【正文】 大這將導(dǎo)致電機(jī)及控制設(shè)備發(fā)熱影響使用壽命 實(shí)際上本系統(tǒng)中在平均小時(shí)流量下水泵啟動(dòng)次數(shù)最多 合理的計(jì)算公式 本文建議采用下 式計(jì)算氣壓罐調(diào)節(jié)容積 3 用式 3 計(jì)算氣壓罐調(diào)節(jié)容積基本思想是人為地將水泵最大啟動(dòng)次數(shù)與出現(xiàn)機(jī)率最大的平均小時(shí)流量相對(duì)應(yīng)以便既充分利用最大啟動(dòng)次數(shù)又不致于啟動(dòng)過于頻繁 對(duì)于的情況流量平衡條件要求氣壓罐的調(diào)節(jié)容積最大按式 2 計(jì)算的正好等于給定下的最大值當(dāng)偏離時(shí)式 2 計(jì)算的也偏離其最大值從而減少工程投資但這時(shí)并不會(huì)出現(xiàn)按式 2 計(jì)算的在運(yùn)行中啟動(dòng)次數(shù)超過所取的現(xiàn)象這是因?yàn)槭顾脝?dòng)次數(shù)增加的流量偏離其出現(xiàn)的機(jī)率較小持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)那么在連續(xù)的 1h 內(nèi)水泵啟動(dòng)次數(shù)將不會(huì)超過故式 3 是合理的 引進(jìn)符號(hào)式 3 可改寫為 4 可見式 3與式 2的數(shù)學(xué)模型相同由于用取代了能適應(yīng)用水量的變化理論上更完善 需要指出在用式 3 計(jì)算氣壓罐調(diào)節(jié)容積時(shí)為保證供水的可靠性要求最好滿足規(guī)范要求的 取值的討論 水泵 1h 內(nèi)最大啟動(dòng)次數(shù)與氣壓罐調(diào)節(jié)容積成反比在《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 JBG1588 規(guī)定為 6～ 8 相差 333 在實(shí)際過程中如何先取是值得討論的 假設(shè)系統(tǒng)每小時(shí)用水量為對(duì)應(yīng)的小時(shí)變化系數(shù)為則該小時(shí)水泵啟動(dòng)次數(shù)為 5 水泵全天啟動(dòng)次數(shù)為 6 在一定的下用水量變化越大也越大則越小為充分利用機(jī)組能夠承受的啟動(dòng)次數(shù)式 6 中的可取較小值為避免水泵啟動(dòng)次數(shù)過多減少啟動(dòng)電耗選泵時(shí)應(yīng) 盡量使偏離相應(yīng)則可取規(guī)范規(guī)定的上限值反之取下限值本文提出的氣壓罐調(diào)節(jié)容積計(jì)算公式充分考慮了用水量變化的實(shí)際影響既能減少氣壓罐調(diào)節(jié)容積降低工程投資又能保證機(jī)組啟動(dòng)不致于過于頻繁而影響使用壽命 工業(yè)水池液位控制的改造 劉志堅(jiān)莊旭亮 廣州亞美聚酣有限公司廣東 廣州 510730 摘要對(duì)聚醋生產(chǎn)中工業(yè)水池水位控制系統(tǒng)進(jìn)行改造用三支電極棒取代傳統(tǒng)的機(jī)械浮球用 Intel公司 MCS51系列的單片機(jī) 8031芯片控制水池水位和給水泵與抽水泵的運(yùn)行狀態(tài)改造后的控制系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定且易于維護(hù) 關(guān)健詞聚酯 工業(yè)水池 液位 控 制 單片機(jī) 改造 中圖分類號(hào) TQ085 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 前言 聚酯生產(chǎn)過程中的工業(yè)用水都是集中由一個(gè)專用水池所提供所以這個(gè)水池內(nèi)的水位控制就變得尤其重要現(xiàn)在很多廠家還是延用過去的浮球加限位開關(guān)作液位的監(jiān)控這種傳統(tǒng)的液位監(jiān)控裝置由于是一簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置所以很不安全可靠經(jīng)常由于機(jī)械故障造成水位失控行程開關(guān)頻繁動(dòng)作導(dǎo)致機(jī)械疲勞引起控制回路短路等電氣故障此外浮球更換也是一件費(fèi)力的工作所以對(duì)傳統(tǒng)液位監(jiān)控的改造是本文的討論重點(diǎn) 1 液位監(jiān)控系統(tǒng)單片機(jī)的選擇 單片機(jī)是計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支在工業(yè)生產(chǎn)中它主要用于工控方面它以強(qiáng)大的功能 優(yōu)異的適應(yīng)性和穩(wěn)定性取代了很多傳統(tǒng)的工控裝置本液位控制系統(tǒng)選用的單片機(jī)是 Intel 公司的 MCS51 系列產(chǎn)品的 8031EPROM 選用的是 Inte12732 4k x 8 鎖存器選用 8 位的 74LS373 2 水位控制原理和電路功能 21 單片機(jī)水位控制原理 單片機(jī)水位控制原理如圖 1 所示圖中的虛線表示允許水位變化的上下限位置在正常情況下應(yīng)保持水位在虛線范圍之內(nèi)為此在不同高度處安裝固定不變的三根金屬棒 A B C 用以感知水位的變化情況 其中 A 棒處于下限水位處 C 棒處于上限水位處而 B 棒在上下限水位之間 A棒接 5V 電源 B C 棒均通過一個(gè)電阻與地相連 其控制原理水池由 1號(hào)電機(jī)帶動(dòng)水泵供水而單片機(jī)則用來控制 1號(hào) 2號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到控制水位的目的供水時(shí)單片機(jī)控制 1 號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)水位不斷上升當(dāng)水位達(dá)到上限時(shí)由于水的導(dǎo)電作用使 B 棒 C 棒都與 5V 連通因此 b 兩端的電壓均為 5V 即為 1 狀態(tài)此時(shí)應(yīng)停止 1 號(hào)電機(jī)水泵工作不再供水 當(dāng)水位處于上下限之間時(shí) B棒和 A棒導(dǎo)通 b端為 1狀態(tài)端為 0狀態(tài)此時(shí)無(wú)論電機(jī)是在帶動(dòng)水泵供水令水位不斷上升或是電機(jī)沒有工作使水位不斷下降都應(yīng)繼續(xù)維持原有的工作狀態(tài) 當(dāng)水位處于下限位置時(shí) B C 棒均不能與 A 導(dǎo)通 b c 均為 0 狀態(tài)此時(shí)應(yīng)啟動(dòng) 1號(hào)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)水泵供水由于水池水位已經(jīng)低報(bào)所以 2 號(hào)電機(jī)應(yīng)停止抽水 22 單片機(jī)水位控制的接口電路單片機(jī)水位控制的接口電路如圖 2 所示 由圖可知接口電路由 8031 單片機(jī) 74LS373 EPROM 2732 水位檢測(cè)電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及光報(bào)警電路等組成其中 74LS373作 PO 的地址鎖存器 EPROM 2732 作為片外擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)控制程序水位的傳感檢測(cè)信號(hào)由 Pil P10 引人而P12 用于輸出控制信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和停止為了提高控制的可靠性使用了光電藕合器 P13 外接一只發(fā)光二極管作為光報(bào)警器水位傳感信號(hào)與輸出控制操 作的關(guān)系見表 1 表 1 中的第三種狀態(tài)即 b 0 c 1 情況在正常情況下是不可能發(fā)生的但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到故將其作為一種故障狀態(tài)此狀態(tài)下將 0P13 發(fā)報(bào)警信號(hào)當(dāng) Pil P10 均為 0 時(shí)將 O P12 啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng) P11 二 0 Pi 1 時(shí) P12 保持原狀態(tài)不變 當(dāng) P11 P10 均為 1 時(shí)將 1 P12 停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 3 水位控制程序的設(shè)計(jì) 水位控制程序流程如圖 3 所示 4 結(jié)論 此系統(tǒng)的改造費(fèi)用低投人使用后由于三支電極是采用不銹鋼條在水池中長(zhǎng)期浸泡都不會(huì)被腐蝕和銹蝕很好地解決了機(jī)械故障頻發(fā)的問題由于單片機(jī)運(yùn)行穩(wěn) 定計(jì)算精確可通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)電氣控制功能所使用的電氣外圍元件大為減少因而電氣方面的故障亦很少發(fā)生水位控制系統(tǒng)改造后不僅使日常維護(hù)工作變得輕松而簡(jiǎn)單更重要的是為穩(wěn)定生產(chǎn)提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了保證 TRANSFORMATION ON INDUSTRIAL POND WATER LEVEL CONTROL SYSTEM IN POLYESTER PRODUCTION LIU ZhiLianZHUANG XuBang Guangzhou Asian and American Polyester Co Guangdong Guangzhou 510730 Abstract The transformation on industrial pond water level control system is carried on in polyester production During transformation the traditional mechanical floater is replaced with three electrodes and Onechip puter 8031 chip of MCS 一 51 series of Intel pany is used for controlling pond water level and operation of feed water pump and draw water pump After transformationcontrol system operates safely and stably and it is also easy to maintain Key words polyester industrial pond water level onechip puter control transformation 恒壓噴灌系統(tǒng)水氣自然分離式 調(diào)壓罐多變指數(shù)的試驗(yàn)研究 郭志新 龔時(shí)宏 俞峰 水利部農(nóng)田灌溉研究所 新鄉(xiāng) 453003 摘要恒壓噴灌系統(tǒng)調(diào)壓罐空氣狀態(tài)變化多變指數(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)首先分析了多變指數(shù)對(duì)調(diào)壓罐容積的影響并通過試驗(yàn)得出正常運(yùn)行情況下壓力變化過程及環(huán)境溫度調(diào)壓罐容積對(duì)多變指數(shù)影響較小多變指數(shù)實(shí)測(cè)平均值為 n I 042 關(guān)鍵詞恒壓噴灌 調(diào)壓罐 狀態(tài)變化 多變指數(shù) 中圖號(hào) S2755 多變指數(shù)是調(diào)壓罐設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)直接影響著調(diào)壓罐容積的計(jì)算結(jié)果而調(diào)壓罐容積對(duì)調(diào)壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行及系統(tǒng)投資都有較大影響調(diào)壓罐容積過小系統(tǒng)難以達(dá)到調(diào)壓的預(yù)期目的并影響系統(tǒng)的安全調(diào)壓罐容積過大將使系統(tǒng)投資增大影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性 調(diào)壓罐空氣狀態(tài)方程 PV 常數(shù) 1 式中 n為多變指數(shù)當(dāng)調(diào)壓罐內(nèi)空氣處于等溫變化過程時(shí) n 1當(dāng)空氣處于絕熱變化過程時(shí) n 1 4 在利用狀態(tài)方程水氣自然分離式調(diào)壓罐容積進(jìn) 行計(jì)算時(shí)多變指數(shù)究竟應(yīng)取何值不同的應(yīng)用者有不同的看法 M H chaudhry[1]認(rèn)為對(duì)處于緩慢變化過程的水氣自然分離式調(diào)壓罐可看作氣體處」幾等溫變化過程 n 1 但更多的人取了等溫變化過程和絕熱變化過程中 n 的平均值即 n≈ 1 2 如金錐 [2]劉竹溪[3][美 ][4]陳家遠(yuǎn) [5]廖永誠(chéng)等但是在恒壓噴灌系統(tǒng)水氣自然分離式調(diào)壓罐的計(jì)算中多變指數(shù)究竟取何值至今未見這方而的試驗(yàn)研究 1 多變指數(shù)對(duì)調(diào)壓罐容積的影響 根據(jù)調(diào)壓罐空氣狀態(tài)方程可得對(duì)應(yīng)于控制壓力上限及下限的狀態(tài)方程為 式中分別為控制壓力上限及下限絕對(duì)壓力為與控 制壓力上限及下限相應(yīng)的調(diào)壓罐內(nèi)空氣容積為調(diào)壓罐容積及初始封入壓力絕對(duì)壓力 由此解得調(diào)壓罐容積為 式中為有效調(diào)節(jié)容積 設(shè)調(diào)壓罐調(diào)節(jié)壓力變化平均值為調(diào)壓罐壓力變化相對(duì)值為 4 則 5 代入式 3 可得 6 通常壓力相對(duì)變化范圍較小因此對(duì)上式采用一階近似并略去高階微量項(xiàng)得調(diào)壓罐容積與控制壓力相對(duì)變化值及多變指數(shù) n 間的相似關(guān)系式為 7 由于 67 式右邊具有相同項(xiàng)故以特征系數(shù)比較精確計(jì)算 6 式與近似計(jì)算式 7間誤差結(jié)果如表 1 所示 由此可以看出近似計(jì)算式 7 具有相對(duì)當(dāng)?shù)木韧瑫r(shí)式 7 也表明多變指數(shù) n是影響調(diào)壓罐容積計(jì)算的一個(gè)重要參數(shù)以特征系數(shù)來表示多變指數(shù) n 的變化對(duì)調(diào)壓罐容積計(jì)算結(jié)果的影響結(jié)果如表 2 及圖 1 所示 由此可以看出調(diào)壓罐容積隨 n的變化還是比較大的尤其當(dāng) n取值較小時(shí)隨 n的變化率更大 2 多變指數(shù)試驗(yàn) 21 實(shí)驗(yàn)裝置及方法 實(shí)驗(yàn)裝置如圖 2 所示由進(jìn)水池供水泵調(diào)壓罐調(diào)壓罐采用兩種不同規(guī)格具體尺寸見表 3管道系統(tǒng)組成調(diào)壓罐內(nèi)壓 的標(biāo)準(zhǔn)壓力表檢測(cè)水位 變化用水位計(jì)測(cè)量環(huán)境溫度用溫度計(jì)測(cè)量調(diào)壓罐初始封入壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓即 P0 101325MPa 試驗(yàn)時(shí)將 384 打開待調(diào)壓罐徹底放空后放空閥門 38 啟