抽出。真空破壞閥的通斷由液位控

19、制器的信號(hào)控制。干燥過濾器中可加入氯化鈣、苛性鈉、苛性鉀、硅膠等干燥過濾劑以對(duì)補(bǔ)充空氣進(jìn)行干燥。 （4）真空噴淋系統(tǒng)。由加熱器、噴淋器、真空罐、溫控器及液位計(jì)構(gòu)成。 加熱器將油液加熱到一定溫度，然后將油液噴淋出，使油液中的游離水、乳化水和溶解水揮發(fā)于真空罐中。加熱器為管道式遠(yuǎn)紅外加熱方式，此方式油液加溫均勻，油液不會(huì)因接觸高溫加熱管而產(chǎn)生碳化物和降低油液使用性能的熵變等現(xiàn)象5。噴淋器為均勻布滿12小孔的噴淋管。傳感器測(cè)得油溫后，通過plc控制加熱器通斷電，使真空罐中油溫控制在45 75 。油液液位有4個(gè)控制點(diǎn)，高于上限位停止真空泵，以免油液竄入真空泵；低于下限位停止抽油泵，以免油泵空吸；中上位

20、用來打開真空破壞閥，中下位用來關(guān)閉真空破壞閥。真空罐的容積較大，里面填充一定的耐腐蝕、親水性佳的填充物，以加速水分揮發(fā)。（5）出油過濾系統(tǒng)。由安全閥、抽油泵、金屬過濾(1020)、精過濾(510)以及超精過濾器(15)組成。 其功能為通過油泵將油液從真空罐中抽出，再經(jīng)多次精過濾后回到工作箱（罐）中。用帶磁性的濾芯做金屬過濾器濾芯，保證油液中的金屬微粒被除去；精過濾和超精過濾為玻釬聚結(jié)式，且過濾器濾芯的過濾能力須為抽油泵公稱排量的35倍。（6）反沖系統(tǒng)。當(dāng)油壓表達(dá)到并超過一定讀數(shù)后（0.25mpa），報(bào)警器報(bào)警，表示出油濾芯已被嚴(yán)重堵塞，此時(shí)用反沖系統(tǒng)清洗濾芯。通過反沖除去濾芯上累積的污染物，延

21、長(zhǎng)了濾芯的壽命。用一根軟管接通a、c口，關(guān)閉反沖鎖止閥b，打開出油閥a和閥b、閥c，并開啟抽油泵，壓力油從c經(jīng)a口后，實(shí)現(xiàn)出油系統(tǒng)各過濾器閥芯實(shí)施的反沖，再經(jīng)b口排出。關(guān)閉選擇閥和反沖鎖止閥a、b，打開真空破壞閥和進(jìn)油閥d，開啟抽油泵，各進(jìn)油過濾器被壓力油打開安全閥后反沖，然后壓力油經(jīng)d口排出，完成各進(jìn)油過濾器閥芯的反沖。各過濾器的油液出口布置在罐壁的切向上，利于反沖時(shí)形成渦旋紊流，提高反沖效果且不會(huì)沖壞閥芯。2.2 油泵的選型常用的油泵按結(jié)構(gòu)分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵三種2。齒輪泵用于低壓系統(tǒng)，對(duì)油液污染敏感度不大；葉片泵脈動(dòng)小、輸出流量均勻、噪聲小，但對(duì)油液污染敏感、吸油特性不太好；柱塞泵

22、泄漏小、容積效率高，常和葉片泵一起用于高壓系統(tǒng)中，但對(duì)油液污染敏感。因此真空濾油機(jī)選用齒輪泵作為進(jìn)、排油泵。抽油泵一般選用自吸真空度大的液壓裝置，如齒輪泵、螺桿泵等。抽油泵的公稱排量也是濾油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要參數(shù)。一般參數(shù)的確定如下：（1）油泵工作壓力確定。為讓系統(tǒng)的可靠性提高，延長(zhǎng)泵使用壽命，一般油泵的正常工作壓力為泵額定壓力的70%80%。由于系統(tǒng)在負(fù)壓條件下運(yùn)行且液壓缸及液壓馬達(dá)等執(zhí)行元件也沒有，因此油泵的工作壓力應(yīng)不高于0.5mpa。（2）油泵工作流量確定。系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量必須小于油泵的流量。（3）油泵電動(dòng)機(jī)功率確定。油泵的工作參數(shù)應(yīng)處在泵的效率曲線的高效區(qū)域，一般按0.8計(jì)，考慮一

23、般電動(dòng)機(jī)允許短時(shí)間超載25%，再驗(yàn)算其他工況條件那么就可以確定電動(dòng)機(jī)功率。表2.1油泵型號(hào)及參數(shù)表鑒于以上原理有油泵型號(hào)為kcb-135、kcb-200、kcb-300符合要求，三種油泵的參數(shù)對(duì)照如表2.1所示。通過以上比較，選擇kcb-135相比而言效率較高且功率較低耗能少。圖2-2為kcb-135油泵實(shí)物圖。圖2-2 kcb-1352.3 加熱器的選型油溫在正常工作下為80以下，由飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系，確定真空度為0.06mpa，此時(shí)水的蒸發(fā)溫度為4570，而且油液的性能能夠保持。從而油液需要加熱到4570，考慮到高海拔地區(qū)因能達(dá)到較低的真空度，因此需適當(dāng)提高加熱溫度4。加熱器有蛇形鎧裝

24、加熱管直接在罐內(nèi)加熱方式，此方式熱效率較高；多直管串聯(lián)加熱方式，此方式因便于維修加熱管而常用。管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱方式，此方式油液加溫均勻，油液不會(huì)因接觸高溫加熱管而產(chǎn)生碳化物和降低油液使用性能的熵變等現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)選用tf-m/j-g管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置作為加熱器，遠(yuǎn)紅外加熱器由電熱涂料在加熱器輻射面形成固化涂層，該涂層因其表面黑度高，故能吸收大量的輻射熱能，又因其發(fā)射率高，故能將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成物體易吸收的遠(yuǎn)紅外熱能以電磁波的形式傳遞.微米級(jí)電熱涂料的涂層厚、熱阻大、反射率高，用于烘箱板表面，將散失的熱能轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外熱能以電磁波的形式輻射烘箱內(nèi)，為烘箱內(nèi)的被加熱物體所吸收，而不易被潮

25、氣吸收，從而將熱能留在烘箱內(nèi)，不僅降低了排潮溫度，而且使烘箱內(nèi)的溫度升高，使烘箱內(nèi)的溫度得到了充分的利用.納米級(jí)電熱涂料的涂層薄、熱阻小，用于烘箱中受熱導(dǎo)溫的金屬材料表面，在傳熱過程中，該涂料層不僅將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外熱能傳遞，其自身變成遠(yuǎn)紅外輻射熱源，而且也因其表面溫度的提高，導(dǎo)致溫度梯度增大，使被加熱物體的熱能傳導(dǎo)強(qiáng)度增強(qiáng)，吸熱能力大大提高5。tf-m/j-g管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置，額定電壓為單相220v，電功率為13kw，控溫范圍為303006，常用的管徑：34、57、76、89、108、125、159、180、219、325、450、600以上的各種管道7，本設(shè)計(jì)選擇34的管

26、道直徑。且管道直徑、長(zhǎng)度不受限制，根據(jù)用戶工藝要求可非標(biāo)準(zhǔn)加工，安全性能達(dá)到防爆要求8。如圖2-3所示為tf-m/j-g管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置實(shí)物圖。圖2-3 tf-m/j-g管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置2.4 真空泵的選型真空泵的選擇主要依據(jù)泵需要抽掉的氣體總量，因真空泵抽氣速率決定著真空罐體真空度的大小，選取時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮抽氣速率應(yīng)大于或等于排油泵排量的1-2倍；且能保證在1-2min內(nèi)將罐體和管道的氣體壓力抽到0.06mpa或更低。結(jié)合以上控制要求，本設(shè)計(jì)選用2bv系列水環(huán)真空泵，2bv系列水環(huán)真空泵為整體結(jié)構(gòu)機(jī)泵同軸的單級(jí)泵。軸封用機(jī)械密封，具有安裝簡(jiǎn)捷、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無油、安全可靠等特點(diǎn)。如

27、圖2-4所示為2bv系列水環(huán)真空泵工作原理圖。2bv系列水環(huán)真空泵適于氣體和濕潤(rùn)蒸汽的抽除，吸氣壓力可達(dá)到33mbar絕壓。當(dāng)2bv水環(huán)式真空泵在吸氣壓力低于80mbar的狀態(tài)下長(zhǎng)期工作時(shí)，此時(shí)為了對(duì)泵的保護(hù)應(yīng)連接汽蝕保護(hù)管，若2bv水環(huán)式真空泵配備大氣噴射器吸氣壓力可達(dá)10mbar。葉輪3偏心地安裝在泵體之內(nèi)，起動(dòng)時(shí)向泵內(nèi)注入一定高度的水，因此當(dāng)葉輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)，水受離心力的作用而在泵體內(nèi)壁形成一旋轉(zhuǎn)水環(huán)1，水環(huán)下部?jī)?nèi)表面與輪轂相切，沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，在前半轉(zhuǎn)過程中，2bv水環(huán)式真空泵水環(huán)內(nèi)表面逐漸與輪轂脫離，因此在葉輪葉片間與水環(huán)形成封閉空間，隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，該空間逐漸擴(kuò)大，空間氣體壓力降低，氣

28、體自圓盤吸氣口被吸入；在后半轉(zhuǎn)過程中，水環(huán)內(nèi)表面逐漸與輪轂靠近，葉片間的空間逐漸縮小，空間氣體壓力升高，高于排氣口壓力時(shí)，葉片間的氣體自圓盤排氣口被排出。如此葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，葉片間的空間吸排氣一次，許多空間不停地工作，2bv水環(huán)式真空泵就連續(xù)不斷地抽吸或壓送氣體9。1、水環(huán)。2、泵蓋。3、葉輪。4、吸氣口。5、排氣口圖2-4 水環(huán)真空泵及壓縮機(jī)工作原理圖2bv水環(huán)式真空泵由于在工作過程中，做功產(chǎn)生熱量，會(huì)使工作水環(huán)發(fā)熱，同時(shí)一部分水和氣體一起被排周，因此，在工作過程中，必須不斷地給泵供水，以冷卻和補(bǔ)充泵內(nèi)消耗的水，滿足泵的工作要求10。當(dāng)2bv水環(huán)式真空泵排出的氣體不再利用時(shí)，在2bv水環(huán)式真

29、空泵排氣口上接有氣水分離器，廢氣和所帶的部分水排入汽水分離器后，汽水分離，氣體由排氣管排出，留下的水經(jīng)回水管供至泵內(nèi)繼續(xù)使用11。隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，工作水溫度會(huì)不斷地升高，這時(shí)需從供水管供給冷水，以降低工作水的溫度，保證泵能達(dá)到所要求的技術(shù)要求和性能指標(biāo)。2.5 模擬量的檢測(cè)1、油溫檢測(cè)對(duì)真空罐中油溫的檢測(cè)，本設(shè)計(jì)采用鉑電阻溫度傳感器pt100實(shí)現(xiàn)對(duì)真空罐中油溫的檢測(cè)。真空罐中溫度大概80左右，采用鉑電阻溫度傳感器pt100經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且穩(wěn)定精度高。鉑電阻溫度傳感器pt100實(shí)物圖如圖2-5所示。 圖2-5鉑電阻溫度傳感器pt100pt100鉑電阻的特點(diǎn)是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。鉑在氧化性

30、氣氛中，甚至在高溫下的物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定12。因此鉑被公認(rèn)為是目前制造熱電阻的最好材料。鉑電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用在工業(yè)測(cè)量中。鉑電阻的阻值溫度之間的關(guān)系，在0850范圍13內(nèi)可用下式表示，rt=r0(1+at+bt2)在-2000范圍內(nèi)則用下式表示,rt=r01+at+bt2+c(t-100)3式中rt-溫度為t時(shí)的鉑電阻的阻值；r0-溫度為0時(shí)的鉑電阻的阻值；a、b、c 為常數(shù), a=3.9684710-3/；b=-5.84710-7/；c=-4.2210-12 /；對(duì)滿足上述關(guān)系的熱電阻，其溫度系數(shù)約為3.910-3/。pt100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正

31、比。pt100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)pt100溫度為0時(shí)它的阻值為100歐姆，在100時(shí)它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理；當(dāng)pt100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆,它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)14。2、真空罐壓力檢測(cè)對(duì)真空罐中壓力的測(cè)量。對(duì)真空罐中壓力檢測(cè)需用氣液壓力傳感器，pjt206氣液壓性能穩(wěn)定且價(jià)格低廉。本設(shè)計(jì)采用pjt206氣液壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)真空罐中壓力的測(cè)量。pjt206氣液壓力傳感器量程為01150(mpa)，介質(zhì)溫度為-2085，在機(jī)械振動(dòng)頻率20hz1000hz內(nèi)，輸出變化小于0.1%fs，標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)電流輸出型15。pjt206氣液壓力傳感器的

32、實(shí)物圖如圖2-6所示。圖2-6 pjt206第3章 基于plc真空濾油器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，本系統(tǒng)是以可編程控制器為主控器來實(shí)現(xiàn)真空濾油機(jī)的濾油除雜功能，輸入部分有啟停開關(guān)，液位檢測(cè)開關(guān)，以及油溫、油壓傳感器對(duì)真空罐油溫的檢測(cè)結(jié)果給plc對(duì)應(yīng)配套的a/d模塊，經(jīng)a/d模塊的處理提交給plc實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。輸出模塊有輸出對(duì)油泵和真空泵的電機(jī)控制，以及對(duì)油溫檢測(cè)，液位檢測(cè)的指示燈，油溫超上限或低于下限的報(bào)警，液位超上限以及低于下限的報(bào)警?？傮w設(shè)計(jì)方案如圖3-1所示。圖3-1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖3.2電氣圖系統(tǒng)需要控制兩臺(tái)電機(jī)，分別為真空泵的電機(jī)與油

33、泵的電機(jī)。m1為真空泵電機(jī)，m2為油泵電機(jī)。首先開啟真空泵電機(jī)抽出真空罐中的空氣使真空罐中為真空狀態(tài)，當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到油液超過下限油位時(shí)將信號(hào)給plc，plc輸出控制油泵的開啟，當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到油液超過噴淋嘴時(shí)，將信號(hào)給plc，plc控制真空泵電機(jī)使真空泵電機(jī)停止工作。其主要電氣圖如圖3-2所示。輸入電壓為380v，qs為總開關(guān)，fu為熔斷器，fr為熱元件，km1和km2為電磁式繼電器，接入電路為常開觸點(diǎn)，隨控制要求進(jìn)行開斷。圖3-2 系統(tǒng)主電器圖3.3 plc的選型3.3.1 主控器的選型采用plc為主控器的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)，其中四個(gè)等級(jí)的液位檢測(cè)輸入信號(hào)，以及啟停、復(fù)位按鈕，加熱器啟

34、停輸出控制，真空泵和油泵電機(jī)輸出控制，真空破壞閥的控制，運(yùn)行顯示燈以及過限報(bào)警提示等，估計(jì)需要i/o口數(shù)38個(gè)，加上留15%的余量16。又由于要進(jìn)行電機(jī)的控制，所以應(yīng)選繼電器輸出控制型plc。因此本設(shè)計(jì)采用三菱公司的fx2n-48mr型號(hào)的可編程控制器。 三菱公司的fx2n-48mr型號(hào)的可編程控制器，該控制器輸入24點(diǎn)，輸出為24點(diǎn)為繼電器型輸出型。配備24v、400ma直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。內(nèi)置8k容量的ram存儲(chǔ)器，最大可以擴(kuò)展到16k，其內(nèi)部cpu的處理速度為0.08s/基本指令17。外部可連接輸入輸出擴(kuò)展模塊以及特殊功能模塊等。如圖3-3所示為fx2n-48mr

35、型號(hào)的plc實(shí)物圖。圖3-3 fx2n-48mr3.3.2 a/d模塊的選型1）系統(tǒng)需對(duì)真空罐中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳遞給plc，當(dāng)真空罐中溫度超過上限或者是低于下限時(shí)，信號(hào)使plc發(fā)出報(bào)警及相關(guān)指示燈信號(hào)。fx2n系列的plc有專用的溫度傳感器模塊fx2n-4ad-pt，因此本系統(tǒng)選用fx2n-4ad-pt作為模擬信號(hào)輸入模塊。fx2n-4ad-pt性能參數(shù)表如表3.1所示。表3.1 fx2n-4ad-pt性能參數(shù)表項(xiàng)目攝氏度華氏度通過讀取適當(dāng)?shù)木彌_區(qū),可以得到和兩種可讀數(shù)據(jù)模擬輸入信號(hào)箔溫度傳感器(100歐姆),3線4通道(ch1,ch2,ch3,ch4)

36、,3850ppm/(din43760,jisc1604-1989)傳感器電流1ma傳感器:100歐姆 pt100補(bǔ)償范圍-100到+600-148到+1112數(shù)字輸出-1000到6000-1480到+1112012位轉(zhuǎn)換，11位數(shù)據(jù)位+1符號(hào)位最小可測(cè)溫度0.2到0.30.35到0.54總精度全范圍的1%(補(bǔ)償范圍)轉(zhuǎn)換速率4通道15ms三菱fx2n-4ad-pt模塊來自四個(gè)鉑電阻溫度傳感器（pt100，3線，100k）的輸入信號(hào)放大并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成12位的可讀數(shù)據(jù)（11位數(shù)據(jù)+1位符號(hào)位），存儲(chǔ)在主處理單元中由plc的to/from指令完成。測(cè)量單位為攝氏度或華氏度，分辨率為0.20.3。 2

37、）系統(tǒng)還需對(duì)真空罐中的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳遞給plc。通過plc來控制相應(yīng)設(shè)備保證真空罐中真空度為0.06mpa或低于0.06mpa。當(dāng)油壓表顯示一定讀數(shù)（0.25mpa）時(shí)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，表示出油濾芯已經(jīng)嚴(yán)重堵塞，此時(shí)需用反沖系統(tǒng)清理濾芯。fx2n系列的plc有專用的模擬量轉(zhuǎn)換模塊fx2n-2ad，fx2n-4ad，fx2n-8ad等。本系統(tǒng)只需一個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換通道，因此選用fx2n-2ad來實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力傳感器的信號(hào)處理18。 fx2n-2ad分辨率為12位二進(jìn)制的高精度模擬量輸入模塊，可進(jìn)行2通道的電壓輸入(dc0-10v dc0-5v)或者電流輸入(dc4-20

38、ma)，分辨率（電壓輸入）2.5mv，（電流輸入）4ma。詳細(xì)參數(shù)見表3.2所示。表3.2 fx2n-2ad參數(shù)表項(xiàng)目電壓輸入電流輸入模擬量輸入范圍dc0-10v，dc0-5v(輸入電阻200kq)絕對(duì)最大輸入：-0.5v +15vdc4-20ma(輸入電阻250q) 絕對(duì)最大輸入：-2ma到+60mafx2n-2ad輸入特性可混合使用電壓輸入和電流輸入。2個(gè)通道的輸入特性相同。有效的數(shù)字量輸出12位二進(jìn)制fx2n-2ad分辨率2.5mv(10v x 1/4000)1.25mv (5vx 1/4000)4ma(20-4)max 1/4000)合精度1%(針對(duì)滿量程10v)1%(針對(duì)滿量程(20

39、-4)ma)轉(zhuǎn)換速度2.5ms/1個(gè)通道(與順控程序同步動(dòng)作）隔離方式輸入和plc的電源間采用光耦及dc/dc轉(zhuǎn)換器進(jìn)行隔離（各輸 入間不隔離）fx2n-2ad電源dc5v 20ma(plc內(nèi)部供電）dc24v 50ma(plc內(nèi)部供電）輸入輸出占用點(diǎn)數(shù)占用8點(diǎn)可編程控制器的輸入或者輸出計(jì)算在輸入或者輸出側(cè)都可3.4系統(tǒng)i/o分配對(duì)于本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，輸入口為15個(gè)，包括啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、報(bào)警消除、真空泵的啟動(dòng)和停止、加熱器的啟動(dòng)和停止、四個(gè)液位檢測(cè)開關(guān)、油泵啟動(dòng)與停止。輸出口為16個(gè)，包括指示燈的顯示、油溫油壓報(bào)警器、真空泵油泵電機(jī)控制、真空破壞閥的控制、加熱器控制、進(jìn)油控制。系統(tǒng)詳細(xì)i/o分

40、配表見表3.3所示。表3.3 plc的i/o分配表輸入地址電氣符號(hào)對(duì)應(yīng)輸入設(shè)備輸出地址電氣符號(hào)對(duì)應(yīng)輸出設(shè)備x0sb0啟動(dòng)y0led0電源指示燈x1sb1停止y1led1真空泵運(yùn)行指示燈x2sb2報(bào)警消除y2led2油泵運(yùn)行指示燈x3sb3真空泵啟動(dòng)y3led3加熱器運(yùn)行指示燈x4sb4真空泵停止y4led4液位超上限指示燈x5sb5油泵啟動(dòng)y5led5液位低下限指示燈x6sb6油泵停止y6led6真空破壞閥指示燈x7sb7加熱器啟動(dòng)y7led7真空泵故障指示燈x10sb8加熱器停止y10led8油泵故障指示燈x11sb9液位上限y20m1真空泵電機(jī)x12sb10液位中上限y21m2油泵電機(jī)x1

41、3sb11液位中下限y22pw1真空破壞控制繼電器x14sb12液位下限y23pw2進(jìn)油閥及其指示燈x15km1真空泵電機(jī)接觸器常開觸點(diǎn)y24pwm3加熱器x16fr1真空泵電機(jī)熱繼電器常開觸點(diǎn)y25bw1溫度報(bào)警器x17km2油泵電機(jī)接觸器常開觸點(diǎn)y26bw2壓力報(bào)警器x20fr2油泵電機(jī)熱繼電器常開觸點(diǎn)3.5真空濾油機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是以可編程控制器為主控器來實(shí)現(xiàn)真空濾油機(jī)的濾油除雜功能，輸入部分有啟停開關(guān)，液位檢測(cè)開關(guān)，以及油溫傳感器和壓力傳感器對(duì)真空罐油溫的檢測(cè)結(jié)果給plc對(duì)應(yīng)配套的a/d模塊，經(jīng)a/d模塊的處理提交給plc實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。輸出模塊有輸出對(duì)油泵和真空泵的電機(jī)控制，

42、以及對(duì)油溫檢測(cè)，液位檢測(cè)的指示燈，油溫超上限或低于下限的報(bào)警，液位超上限以及低于下限的報(bào)警。整體硬件電路設(shè)計(jì)圖見附錄1。第4章 基于plc真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 編程軟件的介紹本設(shè)計(jì)以梯形圖為程序，采用的是gx developer編程軟件，此軟件支持三菱系列所有plc的編程，并且能編輯多種不同的程序，如梯形圖、指令表、sfc、st及l(fā)abel。梯形圖形式上繼承了傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制圖，是在繼電器接觸器控 制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語(yǔ)言。梯形圖將plc內(nèi)部的各種編程元件和各種具有特定功能的命令用專用圖形符號(hào)、標(biāo)號(hào)定義，并按邏輯要求及連接規(guī)律排列和組合，從而構(gòu)成了表

43、示plc輸入、輸出之間控制關(guān)系的圖形。它在繼電接觸器的基礎(chǔ)上加進(jìn)了許多功能強(qiáng)大、使用靈活的指令，并結(jié)合計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，使邏輯關(guān)系清晰直觀、編程容易、可讀性強(qiáng)，所實(shí)現(xiàn)的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的繼電接觸控制電路，因此很受用戶歡迎。它是目前用得最多的plc編程語(yǔ)言19。gx developer擁有強(qiáng)大的監(jiān)控、調(diào)試和維護(hù)工具，能很方便的在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行程序的在線修改，并且擁有豐富的自診斷功能（plc、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等），能迅速的排除故障，多種監(jiān)控及調(diào)試功能都可通過網(wǎng)絡(luò)來完成。gx developer能結(jié)構(gòu)化的編寫程序，對(duì)過去過長(zhǎng)的程序進(jìn)行分割操作，從而更容易理解，單個(gè)cpu中可編寫28至124個(gè)程序，可單獨(dú)下載至pl

44、c，并能制作成標(biāo)準(zhǔn)化程序，在其它同類系統(tǒng)中使用。gx developer軟件還能在線仿真，這更有利的檢查程序的運(yùn)行狀況以及對(duì)應(yīng)的功能是否達(dá)到理想效果,并且程序的形式可以相互轉(zhuǎn)換，如編好的梯形圖可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換成指令表的形式等20。4.2系統(tǒng)流程圖的設(shè)計(jì)4.2.1 系統(tǒng)主流程圖根據(jù)本系統(tǒng)工作流程以及控制功能，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，電源指示燈亮，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)真空泵優(yōu)先啟動(dòng)，然后再打開進(jìn)油閥。當(dāng)油液高于下控制油位時(shí)，油泵自動(dòng)啟動(dòng)，油泵指示燈亮；而當(dāng)油液高于上控制油位時(shí)，進(jìn)油電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)油液高于中上限時(shí)打開真空破壞閥，當(dāng)油液位低于中下位是關(guān)閉真空破壞閥。油泵啟動(dòng)后，為了先使管道中充滿液體，防止加熱器干燒，設(shè)置延

45、時(shí)，打開加熱器開關(guān)，揮發(fā)需過濾油中的水份?？删幊炭刂破鳎╬lc）的控制程序主要包括主程序，以及油溫采集程序等。在程序中用順序控制語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)設(shè)備的順序動(dòng)作，只有前一個(gè)條件滿足時(shí)，才執(zhí)行下一個(gè)動(dòng)作，停機(jī)時(shí)，加熱器先停，使液體在管道中延時(shí)5分鐘后再停機(jī)，可以使加熱器徹底冷卻下來。如圖4-1所示為系統(tǒng)的主程序流程圖。詳細(xì)的梯形圖程序見附錄2。圖4-1 系統(tǒng)主流程圖4.2.1 溫度控制流程圖在真空狀態(tài)下，水在較低溫度下即可實(shí)現(xiàn)汽化。實(shí)踐證明我們只要把油溫控制在4575之間即可實(shí)現(xiàn)水的汽化。因此我們通過油溫來控制加熱器的通斷狀態(tài)。當(dāng)油溫大于75時(shí)關(guān)閉加熱器，當(dāng)溫度低于40又開始運(yùn)行加熱器，使油溫始終保持在4

46、575之間。如圖4-2所示為溫度控制流程圖。圖4-2溫度控制流程圖4.2.2 真空破壞閥控制流程圖本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在高真空下水蒸氣容易達(dá)到飽和而導(dǎo)致真空泵難以將水蒸氣從真空罐中抽出，而真空破壞閥的功能就是為了降低真空罐中的真空度。我們?cè)O(shè)置了油液液位檢測(cè)的中上限位和中下限位。當(dāng)液位經(jīng)過中上限時(shí)打開真空破壞閥，當(dāng)液位進(jìn)過中下限時(shí)關(guān)閉真空破壞閥。從而實(shí)現(xiàn)周期性的開關(guān)真空破壞閥。如圖4-3所示為真空破壞閥的開/關(guān)流程圖。圖4-3 真空破壞閥的開/關(guān)流程圖4.3梯形圖設(shè)計(jì)4.3.1 真空泵和油泵的控制系統(tǒng)開機(jī)后，m0常開觸電閉合，按下x3，y20輸出控制真空泵電機(jī)開始工作。y23輸出控制電磁閥打開進(jìn)油

47、閥門，延時(shí)5分鐘，y24輸出啟動(dòng)加熱器。當(dāng)油液高于下限時(shí)y21輸出控制啟動(dòng)油泵，當(dāng)油位高于上限時(shí)，y11輸出控制關(guān)閉真空泵電機(jī)。順序功能梯形圖如圖4-4所示。圖4-4真空泵和油泵的控制4.3.2 模擬量的采集1）本系統(tǒng)對(duì)真空罐中的溫度進(jìn)行采集。三菱fx2n-4ad-pt模塊來自四個(gè)鉑電阻溫度傳感器（pt100，3線，100k）的輸入信號(hào)放大并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成12位的可讀數(shù)據(jù)（11位數(shù)據(jù)+1位符號(hào)位），存儲(chǔ)在主處理單元中由plc的to/from指令完成。緩沖存儲(chǔ)器（bmf）的分配如表4.1所示。表4.1 緩沖存儲(chǔ)器（bmf）的分配bfm內(nèi)容*#1-#4將被平均的ch1到ch4的平均溫度可讀值（1-4

48、096）缺省值=8*#5-#8ch1到ch4在0.1單位下的平均溫度*#9-#12ch1到ch4在0.1單位下的當(dāng)前溫度*#13-#16ch1到ch4在0.1單位下的平均溫度*#17-#20ch1到ch4在0.1單位下的當(dāng)前溫度*#21-#27保留*#28數(shù)字范圍錯(cuò)誤鎖存#29錯(cuò)誤狀態(tài)#30識(shí)別號(hào)k2040#31保留fx2n-4ad-pt占用plc特殊功能模塊2的位置，平均值取樣次數(shù)設(shè)為4，輸入通道為ch1ch4，將bfm中#5到#8的平均值溫度保存在數(shù)據(jù)寄存器d0到d3中。如圖4-5為梯形圖程序。圖4-5 模擬量采集梯形圖2）本系統(tǒng)對(duì)真空罐中的壓力信號(hào)采集。三菱fx2n系列的專用模擬量采集模

49、塊，本設(shè)計(jì)選用的是fx2n-2ad型號(hào)的a/d轉(zhuǎn)換器，提供12位的高精度分辨率，數(shù)字輸出范圍為04096.緩沖存儲(chǔ)器分配（bfm）分配表見表4.2所示bfm#0：由bfm#17（低8位數(shù)據(jù)）指定的通道的輸入數(shù)據(jù)當(dāng)前值被存儲(chǔ)。當(dāng)前值數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)。bfm#1：輸入數(shù)據(jù)當(dāng)前值（高端4位數(shù)據(jù)）被存儲(chǔ)。當(dāng)前數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)。bfm#17：b0指定進(jìn)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換通道（ch1，ch2）。b0=0ch1,b0=1ch2。b101，a/d轉(zhuǎn)換過程開始。表4.2緩沖存儲(chǔ)器分配（bfm）分配bfm編號(hào)b15到b8b7到b4b3b2b1b0#0保留輸入數(shù)據(jù)的當(dāng)前值（低8位數(shù)據(jù)）#1保留輸入數(shù)據(jù)當(dāng)前值（

50、高4位數(shù)據(jù)）#2#16保留#17保留模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換開始模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換開始#18或更大保留當(dāng)讀取數(shù)值不穩(wěn)定時(shí)可以在a/d轉(zhuǎn)換的程序后面添加求平均值程序使讀取數(shù)值穩(wěn)定。采樣過程為數(shù)據(jù)初始化選擇采樣通道以及采樣次數(shù)并求平均值并在結(jié)果放在d110中。如圖4-6所示為壓力采樣梯形圖。圖4-6壓力采樣梯形圖4.3.3 油溫的控制由于水在真空環(huán)境中低溫即可實(shí)現(xiàn)汽化，因而在真空罐中，我們要求油溫保持在4575之間。當(dāng)真空罐中油溫大于75時(shí)，我們關(guān)閉加熱器，當(dāng)真空罐中油溫低于45時(shí)我們打開加熱器。實(shí)現(xiàn)對(duì)真空罐中溫度的控制。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，由于我們的fx2n-4ad-pt四次讀取pt100的溫度取平均值后以攝氏度為

51、單位的數(shù)據(jù)保存在d0中，因此我們只要把d0中的數(shù)據(jù)與45和75比較，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制要求。如圖4-7為油溫控制梯形圖。圖4-7油溫控制梯形圖 m0閉合時(shí)開始比較，當(dāng)d0中數(shù)據(jù)小于45時(shí)或者d0中數(shù)據(jù)小于75時(shí)，輸出控制i/o口y24控制繼電器打開加熱器，當(dāng)d0中數(shù)據(jù)大于75時(shí)，m13=1，m14的常閉觸點(diǎn)打開，y24不得電，加熱器控制繼電器斷開，從而實(shí)現(xiàn)加熱器的關(guān)斷控制。4.3.4 真空破壞閥的控制在真空罐中，水蒸汽在真空下容易達(dá)到飽和，這樣導(dǎo)致真空泵難以抽出真空罐中的水蒸汽。因此我們通過控制真空破壞閥周期性的向真空罐中鼓入干燥的空氣以降低真空罐中的真空度。我們通過plc的輸出口y22實(shí)現(xiàn)對(duì)真空破壞閥的控制開/關(guān)控制。如圖4-8為真空破壞閥的控制梯形圖。圖4-8真空破壞閥的控制梯形圖m0閉合時(shí)當(dāng)油液液位經(jīng)過中上限（x12檢測(cè)到信號(hào)）時(shí)，輸出i/o口y22控制打開真空破壞閥，同時(shí)輸出i/o口y6控制指示燈亮。當(dāng)油液液位經(jīng)過中下限（x13檢測(cè)到信號(hào)）時(shí)，控制內(nèi)部繼電器m7常閉觸點(diǎn)打開使內(nèi)部繼電器m15關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)閉真空破壞閥以及其指示燈。第5章 總結(jié)與展望5.1總結(jié)現(xiàn)代機(jī)械向高性能、大型化發(fā)展，對(duì)可靠性、無故障壽命、動(dòng)態(tài)性能的要求也越來越高，這對(duì)潤(rùn)滑油也提出了更高的要求。