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系统硬件设计自动发油控制的硬件构成(一)-自动(3)

2013-06-20 01:25 备损坏[7]。因此，发油自动化控制系统控制的主要目标之一，就是尽可能的消除、减小发油开始和累计发油量达到设定时，控制阀的突然开关而产生的“水击”现象。除此之外还要求控制阀能达到以下要求:
 （1）能较好地解决过冲问题，重复性误差小；
 （2）能适应各种发油工艺，包括流速不稳定的单支和多支管路；
 （3）防止喷溅式进油；
 （4）启闭工作可靠、无泄漏，便于维护；
 （5）低电压，低功耗，控制较简单。
3.3.2电液阀选择
 从控制的角度上理解，气动阀，电动阀、电磁阀、多段电液阀等可遥控阀门都可以作为发油控制阀。但为了保证系统的可靠性，提高发油精度，从性价比综合考虑，我们选择了数字式多功能电液阀。
 数字式多功能电液阀特别适用于石油化工行业，以实现对输送介质的流量、流速的自动控制。其主要的性能特点为:多段开闭，消除水击及静电；可控调节，实现恒流；无填料密封，密封可靠；利用介质压力，压力损失小；独立的开阀、关阀速度控制；控制回路简单，维修方便；可水平、垂直安装，适用范围广；电磁阀控制触点电压可选直流24V或交流220V/50Hz。
3.3.3多功能电液阀工作原理
 数字式多功能电液阀由主阀、一个常开电磁阀、一个常闭电磁阀组成。常开电磁阀在控制回路逆流部位，常闭电磁阀在控制回路顺流部位，如图3-4所示。在两只电磁阀的激励下，高的逆流压力被堵塞，阀套中的介质流向低的顺流压力处，模片两端产生压差，主阀被打开。反之，在消除掉两只电磁阀的激励的情况下，允许高的逆流压力去关闭主阀门。在流动过程中常开电磁线圈通电同时常闭电磁线圈断电以后，压力截聚在阀套中，从而使得阀门锁定在打开位置，保持一个恒定的流量。当工作条件变化而引起流量变化时，控制器给相应的电磁线圈通电，就能重新调到设定的流量值。

图3-4 多功能数字电液阀结构图 （转载自http://zw.ＮＳＥaＣ.com科教作文网）
Fig.3-4 Structure diagram of multifunction digital electro-hydraulic valve
3.4流量计的选择及功能实现
3.4.1流量计的选择
 目前，石化行业广泛使用的流量计主要有两种。一是体积式流量计另一种是质量流量计。体积式流量计分为：容积式流量、差压式流量计、速度流量计。质量流量计分为：推导式质量流量计和直接式质量流量计。
 LTC系列椭圆齿轮流量计是用于管道中液体流量进行连续测量的高精度容积流量。其优点是:测量精确度较高，可达到的相对误差为士0.1～士0.5％，从理论上讲，不受流体种类、粘度、密度以及前后直管段长度的影响；范围度较大，精确度0.5级时可达1：10,容易获得准确的累积量，适合作为物料计量仪表。本控制系统中我们选用LTC系列椭圆齿轮流量计。
3.4.2 LTC系列椭圆齿轮流量计的基本组成
 LTC系列椭圆齿轮流量计结构如图3-5所示。本体部——流量计的计量部分,由转子和壳体及盖板组成。磁性密封联轴器——流量计本体与调速器的密封联接部分,有磁性密封联轴器和机械密封联轴器两种,常用磁性密封联轴器。调速器——流量计转子转数输出的减速齿轮机构。计数器——记录流经流量计的流体累积体积流量的读数器。发信器——将被测介质的流量信号转换为电脉冲信号的机构,输出的脉冲信号为电压脉冲信号或电流脉冲信号。

图3-5 LTC 系列椭圆齿轮流量计结构图
Fig. 3-5 Structrue diagram of LTC ellipse- flowmeter
3.4.3 LTC系列椭圆齿轮流量计工作原理
 椭圆齿轮流量计是最典型的容积式流量计，其工作原理见图3-6。安装在壳体计量腔内的一对相互啮合椭圆齿轮,在被测介质的作用下,靠进出口压力差的作用相互交替驱动,各自绕自己的轴旋转,从而不停地将进口处的液体经月牙形腔体送到出口。椭圆齿轮转一圈流量计排出四倍月牙形腔体的液体,流经流量计的流量与椭圆齿轮的转数成正比,通过计数转换机构,直接在计量器上读出流经流量计的累积体积量。在计数机构中还可以安装脉冲发信器，齿轮的转速通过变速机构直接驱动机械计数器，通过电磁转换装置转换成相应的脉冲信号。当油品流过流量计时，流量计便发出一定的脉冲，控制器对脉冲进行通过运算处理，得到流量值。

图3-6 LTC 系列椭圆齿轮流量计工作原理图 （科教作文网 zw.nseac.com整理）
Fig.3-6 Schematic diagram of ellipse flowmeter
3.5 系统硬件的连接
 控制系统由S7-200PLC及EM231（A/D）模块、数字式多功能电液阀、流量计、温度变送器、静电接地仪、溢油保护等组成。系统结构见图4-1。

 图 4-1 系统结构图
 Fig.4-1 System struactal diagram