【正文】 定 、 調(diào)速范圍廣、效率高 。 1． 1 基本模型 ’ 兒 質(zhì)量方程： m ： ： const． 能量方程： h+ ： c0list． 動量方程：一 dp： m2d + 1m dl (1)(2)(3) 式中： m為質(zhì)量流速， kg／ (m2一 P2 一 mz(／ 32一 。 c ： 14． 27 10 一 Pa 此式參考狀態(tài)點為等焓節(jié)流過程線與飽和液體線的交點。 2． 4 理想氣體定壓比熱容方程陽 = cI + c2 + c3 + c4 + c4 + c5 1 式中： c。 s。重復對分逼近，直到滿足對長度迭代精度的要求 (通?？扇?E． 5)時輸出計算流量值 Gem。5 ％范圍內(nèi)，均高于蒸發(fā)壓力即發(fā)生臨界 (壅塞 )流動現(xiàn)象，制冷工質(zhì)在出口處流速達到當?shù)匾羲?，在管外自由膨脹到蒸發(fā)壓力。由于能源學效應，氧在碳分子篩微孔中疏散速率遠大于氮，在吸附未達到均衡時，氮在氣相中被富集起來，構(gòu)成制品氮氣。 b 分子篩空分制氮以 空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，使用變壓吸附道理，操縱碳分子篩對氧和氮的篩選性吸附而使氮 plc 氣動閥制氮機使命道理和氧分別的方式，通稱 psa 制氮。 原料空氣經(jīng)空壓機壓縮后，經(jīng)過除塵、除油 、干燥后，進入空氣儲罐，再經(jīng)過左進氣閥進入左吸附塔。 上述基本工藝步驟都是由 PLC 和自動切換閥來實現(xiàn)自動控制。它無色、無味，透明，屬于亞惰性氣體，不維持生命。碳分子篩對 O N2 的分離作用是基于這兩種氣體的動力學直徑的微小差別， O2 分子的動力學直徑較小，因而在碳分子篩的微孔中有較快的擴散速率， N2 分子的動力學直徑較大，因而擴散速率較慢。 圖 1 中空氣壓縮機用來提供足夠的氣量和相對恒定的輸入壓力（ ～）的原料氣。實行 A、 B兩吸附塔均壓，均壓后即切換進入 B塔吸附、 A塔解吸狀態(tài)。閥 Y1— Y8的工作狀態(tài)如表 2所示： 表 2系統(tǒng)手動、自動操作時電磁閥工作狀態(tài)表 閥號 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 吸附 A + + + + + 均壓 A=B + + + + 吸附 B + + + + + 均壓 B=A + + + + 注：① +表示該閥處于開啟狀態(tài)；②在均壓 A=B，均壓 B=A時 要比 Y?Y 滯后焦作大學機電工程 學院畢業(yè)設(shè)計 xvi X秒開啟 。輸出信號也是 19 個．分別是 Y 一 Y 日閥輸出 (8個 )、手動狀態(tài)指示 自動狀態(tài)指示、自動Y8 焦作大學機電工程學院畢業(yè)設(shè)計 xvii 起動指示、停止指示、空壓機工作指示、冷干機工作指示、吸附 A 指示、均壓A=B 指示、吸附 B 指示、均壓 B=A 指示．閥檢測指示。 CPU226 集成了 24 點輸入和 16 點輸出，共有 40個數(shù)字量 I/O點。 DC 輸出端中 1M、 1L+、 ～ 為第 1 組， 2M、 2L+、 ～ 為第 2 組組成。根據(jù)接線規(guī)則， PLC 輸入 /輸出接線和變頻器接線圖如圖 4 所示。模擬量輸入模塊接受各種傳感器輸出的標準電壓信號或電流信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存儲到 PLC 中。所以本設(shè)計選用一塊 EM231 熱電偶模擬量輸入模塊，該模塊完成四路溫度傳感器的模數(shù)字量轉(zhuǎn)換功能；一塊 EM235 模擬量輸入輸出模塊，該模塊完成兩路傳感器的模數(shù)轉(zhuǎn)換和路數(shù)模轉(zhuǎn)換功能。要想正確的使用它們，首先了解各個傳感器的性能指標。該溫度傳感器采用德國進口薄膜鉑熱電阻元件，產(chǎn)品質(zhì)量 達到 IEC751 國際標準。0 ． 25%FS 177。由于本設(shè)計以空壓機組 230kW 為例，因此可選用 37kW，額定電流 75A 的變頻器。變頻器的接線圖如圖 6所示?？諝鈮嚎s機EM235 模擬量輸入輸出模塊 壓力傳感器 1 傳感器 4 壓力傳感器 2 KM3 QW0+ QW0 AIN1+ AIN 3 4 M 3～ ～ 220V Q MM440 焦作大學機電工程 學院畢業(yè)設(shè)計 xxviii的額定排氣壓力分為低壓（ ~）、中壓（ ~10MPa）、 高壓（ 10~100MPa）和超高壓（ 100MPa 以上），可根據(jù)實際需求來選擇。 167。在進入步 S013 時，若當天的日期被 3整除后的余數(shù)為 1，則不起動 1 空壓機 (S016)處于備用狀態(tài) ，其間若 3 空壓機發(fā)生故障且本機無故障時，則進入 S111～ S114 的循環(huán)中。初始化子程序流程框圖如圖 5。程序結(jié)構(gòu)圖如圖 8 所示： 焦作大學機電工程 學院畢業(yè)設(shè)計 xxxii 圖 8 壓力中斷子程序 第六 章 結(jié) 束語 采用 PLC 和變頻器改變電動機電源頻率，達到了調(diào)節(jié)空壓機轉(zhuǎn)速改變空壓機出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門的控制空壓機出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。 在課題的研究和進展中，同組成員也給予了很大的幫助，這里也一同表示感謝！由于時間和知識水平所限，論文中還可能會有許多紕漏或錯誤之處，懇請各位老師和同學批評指正。在實際應用中，采用 PLC 控制恒壓供氣，還能容易地隨時修改控制程序，以改變各元件的工作時間和工作狀況，滿足不同情況要求。平時及特殊時期雙恒壓的兩個恒壓值是采用數(shù)字式方式直接在程序中設(shè)定的 。當停機時刻到達時，都進入 S11 S21 S217 步中，之后回到初始步。 現(xiàn)以 1 空壓機為例分析，若當天的日期被 3 整除的余數(shù)不是 1，則起動 1空壓機 (S111) ，起動 結(jié)束后 (設(shè)定起動時間為 90s)切換至正常運行狀態(tài) (S112)。上述故障出現(xiàn)時，對應的空壓機停止并起動處于備用狀態(tài)的空壓機，為了能區(qū)分是哪臺空壓機發(fā)生故障，應在對應的停車工序設(shè)置一個閃爍電路。往復式壓縮機 (也稱活塞式壓縮機 )的工作原理是直接壓縮氣體，當氣體達到一定壓力后排出。外接制動電阻的阻值和功率可按公式 R≥ 2Ud／ 1P≥ (— )選取。 0． 02%FS/℃ 接液材料 膜片 :174PN 連接件 :1Cr18Ni9Ti 響應時間 ≤ 2 毫秒 負載電阻 ≤ (U10)/0． 02Ω 絕緣電阻 100MΩ ， 50VDC 外殼防護 插頭型（ IP65）； 電纜型（ IP67） 安全防爆 ExiaⅡ CT5 焦作大學機電工程 學院畢業(yè)設(shè)計 xxvi 重量 約 0． 25 公斤 167。 Pt100 鉑電阻溫度傳感器是利用金屬鉑在溫度變化時自身電阻值也隨之改變的特性來測量溫度的，能夠準確的測出軸承或定子的溫度并將它們傳給 PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。該壓力變送器有高溫、高壓、高精度、高穩(wěn)定性、抗振動、沖擊、耐腐蝕全不銹鋼結(jié)構(gòu)、體積小、重量輕直接過程安裝等特點。對熱電偶模塊，其熱電偶的類型通過設(shè)置開關(guān) SW SW SW3 選擇，如表 4 所示。模擬量擴展單元可以將外部模擬量轉(zhuǎn)換為 PLC 可處理的數(shù)字量及將 PLC 內(nèi)部運算結(jié)果數(shù)字量轉(zhuǎn)換為機外所需的模擬量。第 1組負載電源的一端 N 接負載的 N（ ）端，電源的另一 L（ +）。第 2組的接線與第 1組相似。 413 PLC 內(nèi)部分配 CPU226I/O 接口及內(nèi)部寄存器分配如表 1和表 2。 SM 一 16T具有 10 個輸入點和 6個輸出點，采用直流 24V 匯點輸入方式，直流 24V晶體管(NPN 型 )輸出方式。并能在模擬工藝流程圖中顯示相應工作狀態(tài)。以上Y1— Y8 電氣控制閥的動作順序、切換時間等全部由 PLC 控制，使二塔連續(xù)不斷供應合格氮氣。在此過程中，空氣中的氧分子被吸附在碳分子篩微孔中，而氮被濃縮在氣相中，由塔上部流出，經(jīng) 電磁氣動控制閥 Y Y8進入氮氣儲罐，此過程即為 A塔吸附制氮。變壓吸附周期短， O N2 的吸附量遠沒有達到平衡（最大值），所以 O N2擴散速率的差別使 O2 的吸附量在短時間內(nèi)大大超過 N2 的吸附量?，F(xiàn)使用的吸附劑 —— 碳分子篩最佳吸附壓力為 ~，整個制氮系統(tǒng)中氣體均是帶壓的，具有沖擊能量。由于空氣的動力學效應，氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠大于氮，氧被碳分子篩優(yōu)先吸附，氮在氣相中被富集起來，形成成品氮氣。均壓結(jié)束后，壓縮空氣又經(jīng)過右進氣閥，進入右吸附塔，重復上述吸附過程。和其它制氮配備相比它存在布局更為復雜、體積更小、無切換閥門、掩護量更少、產(chǎn)氣更快 (≤3 分鐘 )、增容便捷等長處，它特別適宜于氮氣純度 ≤98 ％的中、小型氮氣用戶，有最佳功能價格比。液空次要是液氧和液氮的同化物，操縱液氧和液氮的沸點分歧 (在 1大氣壓下，前者的沸點為 183℃ ，后者的為 196℃) ，顛末液空的精餾，使它們分別來獲得氮氣。 表 1 HFC134a T 質(zhì)下本文流量計算值及出口流量壓力計算值與文獻 [12】實驗值的比較 過冷度 進口 出口 直徑 實驗質(zhì) 實驗 按文獻 [6] 本文計算 本文計算出口 本焦作大學機電工程 學院畢業(yè)設(shè)計 x 文計算 本文流量計算 流量計算 壓力 壓力 量流量 長度 估算出口壓力 出口壓力 壅 △ r／ ℃ D／ 塞流量出口 質(zhì)量流量 時迭代長度 誤差 nun PirL／ MPa 島 ／ M G／ (g／ s) Lexp／ m Pout ／ MPa Po idd／ MPa C． ch／ (kg／ s) Coal／ (kg／ s) 1． ,cal／ m ~,err 4 0． 921 O． 4l2 O． 77 0． 949 2． 926 O． 1680494 0． 41 l9967 2． 39E— O3 9． 56E 一 04 2． 926027 O． 0O7l827 4 0． 921 O． 4l2 O． 77 1． 166 2． 009 O． 20f 弭 88 0． 41 l9967 2． 39E一03 1． 17E 一 03 2． 0cI81 聊 0． 0O7242 4 1． 126 0． 412 O． 77 1． 09 2． 926 0． 2020O92 0． 412o0l2 2． 25E— O3 1． 1OE一 03 2． 925978 O． Ol12628 4 1． 126 0． 412 0． 77 1． 336 2． 0O9 0． 2468S42 0． 41200l2 2． 25E 一 03 1． 35E 一 03 2． o08987 0． 0l0B39B l2 0． 921 O． 4l2 O． 77 1． 225 2． 926 O． 2O7O84 0． 412o0l7 2． 58E— O3 1． 23E一 03 2． 925973 O． 649 l2 1． 126 0． 412 O． 77 1． 378 2． 926 O． 24325O6 0． 41 l9955 2． 4OE— O3 1． 39E 一 03 2． 92599 O． 01)6650l l2 0． 921 0． 412 O． 77 1． 5o6 2． 009 O． 25454l 0． 412o0l7 2． 58E— O3 1． 5lE— O3 2． o08996 0． 0D25853 l2 1． 126 0． 412 O． 77 1． 689 2． 009 O． 298O479 0． 41 l9955 2． 41E一03 1． 7OE 一 03 2． oo O． 0 睫 ldO65 表 2 HFC 一 134a 工質(zhì)下本文流量計算值及出口流量壓力計算值與文獻 [13]實驗值的比較 冷凝 過冷 蒸發(fā) 實驗質(zhì)量 冷凝溫度 蒸發(fā)溫度 按文獻 [6] 本文計算 本文計算出 本 文計算 本文流量計 溫度 度 溫度 流量 Gexp tcond 對應的 tevap 對應的 計算出口壓力 出口壓力 口壅塞流量 質(zhì)量流量 算時迭代長 流量計算 飽和壓力 飽和壓力 誤差 Gerr too ／ ℃ △ T／ ℃ tevap／ ℃ ／ (kg／ h) Poutis／ kPa Pout idd／ kPa Gch／ (kg／ P s) Gcal／ (ks／ s) 度 ／ m cond／ kPa Pevap／ kPa 焦作大學機電工程學院畢業(yè)設(shè)計 xi 43． 3 5． 2 — 29． 9 2． 07 l】 l0． 644 84． 69496 l3O． 8372 l37． 6l5 5． 35E一 04 5． 3lE一 04 5． 50002 一 O． 773l 43． 3 8． 7 — 29 2． 24 l】 l0． 644 88． 37823 l42． 744 147． 6o9 5． 88E一 04 5． 89E一 04 5． 49996 — O． 05266 48． 9 6． 6 — 28 2． 38 l282． 936 92． 6l85l l53． 2176 161． 863 6． 16E一 04 6． O8E一 04 5． 5O00l5 一 O． O805 48． 9 8． 8 — 27． 2 2． 43 l282． 936 96． 126l3 l60． 6884 l65． 44 6． 39E一 04 6． 45E一 04 5． 500ol — 0． O4465 54． 4 7． 4 — 26 2． 53 l47O． 898 101． 5839 l74． 7l38 l8O． 039 6． 69E一 04 6． 76E一 04