温度自动识别（精选8篇）
温度自动识别 篇1
0 引言
核电站反应堆控制棒位置传感器检测装置是反应堆安全运行的重要保障, 一旦出现故障将严重危及反应堆安全运行。国内一核电站控制棒位置传感器检测装置在反应堆运行时出现热态断路故障, 为了准确找出位置传感器检测装置故障原因, 以便制定有效的预防措施, 经过安全性、可行性、合理性多方面分析论证, 决定设计一套工况模拟加热装置, 进行温度自动控制试验研究, 以满足系统的温升要求, 并按要求进行热容试验、温度自动控制、模拟压力跟随控制试验, 以修正实际温升与理论计算的偏差, 使其温控特征达到设计指标要求。研究过程包括参数计算、设备选型、试验实施三个阶段, 下面将对具体过程进行详细叙述。
1 计算工艺过程所需的热量
1.1 工况模拟容器热容计算
工况模拟容器热容计算公式:
计算公式中:
Q1热容为工况模拟容器加热至设定温度所需的热容;C1为容器的比热, 钢的比热:0.12 kcal/ (kg·℃) ;M1为容器质量, 容器质量:680kg;△T为温升, 温升:260℃。
将以上参数代入公式计算工况模拟容器热容为:21216kcal。
1.2 加热介质热水计算
工况模拟容器内介质为水, 水的热容计算公式:
Q2热容为工况模拟容器内的水加热至设定温度所需的热容;C2为介质 (水) 的比热, 水的比热:kcal/ (kg·℃) ;M2为介质 (水) 质量, 介质 (水) 质量:150 kg;△T为温升, 温升:260℃。
将以上参数代入公式计算工况模拟容器内水的热容为:39000kcal。
1.3 保温层的热耗损计算
保温层热耗损计算公式:
Q热耗损系统加热过程中保温层的热损失;δ为保温层散热量, 硅酸盐散热量:32W/m2S1为保温层面积, 保温层面积:3.95m2。
将以上参数代入公式计算保温层的热耗损为:54.6kcal。
1.4 系统总热容
系统总热容为工况模拟容器热容、工况模拟容器内水的热容、保温层热耗损之和。
将以上各计算值代入公式计算系统总热容为:60270.6kcal。
2 电加热元件功率计算
电加热元件功率计算公式:
将以上系统总热容计算值代入公式计算电加热元件功率为:69.8k W。
考虑1.2的安全系数, 最终选取电加热元件的总功率为:90k W。
3 电加热元件的形式、尺寸及数量
3.1 电加热元件的形式
考虑工况模拟容器的尺寸及安装位置, 电加热元件选取单端管式元件, 元件外套管选用耐高温高压的不锈钢材料。
3.2 电加热元件的尺寸
根据工况模拟容器的尺寸及安装位置, 电加热元件的外径为:Φ25mm, 长度为4500mm。
3.3 电加热元件的数量
根据工况模拟容器的尺寸及安装位置, 电加热元件总计3根, 每根功率为30 k W。
4 加热装置的主回路及控制回路
4.1 加热装置的主回路
电加热元件采用电力调整器进行功率调节, 电力调整器输出电压0-380V范围可调。为有效保护电力调整器, 在电力调整器主回路输入端介入快速熔断器, 进行短路及过载保护。3根电加热元件Y形接法, 加热装置主回路原理图如图1所示。
4.2 加热装置的控制回路
加热装置控制回路原理图如图1所示。电加热元件控制回路分为自动控制方式、手动控制方式。
自动控制方式:利用外部启停开关启动系统, 加热过程中的温度信号经PID调节后送至电力调整器控制输出电压, 从而控制电加热元件功率。自动控制方式中R1、R2之间必须用短接片连接。
手动控制方式:利用外部启停开关启动系统, 加热过程中手动调节可调电位器控制电力调整器输出电压, 从而控制电加热元件功率。手动控制方式中R1、R2之间必须取掉短接片。
5 试验实施情况
5.1 热容试验
热容试验系统示意图如图1所示。其系统主要由1台电控柜、1个水箱、9根管式电加热元件、4支热电偶和保温层等组成。电控柜用于处理热电偶采集的温度信号, 并输出可调电压调节电加热元件功率;水箱为加热介质 (水) 的容器;保温层覆盖于水箱外表面, 用于减少水箱的热损失;电加热元件安装于水箱底部, 用于加热介质 (水) 至设定温度;热电偶安装于水箱内部, 用于采集介质 (水) 的温度信号。
5.1.1 自动定速升温
(1) 将管式电加热元件以3根为一组连接成星形接法, 并分别编号为:1#、2#、3#, 将这三组电加热元件连接至电力调整器输出端;
(2) 将4支热电偶探头按500mm间隔安装于水箱上, 分别编号1#、2#、3#、4#, 并将热电偶输出线连接至控制系统接线端子;
(3) 将容器充入约700kg的自来水;
(4) 将控制程序升温上限设置为99℃, 选择开关置于“自动”位置; (5) 启动1#电加热元件组进行进行了三次自动定速升温试验; (6) 记录将水加热至99℃的时间;
(7) 分别测量电力调整器信号输入端触发电流、主回路输出端电压、电流值, 测量数据记录于附录A中;
(8) 启动1#、2#电加热元件组进行了三次自动定速升温试验;
(9) 记录将水加热至99℃的时间;
(10) 分别测量电力调整器信号输入端触发电流、主回路输出端电压、电流值, 测量数据记录于附录A中;
(11) 启动1#、2#、3#电加热元件组进行了三次自动定速升温试验;
(12) 记录将水加热至99℃的时间;
(13) 分别测量电力调整器信号输入端触发电流、主回路输出端电压、电流值, 测量数据记录于附录A中;
(14) 将测量的电压、电流、时间取平均值后计算功率、温升速度, 计算结果记录附录A中;
(15) 从试验情况来看, 当采用一组电加热元件 (功率约27k W) 时, 温升速度约为112℃/h, 低于设计要求350℃/h;当采用两组电加热元件 (功率约52k W) 时, 温升速度约为252℃/h, 低于设计要求350℃/h;当采用三组电加热元件 (功率约79k W) 时, 温升速度约为370℃/h, 高于设计要求350℃/h;
(16) 依据试验数据, 功率为80k W的电加热元件即可满足设计的温升速度要求, 考虑一定的的安全系数, 最终确定电加热元件的功率为90k W。
5.1.2 手动可调速升温
(1) 将控制系统选择开关置于“手动”位置;
(2) 启动1#、2#、3#电加热元件组进行了三次手动可调速度升温试验;
(3) 升温过程中调节电力调整器可调电位器R, 测量的电加热元件组电压、电流、加热时间等数据记录于附录A中;
(4) 根据测量的数据计算功率、温升速度, 计算结果记录于附录A中;
(5) 从试验情况来看, 可调电位器R的电压与电力调整器输出电压成线性关系, 即可调电位器R的电压与电加热元件的功率成线性关系;
(6) 当可调电位器R的电压为4V时, 此时系统的温升速度为304℃/h, 低于设计温升要求350℃/h;当可调电位器R的电压为4.8V时, 此时系统的温升速度为351℃/h, 基本符合设计温升要求350℃/h;当可调电位器R的电压为5V时, 此时系统的温升速度为381℃/h, 高于计温升要求350℃/h;
(7) 依据设计温升要求350℃/h, 将PLC控制程序手动模式修改为功率可调节方式, 以实现不同环境下的温升速度要求。
5.2 温度自动控制试验
温度自动控制试验系统示意图如图2所示。其系统主要由1台电控柜、1个容器、3组绳式电加热元件、6支热电偶、保温层等组成。电控柜用于处理热电偶采集的温度信号, 并输出可调电压调节电加热元件功率;容器用于安装绳式电加热元件及支撑保温层;绳式电加热元件安装于容器外表面, 用于加热介质 (空气) 至设定温度;热电偶安装于容器内部, 用于采集介质 (空气) 的温度信号。
5.2.1 自动温度控制
(1) 将3组绳式电加热元件敷设于容器外壁, 并敷设保温层;
(2) 将三组电加热元件以星形接法连接于电力调整器输出端;
(3) 将6枝温度传感器探头按1米间隔布置于容器中, 分别编号:#1、#2、#3、#4、#5、#6, 并将温度传感器输出线连接至控制系统接线端子;
(4) 将控制程序升温上限设置为280℃;
(5) 将控制系统选择开关置于“自动”位置;
(6) 将控制系统PID参数整定设置为“自动”;
(7) 启动系统进行了三次自动温度控制试验;
(8) 控制系统停止加热时, 6个温度传感器测量的温度数据记录于附录B中;
(9) 6个温度传感器测量的开始下降前的最高温度数据记录于附表B中;
(10) 将最高温度取平均值计算280℃时的温度控制精度, 计算数据记录于附录B中;
(11) 自动温度控制时 (即自动PID参数整定) , 平均温度控制精度最小为7.75%, 最大为8.19%;
(12) 从实验情况来看, 依据系统自动整定的PID参数进行温度控制都不满足设计要求的平均温度控制精度:280℃±5%。
5.2.2 手动PID参数整定
(1) 将控制系统PID参数整定设置为“手动”;
(2) 输入比例、积分、微分控制参数, 并将数据记录于附录B中;
(3) 启动控制系统进行了多次温度控制试验;
(4) 控制系统停止加热时, 6个温度传感器测量的温度数据记录于附录B中;
(5) 6个温度传感器测量的开始下降前的最高温度数据记录于附表B中;
(6) 将最高温度取其平均值依据设计要求 (280℃±5%) 计算280℃时的温度控制精度, 系统积分、微分控制参数等数据记录于附录B中;
(7) 从试验情况来看, 用手动PID参数进行温度控制, 其平均温度控制精度均满足设计要求;
(8) 试验数据也表明, 要对滞后量较大的温度进行控制, 需设置较大的微分参数对系统进行提前控制, 并且足够大的积分参数 (接近最大设置上限) 对滞后量较大的温度控制效果尤为明显。
5.3 模拟压力跟随控制试验
模拟压力跟随控制试验系统示意图如图3所示。其系统主要由1台电控柜、1个容器、3组绳式电加热元件、6支热电偶、1台信号发生器和保温层等组成。电控柜用于处理热电偶采集的温度信号, 并输出可调电压调节电加热元件功率;容器用于安装绳式电加热元件及支撑保温层;绳式电加热元件安装于容器外表面, 用于加热介质 (空气) 至设定温度;热电偶安装于容器内部, 用于采集介质 (空气) 的温度信号;信号发生器用于模拟升温过程中的压力信号。
5.3.1 信号发生器模拟系统压力信号
(1) 将信号发生器连接于控制系统压力信号输入端子;
(2) 将PLC模拟量控制模块依据系统设计最大压力范围 (0 MPa-25 MPa) 进行零位及满量程刻度;
(3) 将信号发生器输出信号选择为“4 m A-20m A”, 输出旋钮旋至最低位;
(4) 启动控制系统自动升压, 逐步加大信号发生器输出信号, 控制系统显示的对应压力值记录于附录C中。
5.3.2 升温过程中模拟压力跟随控制
(1) 将控制系统程序温度上限值设定为300℃, 压力值按表1设置;
(2) 调节信号发生器输出旋钮, 控制系统显示压力值为0.5 MPa;
(3) 启动控制系统进行自动升温、模拟压力跟随控制试验;
(4) 升温过程中按表1系统程序压力设定依次调节信号发生器输出旋钮, 使控制统显示的压力值与相应的温度对应, 加热单元、加压单元运行情况记录于附录D中;
(5) 系统温度为100℃时, 切除加热单元, 检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中;
(6) 在确认系统安全状态正常后启动电控制系统继续升温;
(7) 系统温度为200℃时, 切除加热单元。检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中;
(8) 调节信号发生器输出旋钮, 控制系统显示压力值为0.5 MPa;
(9) 启动控制系统进行自动升温、模拟压力跟随控制试验;
(10) 升温过程中按表1系统程序压力设定依次调节信号发生器输出旋钮, 使控制系统显示的压力值与相应的温度对应, 加热单元、加压单元运行情况记录于附录D中;
(11) 系统温度为100℃时, 切除加热单元, 检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中;
(12) 在确认系统安全状态正常后启动电控制系统继续升温;
(13) 系统温度为200℃时, 切除加热单元。检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中;
(15) 系统温度为300℃时, 切除加热单元。检查系统安全状态及加热单元、加压单元运行情况并记录于附录D中;
(16) 从试验情况来看, 升温过程中的压力设置参数均大于对应温度下的饱和蒸汽压, 保证了各个单元功能的正常以及整个系统的安全。
5.3.3 保温过程中模拟压力跟随控制
(1) 当系统显示温度300℃时, 调节信号发生器输出旋钮, 当系统显示压力值分别为10MPa、10.1MPa、10.2MPa时, 变频器为运行状况, KM8、KM9 (KM8、KM9分别为下限和上限压力设定的动作元件) 接触器断开 (无动作) , 符合设计要求, 试验情况记录于附录E中;
(2) 变频器启动运行后, 调节信号发生器输出旋钮, 当系统显示压力值分别为10.3、10.4MPa时, 变频器停止, KM8、KM9接触器断开 (无动作) , 符合设计要求, 试验情况记录于附录E中;
(3) 调节信号发生器输出旋钮, 当系统显示压力值分别为13.6MPa、13.7MPa、13.8 MPa时变频器停止, KM8、KM9接触器断开 (无动作) , 符合设计要求, 试验情况记录于附录E中;
(4) 调节信号发生器输出旋钮, 当系统显示压力值分别为13.9MPa、14.0MPa时, 变频器停止, KM9接触器闭合 (开启泄压阀进行泄压) , 符合设计要求, 试验情况记录于附录E中。
6结论
温度自动控制试验依据制定的方案实施, 完成了热容试验、温度自动控制实验、模拟压力跟随控制试验等内容, 达到了试验目的:
(1) 通过试验, 验证了控制系统具有较高可靠性, 以及对温度控制的有效性;
(2) 通过试验, 确定了理论计算电加热功率、温升速度完全满足设计要求;
(3) 通过试验, 最终确定了PID整定参数、温度控制程序;
(4) 通过模拟试验确定了跟随控制整定参数, 修正压力控制程序。
这次试验研究, 验证了工况模拟装置完全能够提供位置传感器检测装置实际工况。在随后的工作中, 通过这套工况模拟装置提供给位置传感器检测装置实际工况条件, 对其进行故障分析, 准确地查出了位置传感器检测装置故障原因, 杜绝了故障的再次发生, 保证了反应堆的安全运行, 圆满地完成了任务。
执行标准
GB/T 10067.1-2005电热装置基本技术条件
GB/T 13869-2008用电安全导则
GB/T 18404-2001铠装热电偶电缆及铠装热电偶
控制系统温度自动控制试验过程中产生的数据记录于附录中。S (14) 在确认系统安全状态正常后启动控制系统继续升温;
温度自动识别 篇2
而我就要实现人类的这个梦想，研制出一件可以自动调节温度的衣服。这个衣服看上去和普通的衣服没有什么异样。其实就在衣服的旁边有四个按钮，上面分别写着：“冷、热、常温、湿度。”比如说现在是冬天，你一按“热”，即使是在冬天，你穿短裙都没有任何问题。
可能我说到这儿，你是不是在考虑洗衣服该怎么办?没事，请放心，在衣服里面有一个吸水管，能吸水，衣服一晾，它就把水泼出去了。
这种衣服不但可以自动调节温度，而且还能减少物资呢!因为可以自动调节温度，所以衣服就不分春天、夏天、冬天、秋天了。也就是说买三四件就够了。
温度自动识别 篇3
在科技革命突飞猛进、发展日新月异、竞争日趋激烈的时代背景下, 人民的生活水平也日益提高。各种电热电器产品也因为其本身产品结构小, 更新换代快, 款式样式新等特点, 已经成为了家庭日常生活必需品中的一个重要组成部分。近些年来我省电热产品发展势头迅猛, 同样作为电热产品中最主要的元件——温度敏感元件, 也成为了各个生产企业重点关注的产品之一。其质量的好坏决定性的影响了整机产品质量的好坏。
在现行标准中, 对于产品动作温度的检测和要求明显增强, 在例如制造偏差和漂移、耐久性等项目中增加了对动作温度的监控要求。同时, 在实地对于产品生产过程的了解以及大量检测业务过程中发现, 现有的检测及判断手段多数仅为定性的判断, 即高于一定值动作即可。并没有对其过程的实时监控, 为产品以后在整机中的工作情况带来不小的安全隐患, 也不利于企业对其产品进行更为有效的改进与质控。开展温度特性自动采集系统的研究, 可以完善现有检测技术平台, 有利于质检部门更加全面地掌握质量状况, 更加贴近企业, 更好地为企业提供多方位的技术服务, 有利于提升机构的检验能力和行业知名度。
一、温度特性自动采集系统设计
1.1温度自动采集系统工作要求
温度检测系统的测试是通过测试软件控制的, 系统软件的开发必须做到:
(1) 检测并记录多个温控开关的断开点温度及恢复点温度;
(2) 按区划分测量出八点均匀分布点的温度图, 并对相关点作适当的补偿;
(3) 根据每批产品的温度特性, 设定温度测定范围以便对烘箱的加热速度进行合理控制; (4) 保存测试参数, 并随时打印出参数表。
1.2设计总体设计思路
本系统采用一体式电控柜为主体。西门子工控机安置于电控柜的上部, 通过485接口与PLC控制模块进行数据交换。PLC控制模块及20位扩展热电偶模块均安装于电控柜内。20组继电器分别与20个测试工位相连, 用于提供温控器启动/停止的电信号。控制柜底部中空, 用于高温线, 使得被测试样品可以置于高温及低温的环境区域内。通过西门子S7-224CN可编程控制器, 完成对于精密烘箱温度场循环的控制、不同产品温度要求的可编程控制, 对高速温度采集模块数据的采集支持等功能。
为实现精确测量、快速响应及曲线复现的设想, 满足标准对温度敏感控制器检测的要求, 设计检测系统原理图如图1所示。
1.2.1系统软件的模块设计
该检测系统的程序开发在基于windows xp操作系统下, 由VISUAL BASIC 语言编写, 软件的设计包括五个独立的功能模块。分别为:
(1) 文件调入模块, 可以调入以前任一时刻的测试数据。
(2) 文件保存模块, 将正在测试的数据存盘备份。
(3) 数据打印模块, 将测试的数据打印出来, 作为产品参数标准。
(4) 温度设置模块, 主要用来设置被测温度范围, 由此温度范围为依据, 来控制烘箱的加热速度。
(5) 温度测试模块, 该模块是整个检测系统的核心组成部分, 其主要完成功能为:
(1) 初始化, 包括将用于控温开关状态接口的8255编程设置为输入方式, 温控开关全部接通等。
(2) 读人I/O状态, 判断各温控开关的通断状态。
(3) 分区读入各温度测试点的温度值, 将此时的温度值赋给有通断变化的温控开关样品, 并在监视器上相应的位置显示该温度值。
为了保证温度测量的精度, 除了在硬件上采取必要的措施如采用12位A/D转换外, 软件上也要采取相应的措施, 本系统中采用了多点平均算法。由于A/D采样用的是AD574芯片, 其转化速率典型值为25μs, 而温度不可能有突变, 所以我们对每一温度点采样100个点, 然后排序, 去掉最大的和最小的各10点, 用剩余的80点进行平均, 这样可大幅度地降低测量误差, 提高检测精度。
1.2.2系统内部电路设计
设备电控柜外形尺寸为1000*600*600 (含滚轮高度) , 电控柜主体为框架结构, 下层中空。安装架通过螺钉卡扣安装于电控柜两侧安装槽上, 位置可根据扩展槽所需容量进行调整。设备采用一体式电控柜为主体。西门子工控机安置于电控柜的上部, 通过485接口与PLC控制模块进行数据交换。PLC控制模块及20位扩展热电偶模块均安装于电控柜内。本系统的控制采用上下位机分层控制的方式。上位机采用西门子工控机用于对于下位机PLC发出启动、停止等具体指令。同时接受下位机反馈的数据, 并分析最终形成报告。下位机采用西门子S7-224CN可编程控制器中PLC224型产品, 配合EM221/EM232/EM231等3组扩展模块完成对被测产品的测试, 启停等功能, 同时反馈采集的数据给上位机进行分析统计。上位机下位机之间采用485接口连接。控制电路接线如图2所示。
1.2.3系统界面设计。操作界面的设计遵循简单明了, 操作简便地设计原则。除外观设置上的电源开关, 急停开关, 报警灯等装置, 其余控制设置均集成在液晶触摸屏上。整个版面指示清晰, 操作简便。
操作系统界面主要分为三个层次:1.系统功能选择界面 (开机界面) , 用于对设备进行初始化以及试验功能的选择。2.测试界面:从系统管理中进行相应功能的选择, 可进入不同的测试单元模块。如图3所示的温度开关恢复测试。在测试系统界面中, 我们可以对样品进行测试参数的设置, 启停动作的设置, 以及设定产品不合格的报警范围等。3.产品最终的结果界面。当下位机反馈数据后, 可以直接上上位机中形成分析报告和最终提交的检测报告。报告文档可以形成不同的记录格式, 以适应于以后的智能化一体检测流程。如图4所示。
二、系统计量校准效果
(1) 多路、多种控制器的同时检测与控制。最多可以完成20个产品的测试监控, 同时测试平台还预留有扩展槽, 可以方便有效地进行工位的扩展。采用西门子S7-200CN模块以及工控机。实现记录存储速度达到25μs, 显示速度达到1s/次。
(2) 无人化管理, 设置好烘箱温度区间后, 系统可以自动记录产品反复动作的温度动作值, 并且设计一套可以与现阶段自动化检测流程相配套的, 基于EXCEL模板的自动报告填写及输出模式。
(3) 系统是windows平台开发的, 可以方便的移植。软件界面清晰, 直观, 具有良好的人机互动功能。除了检测环节中通过人工装夹、结构检查等工作, 其余工作均可由软件代为完成。形成一次录入, 自动匹配的功效。极大地降低了人员的劳动强度。
三、结论与展望
温室温度自动监控系统 篇4
传统的国内温室温度监控系统采用热敏电阻或PN结为温度传感器,采用通用的INTEL的单片机为控制芯片进行分级控制。这种结构比较适合于房式仓,因为房式仓高度小,每根电缆上只需3~4个测温点,厂家可通过每若干电缆(2~3根)组成一级分线器,再若干分线器组成一级分机,再若干分机组成总机的三级结构(每个分机、分线器所能容纳的子结构取决于单片机的I/O口的数目)。
而对于仓高20~30米,一根电缆上将会有15~30个温度点。倘若还采用以前的结构,采用热敏电阻为温度传感器,势必造成一根电缆一个分线器,同时在一根电缆中将要同时容纳20~30根信号传输线,这样带来系统安装、维护、可靠性以及成本的一系列问题。
本系统采用主从式两级结构,主机为PC上位机,从机是以68HC08GP32为主控芯片的分机(下位机)。下位机采用DALLAS的数字式温度传感器芯片DS1820,可以在三根线(电源线、地线、信号线)上同时并联多个温度探测点。每个分机上可以连接10跟电缆,每根电缆上可并联几十个点。分机利用了68HC08GP32的片内FLASH功能,实现了DS1820的序列号在68HC08GP32中的动态存取,从而节省了大量存储器。温度数据保存在68HC08GP32的片内RAM里并且充分利用了68HC08GP32片内的A/D实现了湿度数据的测量。
2 DS1820数字式温度传感器芯片
DS1820采用9个位来表示被测量点的温度,通过单一根线和控制器进行信息通讯。温度读取、温度测量和温度设置等所需的能源也都可以在数据线上获取而无须另加电源。由于每个DS1820内部都设有一个独一的序列号,所以多个DS1820可以共存于同一条线上。每个DS1820内部可以分为4个部分:(1)64位的序列号,是区别不同传感器芯片的唯一编号;(2)8字节的片内RAM,用于保存芯片检测到的温度数据以及临时保存报警温度限;(3)2字节的EEPROM,用于永久性保存温度报警上下限;(4)温度传感器。
用户对于DS1820的访问分为3个步骤:
(1)初始化
用户通过信号线,向DS1820发送一个满足特定时序的负脉冲,信号线上所有的DS1820芯片都被复位,准备接受用户的序列号访问命令。
(2)序列号访问命令
用户通过信号线,发送一个特定的64位序列号编码。这时,信号线上所有相连DS1820都进行编码匹配,只有编码一致的DS1820才被激活,可以接受下面的内存访问命令。
(3)内存访问命令
在用户发送序列号访问命令选定特定DS1820芯片后,被选中的芯片便可以接受内存访问命令,读取温度数据,设定温度报警限。
3 单片机68HC08GP32主要特性
68HC08GP3 2为带片内FLASH的8位单片机。其主要特性为:(1)32K的片内FLASH,可以动态修改其内容;(2)512字节的RAM;(3)具备SPI和SCI接口;(4)具备2路16位双通道的定时器,可分别作为输入捕捉、输出比较和PWM功能;(5)具备8路8位A/D;(6)具备内部PLL功能,最高总线8M;(7)具备8个键盘中断输入。
本系统采用二级系统结构,如图1所示。上位机为PC机,通过一个自制的232-485转换器直接和众多的下位机(分机)相连。每个分机由一片MC68HC08GP32控制,可连接10根电缆,而每根电缆最多可以连接40个测温点(DS1820),另外,每个分机可以接入2路模拟湿度传感器输入。分机自带键盘和液晶模块,通过键盘输入可以实现分机的单机运行也可以实现与上位机连网运行。分机检测范围为±64.0度,精度为0.5度,其湿度的精度低于1%。系统整体上分为4个部分:(1)上位机软件;(2)RS232-485转换器;(3)分机模块;(4)电缆连接。
4 上位机软件
PC上位机提供了一个强大的数据库支持软件,用户通过PC机的串口轻松实现与下位机的通讯。数据库采用通用的ACCESS数据库,软件用Visual C++编制,具备速度快,效率高的特点。其主要功能为:(1)可以上载、下载分机配置(每根电缆测温点个数及其序列号);(2)对分机发送检测温度命令以及提取温度数据;(3)设置分机时间参数以及风机控制命令;(4)将温度数据以各种图形化方式(正视、俯视、三维)显示并存入数据库;(5)进行简单分析处理功能及打印功能。
5 RS232-485的转换器
由于温室温度测温对可靠性和成本都要求较高,所以采用RS485通讯方式来实现上下位机的通讯。
RS-485采用平衡式传送方式,输入、输出均为差动方式,这样在受到干扰时,两根信号线可能同时产生干扰电平,对差动输入不起作用,因此RS-485传输速度快、距离远,最高速率可近兆,距离可达几公里。
另外,在通用串行通讯方式主从结构的多机系统中,主机的串行输出将同时接到多个从机的输入,多个从机的输出(每一时刻最多只能一个有效)将连至主机的输入上。这要求一个传送器的输出要驱动多个接受器,多个传输器的输出还能够并联在一起。RS485的接受器的输入负载小,可允许一个传送器驱动多个接受器,而且处于禁止状态的输出的漏电流较小,可允许多个传送器的输出并联。因此,采用RS485协议是较为理想的选择。
6 分机结构
分机采用68HC08GP32为主控芯片,自带键盘和液晶LCM。既可以与PC机连网运行,又可以脱网单机运行。其主要功能为:(1)自动检测分机中每根电缆连接的测温点的个数及其序列号,并将其保存到68HC08GP32的内部FLASH中;(2)检测各点温度、湿度以及本机编号,并将其保存到68HC08GP32的RAM中以便查阅;(3)根据需要设定风机开关;(4)接受键盘输入,并根据用户的输入在液晶中显示分机状态及分机信息;(5)根据用户设定,定时对分机进行温度测量,动态刷新温湿度数据;(6)接受上位机(PC)机发来的指令和数据,并对此作出响应。
7 电缆
电缆采用3线制,一根信号线、一根电源线和一根地线。线上同时可以并联40个DS1820温度探测器,线长最大可至40米。
8 LCM显示部分
(1)器件介绍:
显示部分采用图形点阵显示器模块QH2001,内带两片HD61202控制器,分别控制左右屏点阵数据,每片控制器带512字节的RAM,其中每一位数据和屏幕上的一个象素对应。QH2001显示模块无内带字库,它是在纯图形的方式下工作的。所以我们利用字模软件生成了所需汉字代码,用以进行调用。其程序设计的基本过程是:首先对显示器模块初始化,写入相应控制字和设置显示初始行,然后对显示器清屏。在进行汉字和测试数据显示时,首先确定显示所在行的行数和所调用代码表的标号。如果显示数据,还要确定动态显示的起始列数和字符数。设置完成后,调用选择表处理程序,动态显示处理程序以及显示程序,完成显示过程。
(2)控制指令介绍
12864采用两片HD61202分别控制左右半屏的显示,在编程时要注意分别控制,这里的左右屏选取由片选信号CS1、CS2完成。当CS1=1时选取左半屏为操作对象;CS2=1时选取右半屏为操作对象,某些情况下可以同时选择左右屏同时操作。另外还有读写(R/W)信号、数据指令(D/I)信号、E信号等。指令说明如表1。
注:(1)该指令控制显示的开关,不影响模块中RAM的数据和内部状态。DB0=1,开;DB0=0,关。
(2)RES=1表明系统正在初始化;RES=0表明初始化完成;On/off=1时不显示;On/off=0时显示;Busy=1时正在进行内部操作;Busy=0时准备好接收指令。
(3)将欲显示的数据写入显示存储器中。
(4)从显示存储器中读出被显示的数据。
注意:在读写操作之前,要先确定模块的内部状态,当RES=0时,才能进行地址设置和数据的读写操作。显示RAM的存取地址每进行一次写操作,列地址自动加1。
显示器开关设置
显示初始行设置
数据指针设置
(3)LCD的控制地址分配表
(4)LCM接口电路
该部分和单片机接口电路如图4所示。
单片机通过对P1口和P2口相关引脚的操作间接控制LCM的初始化和显示。其初始化和数据传输都通过调用相关的子程序来实现。
在初始化子程序中,操作非常简单,主要是对LCM的初始行设置在第1行显示,即向LCM发出初始化控制命令0C0H,然后开显示器,写入3FH,初始化过程完成。最后是对LCM内每一个RAM写入“0”,使整个屏幕白屏。白屏部分程序是通过一个循环程序来实现的。
在向LCM输入显示数据的过程中,是通过一个16×16的矩阵的子程序来实现的,该子程序可以显示16×16的汉字和16×8的数字矩阵。该部分子程序程序框图如图5所示。
该子程序的具体逻辑是通过对页地址和列地址的设置决定显示的初始显示数据,再通过对一个循环次数单元39H内容的确定,来决定显示汉字还是数据。在该程序中有两个循环嵌套来确定换列地址和行地址。
该显示的整个过程为:首先显示固定不动的汉字,其次显示设定值,最后显示动态循环显示测量数据,所有这些数据的显示都有固定的位置。
9 温度数据采集
DS18B2 0是采用“1-wire”一线总线传输数据的集成温度传感器。它共有三个引脚,一个VCC电源引脚,一个数据总线,一个地引脚,可采用外部电源供电,也可采用总线供电方式(在本次设计中采用外部电源供电方式)。此时,把VCC连接在一起作为数字电源。
内部有一个64位的ROM区,其中前8位为该器件的序列号,接下来48位是该器件的编号,每个器件都不一样,用于在一线总线上连接多传感器时进行对象识别,第8位是前56位的CRC校验码。接下来是RAM区和EERAM区。RAM前五个字节分别为LSB、MSB、FH、TL和CONFIG值,分别表示温度测量值的低位字节、高位字节、温度高温低温报警和使用传感器分辨率设置位。EERAM分别用于TH和TL的数据保存。每次上电时,数据会自动从EERAM拷贝到TH和TL中。fonfrg值的数据格式如下。
R1R0的状态有00 01 10 11分别表示9位、10位、11位及12位分辨率设置
1 0 系统功能扩展
虽然这是一个针对大型温室结构特点的温度控制系统,但由于该系统具有温度探测点并联、湿度检测以及相应的风机控制等功能,所以系统很容易被移植到楼宇控制自动化及宾馆饭店中央空调系统的温度、湿度控制中,具有广泛的应用市场。
摘要：介绍了一种自行设计的以68HC08GP32为主控芯片的温度湿度自动监控系统,并较为详细地阐述了其设计思想和设计过程。
关键词：单片机,温度,传感器,转换器,监控
参考文献
[1]张毅刚.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.
温度超标自动散热系统的设计 篇5
在科技不断发展的条件下, 人们也越来越重视安全与成本方面的问题, 而且现在的电子仪器集成度高, 价格昂贵, 且易发热, 稍有不慎就会导致内部元件烧毁, 修理费用高昂, 程序繁杂。本文通过市场调查, 分析了人们的实际需求, 设计研发出一款能够实时监测并及时为发热超标的仪器设备进行降温的温度超标自动降温设备, 随时保障精密仪器的安全使用。
2 系统方案
整个温度超标自动散热系统有温度监测模块、报警器模块、主控制模块以及散热设备这四大模块组成, 以实现对精密仪器的温度控制。
温度检测模块:选用美国DALLAS公司生产的数字温度传感器DS18B20, 独特的单线接口方式、测温范围-55℃~+125℃, 工作电源3~5V/DC。报警模块:蜂鸣器5V (SOT塑封封装) 有源蜂鸣器, 长声。供电模块:供电模块采用220V50Hz经变压器得到5V直流电给主控模块供电, 由主控模块给其他功能模块供电。主控模块:整合处理控制各功能模块, STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器, 具有8K在系统可编程Flash存储器它带有32个IO口, 三个16位定时器/计数器, 4个外部中断, 一个7向量4级中断结构 (兼容传统51的5向量二级中断结构) , 全双工串行口。DC5V供电。散热设备:采用轴流式散热方式, 单片机通过三极管控制继电器, 继电器的两个端口接一个5v的直流小电机的正负级。通过温度传感器的测量数据让单片机控制电机的启停。如果检测到温度超过预定的温度上限值, 单片机就会立即控制电机运转进行降温。
3 硬件电路设计
⑴温度监测电路。数字温度传感器DS18B20是美国DALL AS公司推出的单总线数字测温芯片。具有独特的单总线接口方式, 仅需使用1个端口就能实现与单片机的双向通讯。采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。它有负压特性, 电源极性接反时, DS18B20不会因接错线而烧毁, 但不能正常工作。可以通过编程实现9~12位的温度转换精度设置。设定的分辨率越高, 所需要的温度数据转换时间就越长, 在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
=DS18B20因其可以采用寄生电源方式供电, 因此, 一条总线上可以同时挂接多个DS18B20, 实现多点测温系统。另外还可根据实际情况设定非易失性温度报警上下限值, DS18B20检测到温度值经转换为数字量后, 自动存入存储器中, 并与设定值TH或TL进行比较, 当测量温度超出给定范围时, 就输出报警信号, 并自动识别是高温超限还是低温超限。
⑵温度超标自动报警电路。如图所示, 蜂鸣器的正极接到VCC (+5V) 电源上面, 蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E, 三极管的基级B经过限流电阻R1后由单片机的P3.7引脚控制, 当P3.7输出高电平时, 三极管T1截止, 没有电流流过线圈, 蜂鸣器不发声;当P3.7输出低电平时, 三极管导通, 这样蜂鸣器的电流形成回路, 发出声音。因此, 我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。程序中改变单片机P3.7引脚输出波形的频率, 就可以调整控制蜂鸣器音调, 产生各种不同音色、音调的声音。另外, 改变P3.7输出电平的高低电平占空比, 则可以控制蜂鸣器的声音大小, 这些我们通过编程来实现。
⑶散热器电路。有些精密仪器设备工作时会产生大量的热量, 而这些多余的热量不能快速散去并聚积起来产生高温, 很可能会毁坏正在工作的设备, 这时散热器便能有效地解决这个问题。散热器的工作原理是热量从发热设备产生传至散热器再传到空气等物质, 通过热力学中的热量传递原则进行传递。在我们的温度超标自动散热系统整体设计中, 散热器设备风扇选用小功率的直流电机, 单片机通过对温度传感器的数据进行处理分析来决定继电器的通断, 进而控制散热风扇的运行。当检测到仪器设备温度超过预定值时, 散热设备自动接通运行, 通过扇叶的持续运转, 带动周围空气的不断流动, 从而对其所保护的仪器进行降温, 使其温度降到预定值以下, 保护仪器, 使其不被损坏。
4 软件设计
软件部分重点在于温度上限的调节以及继电器的实时控制。本系统程序主要包括主程序、DS18B20初始化、写DS18B20、读DS18B20的程序、温度转化子程序, 蜂鸣器报警、继电器控制等等。由于DS18B20与微处理器间采用串行数据传送, 在对DS18B20进行读写编程时, 必须严格保证初始化及读写时序, 否则将无法读取测温结果。
本系统是以DS18B20型数字温度传感器作为温度采集单元, 单片机STC89C52为数据处理中心, 蜂鸣器作为报警单元, 加上散热设备构成的, 设计难点在于DS18B20工作时序的分析和温度达到上限时及时报警并启动散热设备。系统硬件结构简单易行, 整机可靠性高, 控制准确, 性能良好, 方便人们对精密仪器温度的控制, 保证了仪器的正常运行, 其市场前景广阔, 具有可观的经济效益。
参考文献
[1]郭天祥.51单片机C语言教程, 2009.
[2]华成英.模拟电子技术基础.2011.
电热炉温度自动化控制设计 篇6
1 系统构成
电热炉温度单片机控制系统由8031单片机系、双向晶闸管触发及开关电路、和电热炉、温度检测及温度变送电路、A/D转换电路、温度显示电路、温度给定电路声光报警电路组成, 如图1所示。
2 主电路的设计
在传统的电热炉温度控制系统中, 主电路大多采用交流接触器控制电热炉的电源通断, 由于交流接触器频繁地启动与停止, 造成温度波动较大, 难以满足工件热处理的工艺要求。因此, 本系统的主电路采用双向闸管代替交流接触器来控制电热炉的电源通断, 它能连续调节加在炉丝上的电压, 从而使电热炉的温度满足工件热处理的工艺要求, 如图2所示。
3 控制电路的设计
3.1 系统的工作原理
本系统可以完成温度信号的采集与放大, 从而构成温度闭环控制。反映炉温的热电偶电势, 首先经冷端补偿后送入运算放大器放大, 再送入A/D转换电路, 然后进入8031单片机中, 获得与炉温相应的数字量。此数字量经数字滤波、线性化处理、标度变换后, 一方面通过LED显示炉温, 另一方面与设定的炉温值进行比较、运算和调节。根据运算结果, 8031单片机对双向晶闸的导通角进行控制, 从而实现三相交流调功, 以此来达到控温的目的。
3.2 温度检测与变送电
本系统选用镍铬——镍硅热电偶作为温度传感器, 其原因是它测温范围适中, 线性度较好, 价格较便宜, 输出热电势较大, 便于测量放大器选型。热电偶冷端补偿采用集成温度传感器, 流过的电流, 为室温。负载电阻上输出电压, 选择使在转换器的允许输入电压范围内。这种方法测量冷端温度准确, 克服了常规方法补偿误差大和不方便的缺点。
在本系统中, 热电偶的输出电势为, 信号需经运放放大倍左右。前级选用自稳零高精度斩波运放, 后级运放则用较廉价的, 主要完成反相功能。输入端的二极管起保护作用, 避免输入线路故障时或瞬态尖峰干扰损坏运放。
4 双向晶闸管触发电路
A、B、C三相电压、 (220V, 50Hz) 经分压得到较低的三相电压, 再经过光电耦合器组成的电源过零检测电路, 得到周期为10ms的脉冲信号, 作为定时器的开启信号, 经反相后送人8031单片机, 上升沿有效。发生中断后, 开启定时器定时, 定时时间由设定的炉温值与测得的炉温值的偏差决定。定时时间未到时P1.3口为逻辑0, 触发电路不通, 双向晶闸管关断;定时时间到时, 触发电路导通, 双向晶闸管导通。
对实时调功和8 0 3 1单片机的系统扩展, 采用中断和查询相结合方式, 三相过零脉冲信号CTA、CTB、CTC经3个集电极开路非门 (OC门) 组成线或关系送端, 查询次序为CrA、CTB、CTC, 以确定哪相申请中断。
4.1 过零脉冲检测电路
其工作原理是:交流电压经限流电阻直接加到两个反向并联的光电二极管上, 在交流电压的正, 负半周, 幅值达到以上时, 两个反向并联的二极管轮流导通, 从而使光敏三极管也轮流饱和导通, 经与门电路整形输出。在任一光敏三极管导通期间输出低电平, 在交流电源过的瞬时, 两个二极管都不导通, 与门电路输出高电平, 因此输出端得到周期为 (对交流电) 的脉冲信号, 脉宽由分压电阻、决定。在中断查询结合方式中, 脉宽要求不小于 (晶振频率) , 图中取, 将光电二极管电流限制在左右。A相过零脉冲检测电路如图3所示, 相与相过零脉冲检测电路与相相同。
4.2 双向晶闸管触发电路
相与相的触发电路与相相同。输入部分的发光二极管在正向电流作用下发出足够强的红外光, 触发输出部分的硅光双向开关, 使其在感受到的红外光时, 两端之间的电压接近为零, 晶闸管才被触发导通, 而且输入和输出在电气上完全隔离。
5 结语
本文应用Intel8031单片机, 设计出了一种测控精度高的电热炉温度单片机控制系统, 并以一台老式的电热炉为改造对象, 进行了该控制系统的调试, 得出以下结论。
当三相负载不平衡时, 对于VTl, VT2, VT3的额定电压、电流参数的选择要按照不对称三相电路来选择。
主电路利用双向晶闸管作为交流开关来控制申热炉电源的通断, 利用极小的门极电流来控制阳极大电流的通断, 它消除了接触器存在的触点粘连, 磨损, 噪音等缺点。
本文所设计的控制系统应用于电热炉后, 使温度由过去的人工控制改为精度较高的自动控制。
室内温度自动控制系统的设计 篇7
1 设计室内温度自动控制系统, 用于控制温度, 具体要求如下
(1) 室内面积120 m2; (2) 温度连续可调, 范围为20℃~60℃; (3) 温度误差≤±0.5℃; (4) 硬件成本≤3000元。
2 控制系统总体设计
从国内外温室控制技术的主流方式来看, 室内温度控制技术大致有三种方式。
(1) 手动控制。通过人对室内温度的观测, 凭借长期积累的经验和直觉推测及判断, 手动调节温室内环境。但这种控制方式的劳动生产率较低, 并不能实现室内温度的自动控制。
(2) 自动控制。这种控制系统需要计算机根据传感器的实际测量值与温控系统事先设定的目标值进行比较, 有计算机完成室内温度的控制过程。计算机自动控制的温室控制技术实现了自动化控制。但由于计算机自动控制的实现方式有很多种形式, 所以要根据设计要求及经费预算选择适合的计算机自动控制。
(3) 智能化控制。这是在温室自动控制技术和生产实践的基础上, 构建专家系统, 的温室信息自动采集及智能控制。这种控制方式相对前两种控制方式成本较高。
根据室内温度控制系统设计要求, 温控自动控制系统, 原理框图如图1所示, 本系统由温度采集模块、键盘以及显示模块、控制系统模块、升温模块、降温模块六个部分组成。
通过按键设定温度值, 设定的温度值和采集的温度值都可以通过LED数码管显示。当所设定的温度值比采集的温度大时, 通过加热器加热, 以达到设定值;反之, 开启降温风扇, 同时开启定时器, 若在10分钟内达到设定值, 则完成降温, 若在10分钟内达没到设定值, 则蜂鸣报警, 在风扇下人工加载冰块, 以快速达到降温效果。该系统对温度的控制范围在20℃~60℃, 温度控制的误差小于等于0.5℃。
3 硬件设计
(1) 温度采集模块:由温度采集和转换电路组成。系统通过AD模块采集外界的温度参数, 通过放大器的作用将温度转化为电流模拟量;再由DC模块转化变成数字量, 以便控制系统辨认接收。
(2) 键盘输入模块:设定温度由键盘输入。键盘采用电话式键盘, 键盘扫描工作方式, 当在键盘上按下键时, 相关的键码将通过键盘编码集成电路传递给控制系统。
(3) 显示模块:由两位七段数码管显示译码器组成。它将温度转换的数字量, 即温度值并分别送入两位七段数码管显示。
(4) 控制系统模块:系统采用MCS—51系列单片机。由时钟电路、复位电路等组成。接收键盘输入指令, 与温度采集信号比较, 做出升温、降温判断, 发出控制指令。
(5) 升温模块:由继电器接收控制系统指令, 控制加热器加热。
(6) 降温模块:分别采用自然通风、机械通风、辅助降温三种形式。自然通风, 在室内设有侧窗和天窗故可以采用自然通风的方式来降温;机械通风, 在室内顶部装有10台工业电扇, 机械通风的方式来降温;辅助降温, 如在采用前两种方式无效时, 在风扇下放置冰块, 采用物理与机械结合的方式降温。
4 软件设计
4.1 主程序流程图
温度控制系统的主程序流程图, 温度控制系统采用温度传感器采集温度数据, 再由模数转换器将温度转化为单片机可以处理的数据。本系统将温度总体控制在20℃~60℃之间, 并且可以通过键盘输入要设定的温度值, 并通过7段数码管显示出来。在整个系统的运行期间, 有一个定时器T0中断每隔20 ms扫描一次, 用于当前温度与设定温度的比较, 然后发出加温或降温的命令。
4.2 升温、降温控制流程图 (如图3)
5 经费预算
系统采用简键盘输入、七段码显示、单片机控制、电阻加热、风扇及冰块降温, 故硬件成本在3000元以内。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础-模拟部分[M].4版.北京:高等教育出版社, 1999.
[2]康华光.电子技术基础-数字部分[M].4版.北京:高等教育出版社, 1999.
[3]谢自美.电子线路设计实验测试[M].武汉:华中科技大学出版社, 2000.
温度自动识别 篇8
过热蒸汽温度是汽包锅炉运行中一个重要的监控参数, 是锅炉汽水系统中的温度最高点。过热蒸汽温度过高, 会使过热器管壁金属强度下降, 以致烧坏过热器;过热蒸汽温度偏低, 会降低电厂的工作效率。为了更好地理解汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统, 本节以600MW单元机组为例, 介绍其锅炉过热蒸汽热力系统。
1. 锅炉过热蒸汽热力系统简介
该系统的过热器采用辐射一对流组合式, 主要包括顶棚过热器、包覆过热器、低温过热器、屏式过热器和高温过热器。顶棚过热器和包覆过热器 (水平烟道包墙、尾部垂直烟道包覆、尾部烟道顶棚等) 均布置在烟温较低区域, 吸热少, 传热效果较差。低温过热器由水平和立式两部分组成, 水平段采用顺列布置。屏式过热器分前后两排, 悬吊在炉膛的前上方。高温过热器 (末级过热器) 位于水冷壁排管后方的水平烟道内, 属于对流式过热器, 顺流布置。
该系统采用二级喷水减温, 第一级布置在立式低温过热器与分隔屏过热器之间的连接管道上, 第二级布置在后屏过热器与末级过热器之问, 左右各布置一个。减温器的减温水来自锅炉给水泵的出口管路上, 减温器的设计压力为20.59MPa。一级减温器作为粗调手段;二级减温器作为细调手段。过热器的减温器采用笛形管结构。
2. 过热蒸汽被控对象的动态特性
对汽包锅炉来讲, 不论是小型锅炉还是大型锅炉, 其过热蒸汽温度被控对象的动态特性基本上相似, 都是有迟延、有惯性、有自平衡能力的。对大型锅炉, 由于过热器管道比较长, 迟延、惯性相对大一些。关于过热蒸汽温度被控对象的动态特性可参考第六章第五节的相关内容, 这里不再赘述。
二、汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统
汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统主要有过热蒸汽温度串级控制系统、过热蒸汽温度导前微分控制系统和过热蒸汽温度分段控制系统三种方案。
一、过热蒸汽温度导前微分控制系统
过热蒸汽温度导前微分控制系统如图1所示。
该系统引入了减温器出口蒸汽温度的微分信号, 将其作为调节器的补充信号, 以改善控制质量。因为该信号与锅炉主蒸汽温度信号的变化趋势一致, 且比锅炉主蒸汽温度信号快得多, 所以它能迅速反映锅炉主蒸汽温度信号的变化趋势。动态时, 调节器将根据减温器出口蒸汽温度的微分信号和锅炉主蒸汽温度信号与给定值之间的偏差而动作;静态时, 减温器出口蒸汽温度的微分信号消失, 锅炉主蒸汽温度等于给定值。
过热蒸汽温度导前微分控制系统原理方框图如图2所示。
图2中:GOz (s) 为导前区对象的动态特性;Go, (s) 为惰性区对象的动态特性;Gr) (s) 为微分器的传递函数;GT (s) 为调节器的传递函数;K:为执行器的传递系数;K, 为减温水调节阀的传递系数;K。, 为主变送器的传递系数;K碰为副变送器的传递系数。从图13—3可以看出, 该系统是由两个闭合回路I、Ⅱ组成的。闭合回路I称为主回路, 闭合回路Ⅱ称为副回路 (静态时, 断开) 。该系统的主要特点是:
1. 加入导前微分信号缩短了迟延时间, 等效地改善了控制对象的动态特性。
将图2的控制系统等效变换成单回路控制系统, 如图3所示。
静态时, 微分器输出为零, 所以等效对象的输出01"一乱;动态时, 等效对象的输出中除主蒸汽温度臼, 外, 还叠加了导前汽温岛的微分信号。由于导前汽温晚的迟延、惯性比主蒸汽温度岛小得多, 因而等效对象的输出钟的迟延、惯性比主蒸汽温度凸小得多, 因此加入导前微分信号缩短了对象的迟延时间, 等效地改善了控制对象的动态特性。
2. 加入导前微分信号的控制系统是串级控制系统的特例。
将图13—3的控制系统等效变换成串级控制系统, 如图4所示。
从图4可以看出, 微分器传递函数的倒数1/岛 (s) 相当于串级控制系统主调节器的传递函数, 称为等效主调节器;而调节器与微分器的乘积研 (s) GD (s) 则相当于串级控制系统副调节器的传递函数, 称为等效副调节器, 因此加入导前微分信号的控制系统是串级控制系统的特例。
总结
通过这次对汽包锅炉过热蒸汽温度自动控制系统的研究, 可以使锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化, 并保证过热器壁温度不超过工作允许的温度, 使其能够正常工作。
摘要：汽包锅炉蒸汽温度自动控制系统是单元机组的主要控制系统之一, 包括过热蒸汽温度控制系统和再热蒸汽温度控制系统。过热蒸汽温度控制系统的主要任务是保证锅炉出口蒸汽温度等于给定值;再热蒸汽温度控制系统的主要任务是保证锅炉再热器出口蒸汽温度等于给定值。本章首先介绍汽包锅炉过热蒸汽热力系统流程、汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统的基本方案和600MW单元机组汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统, 然后介绍汽包锅炉再热蒸汽热力系统流程、汽包锅炉再热蒸汽温度控制系统的基本方案和600MW单元机组汽包锅炉再热蒸汽温度控制系统。
关键词：汽包锅炉,蒸汽温度,自动控制
参考文献
[1]方康玲, 《过程控制系统》, 武汉理工大学出版社, 2002.
[2]王骥程, 《化工过程控制工程》, 化学工业出版社, 1996.
[3]王树青, 《工业过程控制工程》, 化学工业出版社, 1995.
[4]将慰孙, 《过程控制工程》 (第二版) , 中国石化出版社, 2004.