【文章內(nèi)容簡介】 可以工作在露天或濕度較大的場所（如山洞、冷庫等），同時對于溫度極低的環(huán)境如40℃，WJ100R可采用國際大廠軍工級元器件，可以穩(wěn)定地工作在上述極寒冷的溫度下，很好地彌補了一般溫度變送器不能用于低溫環(huán)境的不足。其技術(shù)參數(shù)主要有： 工作電源： 24VDC， 12VDC （0～5V電壓輸出時） 24VAC 12VAC（0～5V電壓輸出時） 溫度測量范圍： 200～600℃ (最大有效測量范圍) 濕度參數(shù)：測量準(zhǔn)確度： % ，% ，% 工作溫度： 40～80℃（軍工級性能，僅限WJ100R） 有效測量范圍： 5～90%RH(無凝露) 測量穩(wěn)定性：通常狀態(tài)下，漂移不大于 1%RH 輸入信號： Pt100 輸入線阻：≤50Ω 負(fù)載電阻： ≤500Ω（電流輸出），≥3KΩ（電壓輸出） 環(huán)境溫度： 20～80℃ 變送器外殼：乳白色 防水型ABS 835933mm表34 WJ100R溫度變送器型號表WJ100R溫度變送器WJ100R口S口P口型號WJ100R口 選擇溫度范圍10～50220～60340～8040～10050～15060～3007其它注明S口選擇信號輸出類型14～20mA（默認(rèn)）20～5VDC30～10VDCP口準(zhǔn)確度1(I)根據(jù)具體情況選擇其型號。由于本系統(tǒng)中溫度傳感器所測的溫度范圍為0~100℃，則選用溫度變送器的型號為WJ100R4S1P1。即選擇的測量的溫度范圍為0~100℃，選擇的輸出類型4~20mA，與A/D模塊的4~20mA的輸入對應(yīng)。 流量變送器的選擇經(jīng)過在書本和網(wǎng)上大量的查找流量傳感器相關(guān)的知識和產(chǎn)品，在對各公司的產(chǎn)品的型號和價格認(rèn)真分析后，決定在本課題中采用江蘇瑞紅儀表有限公司生產(chǎn)的HRLWG型渦輪流量傳感器。HRLWG型渦輪流量傳感器是一種精密流量測量儀表，與相應(yīng)的流量積算儀表配套可用于測量液體的流量和總量。廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領(lǐng)域的計量、控制系統(tǒng)。配備有衛(wèi)生接頭的渦輪流量傳感器可以應(yīng)用于制藥行業(yè)。 一體化渦輪流量計結(jié)構(gòu)為防爆設(shè)計，可以顯示流量總量，瞬時流量和流量滿度百分比。電池采用長效鋰電池， 單功能積算表電池使用壽命可達(dá)5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達(dá)到12個月以上。 其特點如下： 1具有體積小、重量輕、顯示讀數(shù)直觀、清晰。 2可靠性高、不受外界電源影響、抗雷擊。3安裝（拆卸）簡單，利于維護，方便清洗。基本參數(shù)與技術(shù)性能：(1)基本參數(shù)：見表35LWG型流量傳感器基本參數(shù)表表35LWG型流量傳感器基本參數(shù)表LWG□□□□□□說明類型LWG基本型，+12V供電，脈沖輸出，高電平≥8V低電平≤LWGYA4~20mA兩線制電流輸出，遠(yuǎn)傳変送型LWGYB電池供電現(xiàn)場顯示型LWGYC現(xiàn)場顯示/4~20mA 兩線制電流輸出公稱通徑44mm，~~66mm，~~1010mm，~~1515mm，~6m3/h~8m3/h2525mm，普通渦輪流量范圍1~10m3/h~10m3/h4040mm，普通渦輪流量范圍2~20m3/h寬量程渦輪為1~20m3/h5050mm，普通渦輪流量范圍4~40m3/h寬量程渦輪為2~40m3/h8080mm，普通渦輪流量范圍10~100m3/h寬量程渦輪為5~100m3/h100100mm，普通渦輪流量范圍20~200m3/h寬量程渦輪為10~200m3/h150150mm，普通渦輪流量范圍30~300m3/h寬量程渦輪為15~300m3/h200200mm，普通渦輪流量范圍80~800m3/h寬量程渦輪為40~800m3/h防爆無標(biāo)記，為非防爆型B防爆型精度等級AB精度1級渦輪類型A寬量程渦輪B普通渦輪DN4—DN40口徑的傳感器為螺紋連接，；DN50—DN200口徑的傳感器為法蘭連接, ； (2) 介質(zhì)溫度：20～＋120℃。 (3) 環(huán)境溫度：20～＋55℃。(4) 供電電源：電壓：12V177。10%, 電流：≤10mA。 (5) 輸出電壓幅值：高電平≥8V，低電平≤。(6) 傳輸距離：傳感器至顯示儀表的距離可達(dá)1000m根據(jù)本系統(tǒng)的具體情況以及現(xiàn)有的試驗設(shè)備，選擇流量變送器的型號為LWGYA150BBB，即選擇的變送器為4~20mA兩線制電流輸出，遠(yuǎn)傳変送型，,公稱通徑為150mm，防爆型，精度等級為1級，普通渦輪，即其普通渦輪流量范圍為30~300m3/h。這樣流量變送器的輸出和4A/D模塊的4~20mA的輸入對應(yīng)。 電動調(diào)節(jié)閥的選擇電動調(diào)節(jié)閥接受來自調(diào)節(jié)器的電流信號，將其轉(zhuǎn)換為閥門開度。電動調(diào)節(jié)閥有別于電磁閥。電磁閥是利用電磁鐵的吸合和釋放，對閥門進行通、斷兩種狀態(tài)的控制，而電動調(diào)節(jié)閥是用電動機對閥門開度進行連續(xù)的調(diào)節(jié)。電動調(diào)節(jié)閥也是由執(zhí)行機構(gòu)和閥門兩部分組成的。閥門主要由閥體、閥座，閥芯、閥桿等部件組成。閥桿上部與執(zhí)行機構(gòu)相連，下部與閥芯相連。由于閥芯在閥體內(nèi)移動，改變了閥芯與閥座之間的流通面積，被控介質(zhì)的流量也相應(yīng)地改變，從而達(dá)到控制工藝參數(shù)的目的。電動執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)配用的閥門的不同要求，有直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式三種輸出方式。電動執(zhí)行機構(gòu)一般采用隨動系統(tǒng)的方案組成，如下圖31所示：伺服放大器電動機減速器閥位置發(fā)信器輸入電流信號圖31動執(zhí)行機構(gòu)框圖從調(diào)節(jié)器來的信號通過伺服放大器驅(qū)動伺服電動機，經(jīng)減速器帶動調(diào)節(jié)閥，同時經(jīng)位置發(fā)信器將閥桿行程反饋給伺服放大器，組成位置隨動系統(tǒng)。依靠位置負(fù)反饋，保證輸入信號準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換為閥桿的行程。經(jīng)過在書本和網(wǎng)上大量的查找相關(guān)電動調(diào)節(jié)閥的知識和產(chǎn)品，在對各公司產(chǎn)品的型號和價格的分析后，決定在本課題中采用深圳東澤閥門有限公司生產(chǎn)的ZAZN型電動雙座調(diào)節(jié)閥。器件概述：ZAZN型電動雙座調(diào)節(jié)閥，接受來自調(diào)節(jié)儀表的直流電流信號，改變被調(diào)介質(zhì)流量，使被控工藝參數(shù)保持在給定值。廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、石油、輕紡、制藥、造紙等工業(yè)部門的生產(chǎn)自動化控制。 本系列產(chǎn)品公稱通徑由20至200mm，、使用溫度范圍由250℃～450℃，接受信號為0～～。電動雙座調(diào)節(jié)閥適用于壓差較大場合。按閥內(nèi)件密封部分材質(zhì)分又有金屬金屬和非金屬金屬密封兩種，后者閥關(guān)閉時泄漏量可達(dá)到Ⅵ級(零泄漏)標(biāo)準(zhǔn)。按填料不同可分為一般填料密封和波紋管密封兩種，前者用于一般場合，而后者用于不允許外漏的特殊場合，流量特性為線性或等百分比。配用不同的執(zhí)行機構(gòu)可分為普通型和電子型兩種。多種多樣品種規(guī)格可供選擇。器件特點：①閥體按流體力學(xué)原理設(shè)計的等截面低流阻流道，額定流量系數(shù)增大30％。②可調(diào)節(jié)范圍大，固有可調(diào)比為50，流量特性有直線和等百分比。③電動雙座調(diào)節(jié)閥不平衡力小，閥穩(wěn)定性好，使用壓差大。④調(diào)節(jié)切斷型采用軟密封結(jié)構(gòu)閥芯，達(dá)Ⅵ級泄漏標(biāo)準(zhǔn)(零泄漏)。⑤伺服放大器采用深度動態(tài)負(fù)反饋，可提高自動調(diào)節(jié)精度。⑥電動操作器有多種形式，可適用于4～～。⑦電子型電動調(diào)節(jié)閥可直接由電流信號控制閥門開度，無需伺服放大器。⑧波紋管密封型調(diào)節(jié)閥對移動的閥桿形成完全的密封，堵絕流體外漏。器件資料：①閥體、閥蓋：HT200、ZG230450 ZG1Cr18Ni9Ti②閥芯、閥桿：1Cr18Ni9Ti、司鈦萊合金堆焊增強聚四氟乙烯③填料：聚四氟乙烯、柔性石墨④襯套：2Cr13⑤墊片：橡膠石棉板、1Cr18Ni9Ti石棉纏繞墊片⑥波紋管：1Cr18Ni9Ti根據(jù)本系統(tǒng)的具體情況，選擇電動調(diào)節(jié)閥的型號。由于電動調(diào)節(jié)閥是放在熱水管中的，其通經(jīng)要和熱水管道的相匹配,則選擇調(diào)節(jié)閥的通經(jīng)為100mm。為了和A/D模塊的輸入通道的模式1即4～20mA相匹配，則選擇接受信號為4～。電磁閥主要由電磁鐵和閥兩部分組成。它是利用線圈通電后產(chǎn)生的電磁力來驅(qū)動閥芯運動，將閥開啟或關(guān)閉。電磁閥的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小、質(zhì)量小、價廉、可靠性高、維護方便。另外，它的密封良好，工作流體介質(zhì)不會滲漏到閥外。它被廣泛應(yīng)用于手工藝流程管路和自動控制系統(tǒng)之中。經(jīng)過在書本和網(wǎng)上大量的查找相關(guān)電磁閥的知識和產(chǎn)品，經(jīng)過對各公司的產(chǎn)品的型號和價格的分析，決定在本課題中采用巨良閥業(yè)生產(chǎn)的ZCS大通經(jīng)膜片式電磁閥。ZCS大通經(jīng)膜片式電磁閥的技術(shù)參數(shù)如下表所示：表36 ZCS大通經(jīng)膜片式電磁閥的技術(shù)參數(shù)操作方式常閉通電打開、斷電關(guān)閉常開通電關(guān)閉、斷電打開（型號后加“—K”表示）參數(shù)↓型號→ZCS介質(zhì)溫度≦60℃使用介質(zhì)水、柴油、空氣等常溫液體和氣體通經(jīng)（mm）1520253240506580100125150200250300350連接尺寸（G）1/23/4111/411/22壓力（MPa）~~~功率AC：15W、DC：20WAC：20W、DC：30W電壓偏差允許波動177。10%材料閥體黃銅、鑄鐵密封丁晴橡膠NBR環(huán)境溫度20~60℃連接方式內(nèi)螺紋。法蘭電氣連接接線盒電纜插座，防護等級IP65使用電壓AC：220V 50Hz、DC：24V 其余根據(jù)要求特殊選配BZCS防爆電磁閥ZCSF用于易燃易爆場合，防爆等級：DIIBT4法蘭連接安裝提示優(yōu)先采用線圈豎直向上，亦可根據(jù)需要安裝備注DN200~300完全打開或關(guān)閉，該調(diào)節(jié)閥的特點是：①先到膜片式；②膜片結(jié)構(gòu)，密封性好；③介質(zhì)潔凈度要求較低；④通用性強，價格實惠。根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選擇電磁閥，則在熱水管道中的電磁閥1選擇的公稱通徑為100mm，常閉型，使用電壓為24 V DC。在原液管道中的電磁閥2選擇的公稱通徑為150mm,常閉型，使用電壓為24 V DC。由上可得電磁閥1和電磁閥2在DC24V下的功率為均為30W。由于FX2N的繼電器型輸出的最大感性負(fù)載為80V*A，最大電阻負(fù)載是2A/1點、8A/4點共享、8A/8點共享，這個負(fù)載承受能力遠(yuǎn)大于本系統(tǒng)所選兩個電磁閥的功率，則電磁閥可直接接在PLC的輸出端，不需要接觸器來間接啟動。 按鈕開關(guān)的選擇作為系統(tǒng)若要求按鈕的信號，PLC控制可由按鈕來控制，觸點分為常開觸點（動合觸點）和常閉觸點（動斷觸點）兩種。可采用ZB2BE101C系列通用型按鈕。由于本系統(tǒng)有觸摸屏來控制，故可省略掉部分按鈕。 指示燈的選擇為了更好的監(jiān)視系統(tǒng)的運行，可在系統(tǒng)中加入指示燈，由指示燈的狀態(tài)來判斷系統(tǒng)是否正常運行。由于本系統(tǒng)采用的是觸摸屏來控制，則可以忽略掉指示燈的實際選型。直接用觸摸屏上的指示燈顯示即可。4 軟件設(shè)計電路軟件部分是用來配合硬件電路，控制后面電路的響應(yīng)，以實現(xiàn)設(shè)計預(yù)定功能。其主要由兩部分功能組成：一部分是是對傳感器接受到的信號進行處理,另一部分是對控制信號進行PID運算并執(zhí)行相關(guān)控制、顯示要求顯示的數(shù)據(jù)。按照以上的軟件程序設(shè)計思想，可以畫出程序的流程圖并根據(jù)流程圖寫出相應(yīng)的程序。 系統(tǒng)描述 系統(tǒng)的編程語言的描述本設(shè)計可以用PLC編程，下面介紹PLC編程的一些優(yōu)點。PLC編程語言易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。梯形圖程序設(shè)計語言有如下特點： ①與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性； ②與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對電氣技術(shù)人員來說，易于撐握和學(xué)習(xí)； ③與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點是，梯形圖中的能流（Power FLow）不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待； ④與布爾助記符程序設(shè)計語言有一一對應(yīng)關(guān)系，便于相互的轉(zhuǎn)換和程序的檢查。 系統(tǒng)的I/O地址表本系統(tǒng)的輸入信號有自動按鈕，手動按鈕，啟動熱水閥的按鈕，啟動原液閥的按鈕，停止熱水閥的按鈕，停止原液閥的按鈕，停止按鈕，溫度變送器，流量變送器。輸出信號控制的對象有熱水閥，原液閥，電動控制閥以及指示燈。采用FX2N系列PLC控制，其輸入、輸出地址如下表41所示：表41 I/O地址表輸入器件代號地