【正文】 濾油機(jī)（也稱作凈油機(jī)， Oil Purifier），是用加壓過濾或真空蒸發(fā) 加壓過濾方法除去不純凈油中固體雜質(zhì)和水分的過濾 設(shè)備 。對(duì)本文的 研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本設(shè)計(jì)避規(guī)了國(guó)內(nèi)此類濾油機(jī) 耗能高，結(jié)構(gòu)不合理，造型混亂，油液過濾精度不夠的缺點(diǎn) ， 具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。 PLC 采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行順序控制、邏輯運(yùn)算、定時(shí) 、算術(shù)和計(jì)數(shù)等操作指令的執(zhí)行，通過對(duì)模擬式或數(shù)字式的輸入輸出信號(hào)處理來(lái)控制各種生產(chǎn)設(shè)備。目前在帶電在線濾油技術(shù)方面已開創(chuàng)了世界先列，已提供了數(shù)十臺(tái)能帶電在線濾油的高真空濾油機(jī)。 以下為幾種常見型號(hào)的濾油機(jī) 的簡(jiǎn)要介紹 。設(shè)備輕便，操作簡(jiǎn)單。 本課題的研究目的和意義 現(xiàn)代機(jī)械向高性能、大型化發(fā)展，對(duì)可靠性、無(wú)故障壽命、動(dòng)態(tài)性能的要求也越來(lái)越高，潤(rùn)滑油 凈化的要求進(jìn)一步提高 。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 基于 PLC 真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案 真空濾油機(jī) 的工藝原理 真空濾 油機(jī)控制系統(tǒng) 真空濾油機(jī)是根據(jù)水和油的沸點(diǎn)不同原理而設(shè)計(jì)， 主要由進(jìn)油過濾系統(tǒng)、真空抽氣系統(tǒng)、真空破壞系統(tǒng)、真空噴淋系統(tǒng)、出油過濾系統(tǒng)以及反沖系統(tǒng)組成。 注意 使用時(shí)應(yīng) 當(dāng) 關(guān)閉選擇閥。 由進(jìn)氣閥、 真空破壞閥 和 干燥過濾器 組成。加熱器 為管道 式遠(yuǎn)紅外加熱方式，此方式油液加溫均勻，油液不會(huì)因接觸高溫加熱管而產(chǎn)生碳化物和降低油液使用性能的熵變等現(xiàn)象[5]。 用 帶磁性的濾芯 做 金屬過濾器濾芯 ，保證 油液中的金屬微粒 被除去 ；精過濾和超精過濾為玻釬聚結(jié)式， 且 過濾器濾芯的過濾能力須為抽油泵公稱排量的 3～ 5倍。齒輪泵用于低壓系統(tǒng)，對(duì)油液污染敏感 度不大 ；葉片泵 脈動(dòng)小 、 輸出流量均勻 、噪聲小，但 對(duì)油液污染敏感 、 吸油特性不太好 ；柱塞泵泄漏小、容積效 率高， 常 和葉片泵一起用于高壓系統(tǒng)中， 但對(duì)油液污染 敏感。 系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量必須小于 油泵的流量。 加熱器有蛇形鎧裝加熱管直接在罐內(nèi)加熱方式，此方式熱效率較高；多直管串聯(lián)加熱方式，此方式因便于維修加熱管而常用。軸封 用機(jī)械密封，具有 安裝簡(jiǎn)捷 、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、無(wú)油、安全可靠等特點(diǎn)。 葉輪。 圖 25鉑電阻溫度傳感器 PT100 PT100 鉑電阻的特點(diǎn)是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。 真空罐壓力檢測(cè) 對(duì)真空罐中壓力的測(cè)量。 P L C開 關(guān) 量A / D 模塊溫 度測(cè) 量真 空 泵油 泵電 機(jī)顯 示 模 塊壓 力測(cè) 量報(bào) 警 模 塊加 熱 器 圖 31 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖 電氣 圖 系統(tǒng) 需要控制兩臺(tái)電機(jī)，分別為真空泵的電機(jī)與油泵的電機(jī)。 三菱公司的 FX2N48MR 型號(hào)的可編程控制器，該控制器輸入 24 點(diǎn)，輸出為24 點(diǎn)為繼電器型輸出 型 。 表 FX2N4ADPT 性能參數(shù)表 項(xiàng)目 攝氏度 華氏度 通過讀取適當(dāng)?shù)木彌_區(qū) ,可以得到℃和℉兩種可讀數(shù)據(jù) 模擬輸入信號(hào) 箔溫度傳感器 (100 歐姆 ),3 線 4通道(CH1,CH2,CH3,CH4),3850PPM/℃ (DIN43760,JISC16041989) 傳感器電流 1mA 傳感器 :100 歐姆 PT100 補(bǔ)償范圍 100℃ 到 +600℃ 148 到 +1112 數(shù)字輸出 1000 到 6000 1480 到 +11120 12 位轉(zhuǎn)換， 11位數(shù)據(jù)位 +1符號(hào)位 最小可測(cè)溫度 ℃到 ℃ ℉到 ℉ 總精度 全范圍的177。 FX2N2AD 分辨率為 12 位二進(jìn)制的高精度模擬量輸入模塊 ， 可進(jìn)行 2通道的電壓輸入 (DC010V DC05V)或者電流輸入 (DC420mA)， 分辨率（電壓輸入） ，（電流輸入） 4Ma。系統(tǒng)詳細(xì) I/O 分配表見表 所示。它是目前用得最多的 PLC 編程語(yǔ)言 [19]。 可編程控制器（ PLC）的控制程序主要包括主程序 ， 以及油溫采集程序等。 如圖 42 所示為溫度控制流程圖。 當(dāng)油液高于下限時(shí) Y21 輸出控制 啟動(dòng)油泵，當(dāng)油位高于上限時(shí)， Y11 輸出控制 關(guān)閉真空泵 電機(jī) 。三菱 FX2N 系列的專用模擬量采集模塊，本設(shè)計(jì)選用的是 FX2N2AD 型號(hào)的 A/D 轉(zhuǎn)換器 ，提供 12 位的高精度分辨率，數(shù)字輸出范圍為 0～ （ BFM）分配表見表 所示 BFM0：由 BFM17（低 8位數(shù)據(jù)）指定的通道的輸入數(shù)據(jù)當(dāng)前值被存儲(chǔ)。采樣過程為數(shù)據(jù)初始化選擇采樣通道以及采樣次數(shù)并求平均值并在結(jié)果放在 D110 中。 真空破壞閥的控制 在真空罐中，水蒸汽在真空下容易達(dá)到飽和，這樣導(dǎo)致真空泵難以抽出真 空罐中的水蒸汽。從而體現(xiàn)出本課題對(duì)于基于 PLC 真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)的研究是十分必要的。 同時(shí)還要感謝系部老師對(duì)我的悉心教導(dǎo)和以及同學(xué)的大力支持， 有了他們的陪伴才有了我豐富多彩的四年大學(xué)生活， 感謝他們幫我解決了很多設(shè)計(jì)、調(diào)試中碰到的問題。本論文完成的主要工作包括以下幾個(gè)方面： （ 1） 硬件設(shè)計(jì)方面， 在充分考慮系統(tǒng)性能和成本基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)完成了主要硬件的選 型，主要機(jī)械設(shè)備的選型。我們通過 PLC 的輸出口 Y22實(shí)現(xiàn)對(duì)真空破壞閥的控制開 /關(guān) 控制 。 圖 46壓力采樣梯形圖 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 油溫的控制 由于水在真空環(huán)境中低溫即可實(shí)現(xiàn)汽化，因而在真空罐中，我們要求油溫保持在 45℃ ～ 75℃ 之間。 BFM1：輸入數(shù)據(jù)當(dāng)前值（高端 4 位數(shù)據(jù)）被存儲(chǔ)。 圖 44真空泵和油泵的控制 模擬量的采集 1） 本系統(tǒng)對(duì)真空罐中的溫度進(jìn)行采集。我們?cè)O(shè)置了油液液位檢測(cè)的中上限位和中下限位。 如圖 41所示為系統(tǒng)的主程序流程圖。 GX Developer 能結(jié)構(gòu)化的編寫程序，對(duì)過去過長(zhǎng)的程序進(jìn)行分割操作，從而更容易理解，單個(gè) CPU 中可編寫 28 至 124 個(gè)程序，可單獨(dú)下載至 PLC，并能制作成標(biāo)準(zhǔn)化程序，在其它同類系統(tǒng)中使用。輸出模塊有輸出對(duì)油泵和真空泵的電機(jī)控制，以及對(duì)油溫檢測(cè)，液位檢測(cè)的指示燈，油溫超上限或低于下限的報(bào)警，液位超上限以及低于下限的報(bào)警。 表 FX2N2AD 參數(shù)表 項(xiàng)目 電壓輸入 電流輸入 模擬量輸入范圍 DC010V ， DC05V( 輸入電阻200KQ)絕對(duì)最大輸入 ： +15V DC420MA(輸入電阻 250Q) 絕對(duì)最大輸入： 2MA 到 +60MA FX2N2AD 輸入特性 可混合使用電壓輸入和電流輸入。 測(cè)量單位為攝氏度或華氏度 ， 分辨率為 ℃ ～ ℃ 。 內(nèi)置 8K 容量的 RAM 存儲(chǔ)器，最大可以擴(kuò)展到 16K，其內(nèi)部 CPU 的處理速度為 S/基本指令 [17]。首先開啟真空泵電機(jī)抽出真空罐中的空氣使真空罐中為真空狀態(tài)， 當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到油液超過下限油位時(shí)將信號(hào)給 PLC， PLC 輸出控制油泵的開啟，當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到油液超過噴淋嘴時(shí)，將信號(hào)給 PLC， PLC控制真空泵電機(jī)使真空泵電機(jī)停止工作。本設(shè)計(jì)采用 PJT206 氣液壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)真空罐中壓力的測(cè)量。因此鉑被公認(rèn)為是目前制造熱電阻的最好材料。 排氣口 圖 24 水環(huán)真空泵及壓縮機(jī)工作原理圖 2BV 水環(huán)式真空泵由于在工作過程中，做功產(chǎn)生熱量，會(huì)使工作水環(huán)發(fā)熱，同時(shí)一部分水和氣體一起被排周，因此，在工作過程中，必須不斷地給泵供水，以冷卻和補(bǔ)充泵內(nèi)消耗的水，滿足泵的工作要求 [10]。 2BV 系列水環(huán)真空泵適于氣體和濕潤(rùn)蒸汽 的 抽除 ，吸氣壓力可達(dá)到 33mbar絕壓 。 本設(shè)計(jì)選用 TFM/JG 管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置 作為加熱器 ， 遠(yuǎn)紅外加熱器 由電熱涂料在加熱器輻射面形成固化涂層，該涂層因其表面黑度高，故能吸收大量的輻射熱能，又因其發(fā)射率高，故能將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成物體易吸收的遠(yuǎn)紅外熱能以電磁波的形式傳遞 .微米級(jí)電熱涂料的涂層厚、熱阻大、反射率高，用于烘箱板表面，將散失的熱能轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外熱能以電磁波的形式輻射烘箱內(nèi)，為烘箱內(nèi)的被加熱物體所吸收，而不易被潮氣吸收，從而將熱能留在烘箱內(nèi)，不僅降低了排潮溫度，而且使烘箱內(nèi)的溫度升高，使烘箱內(nèi)的溫度得到了充分的利用 .納米級(jí)電熱涂料的涂層薄、熱阻 小，用于烘箱中受熱導(dǎo)溫的金屬材料表面，湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 在傳熱過程中，該涂料層不僅將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外熱能傳遞，其自身變成遠(yuǎn)紅外輻射熱源，而且也因其表面溫度的提高，導(dǎo)致溫度梯度增大，使被加熱物體的熱能傳導(dǎo)強(qiáng)度增強(qiáng)，吸熱能力大大提高 [5]。 油 泵的工作參數(shù) 應(yīng)處在泵的效率曲線的高效區(qū)域，一般 按 計(jì)，考慮 一般 電動(dòng)機(jī)允許短時(shí)間超載 25%， 再驗(yàn)算其他工況條件那么就可以 確定電動(dòng)機(jī)功率。 抽油泵一般 選用自吸真空度大的液壓裝置，如齒輪泵、螺桿泵等。 當(dāng)油壓表達(dá)到并超過一定讀數(shù)后（ ）， 報(bào)警器 報(bào)警，表示出油濾芯已 被 嚴(yán)重堵塞，此時(shí) 用 反沖系統(tǒng)清洗濾芯。傳感器 測(cè)得油溫后，通過 PLC控制加熱器通斷電，使 真空罐中 油溫控制在 45 ℃ ～ 75 ℃ 。 由于 在真空負(fù)壓下，水蒸汽容易飽和而很難抽出，應(yīng)周期 性的 補(bǔ)充空氣，破壞水蒸汽的飽和度，使水蒸汽方便抽出。 該系統(tǒng)由 分水器、真空泵、單向閥以及冷卻器構(gòu) 成。 圖 21 真空濾油機(jī)工藝原理 圖 以下是對(duì)該設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的介紹。 本文是基于 PLC 的真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)選取三菱公司的 FX 系列 PLC 作為控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)污染油的過濾、加熱、真空分離、精過濾等一系列控制。 聚結(jié)分離式濾油機(jī) ，這種濾油機(jī)濾水時(shí)，使用聚結(jié)、分離濾芯，濾除雜質(zhì)時(shí)使用預(yù)過和精過兩種濾芯。主要由濾芯﹑殼體﹑油泵及固定裝置等構(gòu)成 .流體油泵從過濾器入口流入經(jīng)濾芯后 ,雜質(zhì)截留在濾芯表面及深層 ,清潔流體從出口處流出。其 高性能過濾器 以及 過濾系統(tǒng)年銷售額超過 15億美元，在全世界同類型過濾行業(yè)居第一位 。 基于 PLC 的真空濾油器控制系統(tǒng)，以 PLC 為主控器的真空濾油機(jī)實(shí)現(xiàn) 對(duì)工業(yè)污染油的過濾、加熱、真空分離、精過濾等一系列控制， 控制精度高，控制方便，抗干擾性強(qiáng) 等特點(diǎn)。 Oil processing。 學(xué)科分類號(hào)： ___________ 湖南人文科技學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 基于 PLC 的真空濾油機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部： 通信與控制工程系 專業(yè)年級(jí)： 自動(dòng)化 20xx 級(jí) 湖南人文科技學(xué)院教務(wù)處制 湖南人文科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 關(guān)鍵字 ： 真空分離； 油液處理 ； FX2n48MR 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II Design of Vacuum Oil Filter Control System Based on PLC Abstract： Industrial oil use after a period of time, there will be a phenomenon of water pollution and particle pollution, etc., which can lead to industrial oil metamorphism, speed up the metal fatigue and aggravate wear of hydraulic article is vacuum oil