【正文】 床層，經(jīng)過出氣閥進入氧氣緩沖罐。32 系統(tǒng)構(gòu)成 PSA 制氧系統(tǒng)主要由空氣壓縮機、空氣凈化系統(tǒng)，空氣儲罐、切換閥、吸附器和氧氣緩沖罐等組成。而氮氣純度在 98%以上時，它與相同規(guī)格的 psa 制氮機相比價格要凌駕逾越 15%以上。c 膜空分制氮以空氣為原料，在確定壓力條件下，操縱氧和氮等分歧素質(zhì)的氣體在膜中存在分歧的滲透速率來使氧和氮分別。此法是七十年月迅速成長起來的一種新的制氮技術(shù)。深冷空分制氮安裝宜于大范疇工業(yè)制氮，而中、小范疇制氮就顯得不經(jīng)濟。深冷空分制氮配備復雜、占地面積大，基建用度較高，配備一次性投資較多，運行資本較高，產(chǎn)氣慢(12～24h），安裝要求高、周期較長。以空氣為原料，顛末壓縮、凈化，再操縱熱交流使空氣液化成為液空。然后經(jīng)減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質(zhì)形成，實現(xiàn)再生。顛末凈化單調(diào)的壓縮空氣，在吸附器中進行加壓吸附、減壓脫附。第三章 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理167。編制的絕熱毛細管流量計算軟件，計算精度滿足工程要求，對于工程設計應用具有一定的實用價值。計算的出口壅塞流量與計算的流量值很接近。按文獻[6]計算的出口壓力和本文計算的出口壓力十分接近，誤差分布于177。8％范圍內(nèi)，而文獻[13]分布于177。流量計算誤差 ， ，定義為：(流量計算值一流量實驗值)／流量實驗值如表 1 所示，本文流量計算精度較高，誤差小于 2％ ，按文獻[6]計算的出口壓力小于給定的壓力，計算的出口壅塞流量高于本文計算的流量，即驗出口壓力高于臨界出口壓力，在出口處流量未達到壅塞流量，因而并未發(fā)生臨界(壅塞)流動的現(xiàn)象。其中過冷單相區(qū)按飽和態(tài)近似處理，氣液兩相區(qū)按壓降均分為若干個微元段，利用臨界長度判據(jù)，考慮壅塞影響，逐段計算微元長度并迭加，過冷段長度加兩相段長度即為毛細管長度。再采用對分法逼近，令 Gcm =(Gc3+Gc4)／2，如根據(jù)對分得到的流量計算出的長度大于給定長度，則把該值作為新的 Gc3，而保留原來的Gc4；如根據(jù)對分得到的流量計算出的長度小于給定長度，則把該值作為新的Gc4，而保留原來的 Gc3。3 數(shù)值計算3．1 計算方法 輸入毛細管長度、直徑、粗糙度、冷凝壓力、蒸發(fā)壓力、過冷度，首先假設出口壓力等于蒸發(fā)壓力，計算壅塞流量，作為流量迭代初值 Gc，計算毛細管的長度，并將其與給定的長度進行比較。則飽和液體焓 hj= h 一， (27)飽和液體熵 s／= s 一 i／ (28)。是對基準態(tài)比焓和比熵值進行校正的常數(shù)，與基準態(tài)取定及制冷工質(zhì)種類有關(guān)。(26)式中：壓縮性系數(shù) z=等；h。即根據(jù)某一溫度下的汽化潛熱推算其它任一溫度下的汽化潛熱值：其汽化潛熱 r|為 215．8kJ／kgn168。2．5 汽化潛熱 。的單位為 kJ／(kg焦作大學機電工程學院畢業(yè)設計viii2．3 飽和液體密度方程 ]： + (1 一 )“ ’+ (1 一 ) ’+D，(1 一 )+E，(1 一 )‘4／ ’ (式中： 的單位為 kg／m3；Af=5．281464E+02；： 7．551834E + 02； = 1．028676E +03；= 一 9．491172E + 02； =5．935660E+02。2．2 飽和蒸氣壓力方程盯】lgl0 P ：A+導+cl。2．1 狀態(tài)方程式中：溫度函數(shù) (T)=A +C e— ；為比容，m3／kg；p 為狀態(tài)點壓力，kPa；R =O．0815kJ／(kg當毛細管進口狀態(tài)為過冷液體時，參考狀態(tài)點就是兩相區(qū)的進 IZl 狀態(tài)，P，是對應進 IZl 溫度的飽和液體壓力。s)；P，為參考狀態(tài)點壓力，Pa； 為參考狀態(tài)點比容，m3／kg；p 為經(jīng)驗常數(shù)，表征兩相區(qū)壓力與比容的相對變化率，p=2．62 105／p。本文采用熵增判據(jù)的一種等價形式，l 臨界長度判據(jù)：等≤0 (17)計算壅塞質(zhì)量流量168。1．4 壅塞流在正常運行工況下，制冷劑在毛細管內(nèi)的流動處于壅塞狀態(tài) 。s；m ： 0．902；cl 41．06 10 一 Pa對于氣液兩相區(qū)，動力粘度 的計算常用 Cicchitti 經(jīng)驗公式：： xp +(1 一 ),ul (14)其中對于 HFC．134a 的氣體液體粘度，采用新的基團貢獻法計算 ：：c exp[m ( )] (15)us：cl expI bo(Tr)+ [ ( )]” } (16)式中：0(rr)：In +0．5(1 一 l／ ) (1．1／ —ln rr)[1—0．1(1 一 l／ ) ]式中：c ，m ， 為物質(zhì)常數(shù)，與溫度無關(guān)。f：8[(8~Re) +1／(A+曰) ] (13)式中：A ： {2．457ln 瓦B ： (37530／Re) ；Re ： mD／F。式中：n：告 m ( 2 一 ) ；b： m ( g2 一 vp)+h 一， ；C ： 寺 m ( 一 I )，+ ^，2 一 httI。)] (8)HI J mUm對于兩相區(qū)所有微元段的計算長度求和，可以得到整個兩相區(qū)的計算長度： 、L ： ZAL， (i) 1．2．2 氣液兩相區(qū)由式(6)可得兩相區(qū)某一微元段長度為：AL ： — [p。由式(6)可得過冷段長度為：L ： —2D ApscL39。)+ ! ； △￡ (6)式中：下標 l、m 分別表示微元的進口參數(shù)、出口參數(shù)、平均參數(shù)；△￡為微元段長度。s)；G 為質(zhì)量流量，kg／s；F 為截面積，m ； h 為比焓， J／kg； 為比容，／n ／kg；P 為壓力，Pa；f 為沿程摩擦阻力系數(shù)(以下簡稱摩阻系數(shù))；D 為內(nèi)徑，m；￡為長度，in。1 毛細管穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型為建立絕熱毛細管穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，主要采用如下假設? ：(1)由于毛細管的管徑很小，可忽略徑向的參數(shù)變化，流動為一維絕熱流動；(2)液相和氣相的流速較為接近，氣相和液相間無滑移，按均相流處理；焦作大學機電工程學院畢業(yè)設計v (3)兩相介質(zhì)達到熱力學平衡；(4)重力影響較小，可忽略不計；(5)管路截面積保持不變；(6)忽視亞穩(wěn)態(tài)流動。而 HFC 一 134a(R134a，CH，F(xiàn)CF3，1，3一四氟乙烷)作為 R12(CFC12，CF2CI ，二氟二氯甲烷)的替代制冷工質(zhì)而提出，已被證明是比較環(huán)保的綠色制冷劑，特別適用于家用冰箱、窗式空調(diào)、汽車空調(diào)以及小型空冷制冷機組和離心式冷水機組。第二章制氮機流量值的計算 毛細管作為一種重要節(jié)流元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、無運動部件、制造方便、工作穩(wěn)定可靠和不易發(fā)生故障等優(yōu)點，其壓力平衡特性有利于降低壓縮機的起動力矩，因此已經(jīng)廣泛應用于家用設備包括電冰箱、冰柜、空調(diào)器和減濕器等小型制冷裝置中，它對制冷系統(tǒng)的連續(xù)運行起著重要作用。為此本文采用 PID 技術(shù)和變頻器實現(xiàn)對螺桿式空氣壓縮機的節(jié)能改造。該控制方式雖然原理簡單、操作簡便，但是存在能耗大、進氣閥易損壞、供氣壓力不穩(wěn)定等諸多問題。52 程序的結(jié)構(gòu)及程序功能的實現(xiàn) .................................24521 系統(tǒng)的初始化程序 ..........................................24522 系統(tǒng)的主控制程序 ..........................................24523 系統(tǒng)的中斷程序 ............................................25第六章 結(jié)束語 ......................................................25致謝 ...............................................................25焦作大學機電工程學院畢業(yè)設計iii參考文獻 ...........................................................26附錄 ...............................................................27焦作大學機電工程學院畢業(yè)設計iv第一章 緒論在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，空壓機在冶金機械制造、礦山、電力、紡織、石化、輕紡等行業(yè)都有廣泛的應用。46 系統(tǒng)的保護及故障警報的發(fā)出 .................................22第五章 系統(tǒng)的軟件設計 ..............................................22167。44 變頻器部分 .................................................20167。42 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ...............................................17167。34 控制過程 ...................................................11341 恒壓控制 .................................................11342 節(jié)能控制 ..................................................12第四章 硬件電路設計 ................................................12167。32 系統(tǒng)構(gòu)成 ....................................................9167。關(guān)鍵詞：PLC，制氮機，自動控制焦作大學機電工程學院畢業(yè)設計ii目 錄 第一章 緒論 .........................................................1第二章 制氮機流量值的計算 ...........................................1第三章 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 ...........................................8167。在改造原有系統(tǒng)的基礎上，將制氮機電機的直接啟動控制方式改為變頻控制，減小對系統(tǒng)電網(wǎng)的沖擊和節(jié)約能源，同時制定了具體實施的控制方式、設備啟停步驟、軟件功能、功能擴充、報警系統(tǒng)。焦作大學畢業(yè)設計題 目： PLC 在制氮機上的應用 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 11 機械制造與自動化（3）班 學 號： 110108309 姓 名： 王文江 指導教師： 宋芳 完成日期： 2022 年 月焦作大學機電工程學院畢業(yè)設計IPLC在制氮機上的應用摘 要在現(xiàn)代生產(chǎn)力不斷提高的情況下，建設無人值守的空壓站，是一個社會發(fā)展過程中的必然選擇。本文主要論述了一種PLC在制氮機上的應用，采用PLC對空壓機進行自動控制改造，實現(xiàn)空氣的分離控制和生產(chǎn)設備的集中控制。并利用相應的控制算法，實現(xiàn)供氣的恒定，提高供氣質(zhì)量和效率，保證各項工作的安全生產(chǎn)。31 設計方案的確定 ..............................................8167。33 工作原理 ....................................................9167。41 PLC 可編程控制器部分 .......................................13411 PL C 概述 .................................................13412 PLC 選型和性能指標 ........................................15413 PLC 內(nèi)部分配 ..............................................15414 輸入輸出外部接線 ..........................................15167。43 傳感器部分 .................................................19167。45 監(jiān)控對象空壓機 .............................................21167。51 系統(tǒng)的總體框圖設計 ........