工业 自动控制 《电工技术 》 年 翔
单片机控制装置原理图
图
、
图 是系统控制核心原理图 。 图 中除最小
控制系统所需的
、 、 之外
,
按钮 用于
报警复位 , 继电器 分别用于热水箱上水
、
热
水箱蒸汽
、
开水箱上水
、
开水箱蒸汽的自动控制 ,
用于报警输出
。 图 的接 口 电路包括水箱温度与水位
高度数据的 转换 、 水箱水位高度给定
、
温度与水
位显示等 。 水位 压力 变送器
、
和温度变
送器
、
输出的 一 的电流
, 经 的电
阻转换成 一 的电压 , 然后送至 的输人端 。
个水箱的温度与水位高度由 个数码管采用动态扫
描的方式显示 , 片 分别锁存位选码和 段代
码 。 数字凸轮用于设定 个水箱的水位高度 通
过 片 来读取它们
。
上述输人端 口 和输出端
口 的地址则各由一片 的 译码完成 。
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热水水位
变送器
热水温度
变送器
开水水位
变送器
开水温度
变送器
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热水水位 热水温度 开水水位 开水温度
热水箱 水
图
电磁阀
、
用于热水箱与开水箱的 仁水控制
,
、
控制高温蒸汽 ,
、
则是下水控制阀
门 。
、 、 、
选用普通型电磁阀即可 ,
、
必须选用高温蒸汽专用电磁阀 , 例如 等
。
由于水箱建在屋顶 , 环境较为恶劣 , 温度检测的
热水箱升温
水箱上水
至澡堂
开水箱升温
至开水房
图 冷
水
排 水 变送器
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水箱管路及电气控制电路
图 是系统管线原理图 , 图 是其电气控制电路 。 图 系统管线原理图
《电工技术》 , 年 翔
精 度 要 求 又 不 是 很 高 , 因 此 尽 管 采 用 了 型 号 为
一 分度 的两线制温度变送器 , 仍须将其
安置在控制台内 , 热电偶信号通过补偿导线引入 。 为
了便于安装与维护 , 最好采用恺装热电偶 , 这样就可
将弯曲后的热电偶直接通过水箱的溢流 口 插入至水箱
的底部 。
一 、 、 用于水箱水位的检测 。 投入式
液位变送器使用起来较为方便 , 但蒸汽进人水箱时产
生的强烈震动会使箱底水压剧烈变化 , 从而形成虚假
液位
。 图中型号为 一 的两线制压力变送器被安装
在与水箱底部平行的下水管道上 。
、
的作用有
个 一是便于变送器的安装与维护 , 二是在正常工作
时通过调整这两个阀 门的开度来整定输人侧信号 阻
尼 , 从而减轻或消除变送器输出的振荡成份 。
、
是排水阀 , 定期排水 , 可清除测量管道 内的锈渣等污
垢 。
图 中 , 一 均 为手动转换开 关 。 其 中
一 用于水箱上水或送蒸汽升温的自动
、
手动切
卜 尸
砂自雄断 且晃藻
热水箱的温度应控制在 一 ℃之 间 , 开水箱的
温度则控制在 、 ℃ ℃以上显示 ℃ 之间
。 当
换 。 例如当 置在 自动
位 置 时 , 热 水 箱上 水 阀
由单片机根据水箱内
水位高低来控制其开 闭
置在手动位置时 , 开
启 , 热水箱将一直上水
而置在停止位置时 ,
切 断 , 热 水箱 将 停 止 上
水 。
、
是送水控制
开关 , 工作人员通过它可
实现热水供应与开水供应
的远距离控制 , 而不必跑
到现场去打开 阀门
。
是报警蜂鸣器 , 单片机发
出报警信号时 , 闭合 ,
醒工作人员及时处理 。
热水箱 水
热水 开水 温度低
于 ℃ ℃ 时 ,
输出高电
平 , 淘合 ,
电磁阀 开
启 , 水箱升温 反之 ,
当温度高于 ℃
℃ 日寸,
切断 , 水箱保温 。
水 位 控 制 原 理
与水温控制差 不 多
。
当热水 开水 箱水
位 低 于 给 定 水 位 的
时 , 程序控制电磁
阀 开启
水 , 当水位高于给定
水 位 时 , 电 磁 阀 切
断 , 停止上水
。
报警条件分 类 图 主程序流程图
热水箱蒸汽
开水箱 水
开水箱蒸汽
一是当温度超过高限值 ℃ , 水位超过给定值 时作
超限报警 二是传感器电流小于 时进行断线报
警
。 只有将报警复位按钮按下才能使报警复位 。
水箱 内温度与水位高度的显示 由图 的 定
时器 中断子程序完成 。 主程序将要显示的数据放在显
澡堂送水
工工半工工丫工﹄,‘﹂,,﹄通“﹂气﹄人一含一︹、州仁曰一‘曰叼︺一︵含
开水房送水
丝公 报警蜂呜器
图 电气控制电路
发出蜂鸣报警声
,
提
图 中断子程序
系统工作原理及程序流程图
图 是系统主程序流程 图 。 主程序采用巡检控制
的方式 , 每隔 执行 次
。
水箱水位高度给定值由数码 凸轮设定 , 两数据分
别从端 口
、
读人 。 程序采用查询方式控制
来进行温度
、
水位数据的 转换 。 将待转
换的通道地址从端口 输出 同时可启动 , 等
待接至 的转换结束信号 由 变 , 然后从端
口 读人该通道的数据 。 为避免干扰的影响 , 程序
应对输人的数据进行适当的数字滤波 如取多次采样
数据的平均值
。 另外 , 由于传感器输 出的零位值是
, 因此在采样程序中应实现零点迁移 。
示 缓 冲 区 , 子 程 序 每 隔
依次取 出缓冲 区一
位数据送 至 数码 管显 示 ,
刷新一遍共需 、
, 显示频率为 。
系 统 设 计 安 装 完 毕
后 , 调试的工作量集 中在
个传感器的整定上 。 温度
显示 的是实际值
, 只要按
实际温度分别进行上限
、
下 限整定 即可 。 两个水箱的
深度不一样 , 因此本系统的水位高度采用相对值 百
分比 的形式指示 。 调整传感器 , 使水箱 内无水时显
示 , 满水时显示 。 另外 , 前述的输入
端信号阻尼调整应尽可能在送蒸汽时进行 , 调整到水
位显示基本稳定 即可 。
参考文献
何立 民 单片机应用文集 北京航天航空大学出版社
,
翁维勤
,
周庆海 过 程控制系统及工 程 化学工 业 出版
社 ,
曹巧媛 单 片机原理 及应 用 电子工 业 出版社
,
编辑 将成效