【正文】 盡管通過反復改進和調(diào)試真空濾油機基本上完成了要求，但是其穩(wěn)定性還不夠，進一步研究工作可以從以下兩方面著手： （ 1）節(jié)能方面 的改進 ，我們可以采用變頻器來控制 真空泵、油泵 電機的轉(zhuǎn)速，從而達到節(jié)能的目的； （ 2）噪音方面的改進，對于控制系統(tǒng)的噪音消除 功能還不夠完善，需進一步想辦法最大限度的降低系統(tǒng)運行所帶來的噪音 。當油液液位經(jīng)過中下限（ X13 檢測到信號）時，控制內(nèi)部繼電器 M7 常閉觸點打開使內(nèi)部繼電器 M15關(guān)斷，從而實現(xiàn) 關(guān)閉真空破壞閥 以及其指示燈 。 在數(shù)據(jù)處理時，由于我們的 FX2N4ADPT 四次讀取 PT100的溫度取平均值后以攝氏度為單位的數(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，從而實現(xiàn)相應(yīng)的控制要求。b0=0?? CH1,b0=1?? CH2。 表 緩沖存儲器 （ BMF）的分配 BFM 內(nèi)容 *14 將被平均的 CH1 到 CH4 的平均溫度可讀值（ 14096）缺省值 =8 *58 CH1 到 CH4 在 ℃單位下的平均溫度 *912 CH1 到 CH4 在 ℃單位下的當前溫度 *1316 CH1 到 CH4 在 ℉單位下的平均溫度 *1720 CH1 到 CH4 在 ℉單位下的當前溫度 *2127 保留 *28 數(shù)字范圍錯誤鎖存 29 錯誤狀態(tài) 30 識別號 K2040 31 保留 FX2N4ADPT 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 CH1~CH4， 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 43 所示為真空破壞閥的開 /關(guān)流程圖。實踐證明我們只要把油溫控制在 45℃ ～ 75℃ 之間即可實現(xiàn)水的汽化。當油液高于下控制油位時，油泵自動啟動，油泵指示燈亮；而當油液高于上控制油位時，進油電磁閥自動關(guān)閉。 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言。1%( 針對滿量程 10V) 177。 當油壓表顯示一定讀數(shù)（ ）時，實現(xiàn)報警， 表示出油濾芯已經(jīng)嚴重堵塞，此時需用反沖系統(tǒng)清理濾芯。 湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 14 圖 33 FX2N48MR A/D 模塊的選型 1） 系統(tǒng) 需 對真空罐中的溫度進行實時監(jiān)測， 并 將監(jiān)測到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給 PLC，當真空罐中溫度超過上限或者是低于下限時，信號 使 PLC發(fā)出報警及相關(guān)指示燈信號。 3 8 0 VL 1L 2L 3F U 1Q SFUK M 1M 13 ~FUK M 2M 23 ~真 空 泵 電 機 油 泵 電 機F R F R 圖 32 系統(tǒng)主電器圖 PLC 的選型 主控器的選型 采用 PLC 為主控器的真空濾油機控制系統(tǒng)，其中四個等級的液位檢測輸入信號，以及啟停、復位按鈕，加熱器啟停輸出控制，真空泵和油泵電機輸出控制，真空破壞閥的控制， 運行顯示燈以及過限 報警提 示 等 ，估計需要 I/O 口數(shù) 38個 ，加上留 15%的余量 [16]。 湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 11 圖 26 PJT206 湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 12 第 3 章 基于 PLC 真空濾油器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 控制系統(tǒng)的 設(shè)計方案 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現(xiàn) 真空濾油機的濾油除雜功能，輸入部分有啟停開關(guān)，液位檢測開關(guān)，以及油溫 、油壓 傳感器對真空罐油溫的檢測結(jié)果給 PLC 對應(yīng)配套的 A/D 模塊 ，經(jīng) A/D 模塊的處理提交給 PLC 實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能 。 PT100 是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。 模擬量的檢測 油溫檢測 對真空罐中油溫的檢測 ， 本設(shè)計采用 鉑電阻溫度傳感器 PT100 實現(xiàn)對真空湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 10 罐中油溫的檢測。如此葉輪每轉(zhuǎn)動一周，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]。 如圖 23 所示為 TFM/JG 管道外包型遠紅外加熱裝置 實物圖。圖 22為 KCB135 油泵實物圖。為 讓 系統(tǒng)的可靠性 提高 ，延長泵使用壽命，一般油泵的正常工作壓力為泵額定壓力的 70%~80%。 關(guān)閉選擇閥 和 反沖鎖止閥 a、 b，打開 真空破壞閥 和 進油閥 D，開啟抽油泵，各進油過濾器 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 各進油過濾器閥芯的反沖。 （ 5） 出油過濾系統(tǒng)。 （ 4）真空噴淋系統(tǒng)。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。 其 功能是實現(xiàn) 油液 的 先期過濾。 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。 壓力式板框濾油機 ， 代表是這種板式濾油機，使用濾紙過濾，是一種最原始的濾油設(shè)備，它的優(yōu)點是，如油中在不合格的邊緣，使用可以起到很好的作用。 精密濾油機以設(shè)計合理 ,出油量大 ,清洗方便等優(yōu)點 ,在各種行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。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、冶金等各個領(lǐng)域。目前， KLVC 系列高真空濾油機，流量從 100 l/h 至 60000 l/h。濾油機 主要是為了實現(xiàn) 電站 、 電廠、工礦 企 業(yè)的 各種油液的凈化，如 絕緣油、透平油及潤滑油 等 。 作者簽名： 二○ 年 月 日湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 I 基于 PLC 的真空濾油機控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘要 ： 工業(yè)用油使用一段時間后，會出現(xiàn)水污染和顆粒污染現(xiàn)象等，這會導致工業(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 作為控制器實現(xiàn)對工業(yè)污染油的過濾、加熱、真空分離、精過濾等一系列控制。 尤其 是對 于含水 嚴重 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，使凈化后的油達到國家規(guī)定的質(zhì)量標準，達到回收利用的目的 [1]。國內(nèi)電力系統(tǒng)內(nèi)的大多數(shù)省級送變電公司，一些大型發(fā)電廠和供電公司及變壓器制造商在上世紀九十年代就開始直接向加藤公司購買高真空濾油機，用戶遍及國內(nèi)。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。它可以作為油品的預處理及終端處理。缺點是成本大，耗用濾紙多，人的工作強度大 [3]。通過本課題對“基于 PLC 的真空濾油機控制系統(tǒng)”的設(shè)計，加深了對可編程控制器的理解，強化了對可編程控制器的應(yīng)用能力。粗濾器 40～ 100μ ,細濾器 20～ 40μ ,專用過濾器 20～40μ。 濕熱氣體 從真空罐抽出 后 沿塔壁切向斜下進入塔內(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 速進一步減慢， 從而 迅速冷凝成水滴。 由加熱器、 噴淋器 、 真空罐 、溫控器及液位計構(gòu) 成。 由 安全閥 、 抽油泵 、 金屬過濾 (10～ 20μ )、 精過濾 (5～10μ )以及 超精過濾器 (1～ 5μ )組成。各過濾器的油液出口布置在罐壁的切向上， 利于反沖時形成渦旋紊流， 提高反沖效果 且不會 沖壞閥芯。由于系統(tǒng)在負壓條件下運行且液壓缸及液壓馬達等執(zhí)行元件 也沒有 ，因此油泵的工作壓力應(yīng)不高于 。 圖 22 KCB135 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 ，此時水的蒸發(fā)溫度為 45℃ ~70℃ ，而 且 油液 的性能 能夠保持。 圖 23 TFM/JG管道外包型遠紅外加熱裝置 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，選取時還應(yīng)當考慮抽氣速率應(yīng)大于或等于排油泵排量的12 倍；且能保證在 12min 內(nèi)將罐體和管道的氣體壓力抽到 或更低。 水環(huán)。 真空罐中溫度大概 80℃左右，采用 鉑電阻溫度傳感器 PT100經(jīng)濟實用，且穩(wěn)定精度高 。 PT100 的阻值與溫度變化關(guān)系為：當 PT100 溫度為 0℃時它的阻值為 100 歐姆，在 100℃時它的阻值約為 歐姆。輸出模塊有 輸出對油泵和真空泵的電機控制，以及對油溫檢測，液位檢測的指示燈，油溫超上限或低于下限的報警，液位超上限以及低于下限的報警。又由于要進行 電機 的控制，所以應(yīng)選繼電器輸出控制型PLC。 FX2N 系列的 PLC 有專用的溫度傳感器模塊FX2N4ADPT，因此本系統(tǒng)選用 FX2N4ADPT 作為模擬信號輸入模塊。 FX2N 系列的 PLC 有專用的模擬量轉(zhuǎn)換模塊 FX2N2AD， FX2N4AD， FX2N8AD 等。1%( 針對滿量程 (204)MA) 轉(zhuǎn)換速度 (與順控程序同步動作） 隔離方式 輸入和 PLC 的電源間采用光耦及 DC/DC 轉(zhuǎn)換器進行隔離（各輸 入間不隔離） FX2N2AD 電源 DC5V 20mA(PLC 內(nèi)部供電） DC24V 50mA(PLC 內(nèi)部供電） 輸入輸出占用點數(shù) 占用 8 點可編程控制器的輸入或者輸出計算在輸入或者輸出側(cè)都可 湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 16 系統(tǒng) I/O 分配 對 于 本系統(tǒng)的設(shè)計， 輸入口為 15 個，包括啟動按鈕、停止按鈕、報警消除、真空泵的啟動和停止、加熱器的啟動和停止、四個液位檢測開關(guān)、油泵啟動與停止。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、標號定義，并按邏輯要求及連接規(guī)律 排列 和 組合 ，從而構(gòu)成了表示 PLC 輸入、輸出之間控制關(guān)系的圖形。 當油液高于中上限時打開真空破 壞閥，當油液位低于中下位是關(guān)閉真空破壞閥。因此我們通過油溫來控制加熱器的通斷狀態(tài)。 油 位 到 達 中 下 限關(guān) 閉 真 空 破 壞 閥YN液 位 檢 測油 位 到 達 中 上 限YN打 開 真 空 破 壞 閥返 回 圖 43 真空破壞閥的開 /關(guān)流程圖 湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 21 梯形圖設(shè)計 真空泵和油泵的 控制 系統(tǒng) 開機后 ， M0 常開觸電閉合，按下 X3， Y20 輸出控制 真空泵 電機 開始工作 。如圖 45為梯形圖程序。 b1?? 0→ 1， A/D 轉(zhuǎn)換過程開始。如圖 47 為油溫控制梯形圖。 湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 26 第 5 章 總結(jié)與 展望 總結(jié) 現(xiàn)代機械向高性能、大型化發(fā)展，對可靠性、無故障壽命、動態(tài)性能的要求也越來越高，這對潤滑油也提出了更高的要求。 湖南人文科技學院畢業(yè)設(shè)計 27 致謝 在趙志剛老師的悉心指導下本論文得到了成功的完成，在此向趙老師表示衷心的感謝，還有就是對于本論文的 結(jié)構(gòu)安排，程序的設(shè)計過程以及最后的完成階段 趙老師給予了我非常大的幫助， 并且為本人提供了很多有益的意見和資料 。 展望 在基于 PLC 的真空濾油機控制系統(tǒng)中，由于時間有限以及其他客觀原因，有些方面現(xiàn)在還無法從實際的角度加以解決。 圖 48真空破壞閥的控制梯形圖 湖