【正文】 國(guó)外研究現(xiàn)狀 1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 本課題的研究目的和意義 3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 4 真空濾油機(jī)的工藝原理 4 油泵的選型 6 加熱器的選型 7 真空泵的選型 8 模擬量的檢測(cè) 9第3章 基于PLC真空濾油器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 12 12 12 PLC的選型 13 主控器的選型 13 A/D模塊的選型 14 16 17第4章 基于PLC真空濾油機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 18 編程軟件的介紹 18 18 系統(tǒng)主流程圖 18 溫度控制流程圖 20 真空破壞閥控制流程圖 20 21 真空泵和油泵的控制 21 模擬量的采集 21 油溫的控制 23 真空破壞閥的控制 24第5章 總結(jié)與展望 26 26 26致謝 27參考文獻(xiàn) 28附錄 29附錄1 系統(tǒng)硬件接線圖 29附錄2 系統(tǒng)完整梯形圖程序 30IV第1章 緒論 真空濾油機(jī)的研究背景濾油機(jī)（也稱作凈油機(jī)，Oil Purifier），是用加壓過(guò)濾或真空蒸發(fā)加壓過(guò)濾方法除去不純凈油中固體雜質(zhì)和水分的過(guò)濾設(shè)備。濾油機(jī)主要是為了實(shí)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(rùn)滑油等。隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，以繼電接觸器為主的老一代控制系統(tǒng)已不能滿足工業(yè)污染油精確過(guò)濾的要求，這一領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)化是未來(lái)的趨勢(shì)，而工業(yè)控制過(guò)程中以可編程控制器（PLC）的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，且其也是計(jì)算機(jī)化最便捷，最可靠的途徑。PLC是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，PLC有自己的獨(dú)特的編程語(yǔ)言（梯形圖或指令表等），用戶易學(xué)易懂，并且能與計(jì)算機(jī)接口相連，現(xiàn)已在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常之廣泛。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外真空濾油機(jī)的典型產(chǎn)品主要有：美國(guó)頗爾（PALL）公司HNP021真空凈油機(jī)、移動(dòng)式真空油液凈化機(jī)HVP 270高真空變壓器油凈化設(shè)備THP070、瑞典HERING公司EOK型真空凈油機(jī)、日本加滕（KATO）公司KLVCAXIA 6000l/h型帶電在線濾油機(jī)、KLVC8AXSOII 30000 l/h型全自動(dòng)真空凈油機(jī)、瑞士麥克菲爾（MICAFIL）公司VH061e型真空凈油機(jī)等[2]。目前，KLVC系列高真空濾油機(jī)，流量從100 l/h至60000 l/h。在真空槽（罐）方面專門(mén)開(kāi)發(fā)適用于超高變壓器脫氣裝置，包括噴射脫氣部件和自動(dòng)液位控制裝置，過(guò)濾系統(tǒng)附有帶自動(dòng)油溫控制的低瓦特密度電加熱器、油真空密封的低噪油泵、以及全自動(dòng)電腦控制的中央控制屏等。美國(guó)頗爾（PALL）公司于1946年創(chuàng)立，主要研究流體凈化分離技術(shù)、開(kāi)發(fā)生產(chǎn)高性能過(guò)濾器及過(guò)濾系統(tǒng)。但頗爾公司核心技術(shù)不在于真空技術(shù)的研發(fā)，而是聚結(jié)分離技術(shù)中高β值濾芯的應(yīng)用（β值用于表示過(guò)濾能力，指多少個(gè)雜質(zhì)顆粒經(jīng)過(guò)濾后只漏掉一個(gè)雜質(zhì)顆粒。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(gè)領(lǐng)域。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀目前，我國(guó)生產(chǎn)此類濾油機(jī)的生產(chǎn)廠家較多，但其技術(shù)水平都不高，與國(guó)外同規(guī)格的濾油機(jī)相比差距較大，存在著能耗高，結(jié)構(gòu)不合理，造型雜亂，油液處理精度不高等問(wèn)題。手推式精密油過(guò)濾機(jī)，主要由濾芯﹑殼體﹑油泵及固定裝置等構(gòu)成。濾芯多為筒狀金屬網(wǎng)，阻止不純凈油中較大的固體顆粒進(jìn)入油泵。精密濾油機(jī)以設(shè)計(jì)合理,出油量大,清洗方便等優(yōu)點(diǎn),在各種行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。過(guò)濾油中普通的機(jī)械雜質(zhì)效果明顯，精度高。該類設(shè)備不合適處理油中有油泥或者粉塵類雜質(zhì)的油品，雜質(zhì)太多，堵塞會(huì)比較嚴(yán)重，更換耗材成本會(huì)變得很高。這類設(shè)備除水效果只能達(dá)到接近于合格邊緣，而不能除去微量水份；耗材一般為脫水濾芯和脫雜質(zhì)的濾芯，除雜質(zhì)效果一般與精密油過(guò)濾機(jī)接近。壓力式板框?yàn)V油機(jī)，代表是這種板式濾油機(jī)，使用濾紙過(guò)濾，是一種最原始的濾油設(shè)備，它的優(yōu)點(diǎn)是，如油中在不合格的邊緣，使用可以起到很好的作用。理論上是各種油品都能經(jīng)過(guò)濾油機(jī)處理的，但是現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)的濾油技術(shù)參差不齊，所以有的油品處理起來(lái)有一定的難度，需要根據(jù)用戶的實(shí)際情況量身定做。如高性能電液伺服閥中，其元件間的間隙已達(dá)到幾微米，污染的潤(rùn)滑油如果繼續(xù)使用，會(huì)加速機(jī)械磨損，進(jìn)一步產(chǎn)生新的磨粒，從而加大油液污染，如此惡性循環(huán)，不但潤(rùn)滑的效果不達(dá)標(biāo)，而且會(huì)加大元件的磨損，降低設(shè)備的工作壽命和可靠性。通過(guò)本設(shè)計(jì)的一系列功能，濾油機(jī)實(shí)現(xiàn)了在較低的溫度下真空除水和去除油液中雜質(zhì)、絮狀物、金屬微粒兩大功能。 PLC技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中應(yīng)用越來(lái)越普遍，也越來(lái)越重要。能夠全面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，分析問(wèn)題的能力以及解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也對(duì)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備有了一定的認(rèn)識(shí)與理解，為以后走上工作崗位奠定了可靠的基礎(chǔ)。如圖21為真空濾油機(jī)的工藝原理圖。（1）進(jìn)油過(guò)濾系統(tǒng)。 其功能是實(shí)現(xiàn)油液的先期過(guò)濾。根據(jù)用戶的特殊要求可以設(shè)置專用過(guò)濾器，如增設(shè)化學(xué)劑入口以除去油液的酸性或堿性；采用玻釬濾布或線隙式結(jié)構(gòu)消除油液泡沫。 （2）真空抽氣系統(tǒng)。 利用真空泵將真空罐內(nèi)抽成真空負(fù)壓，保證油液中水分能在較低溫狀態(tài)下?lián)]發(fā)；水蒸汽被抽出后經(jīng)冷卻器和分水器冷凝、析出；使用單向閥防止真空泵反轉(zhuǎn)。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。 （3）真空破壞系統(tǒng)。其作用為補(bǔ)充空氣，降低真空罐中的真空度。真空破壞閥的通斷由液位控制器的信號(hào)控制。 （4）真空噴淋系統(tǒng)。 加熱器將油液加熱到一定溫度，然后將油液噴淋出，使油液中的游離水、乳化水和溶解水揮發(fā)于真空罐中。噴淋器為均勻布滿φ1～φ2小孔的噴淋管。油液液位有4個(gè)控制點(diǎn)，高于上限位停止真空泵，以免油液竄入真空泵；低于下限位停止抽油泵，以免油泵空吸；中上位用來(lái)打開(kāi)真空破壞閥，中下位用來(lái)關(guān)閉真空破壞閥。（5）出油過(guò)濾系統(tǒng)。 其功能為通過(guò)油泵將油液從真空罐中抽出，再經(jīng)多次精過(guò)濾后回到工作箱（罐）中。（6）反沖系統(tǒng)。通過(guò)反沖除去濾芯上累積的污染物，延長(zhǎng)了濾芯的壽命。關(guān)閉選擇閥和反沖鎖止閥a、b，打開(kāi)真空破壞閥和進(jìn)油閥D，開(kāi)啟抽油泵，各進(jìn)油過(guò)濾器被壓力油打開(kāi)安全閥后反沖，然后壓力油經(jīng)D口排出，完成各進(jìn)油過(guò)濾器閥芯的反沖。 油泵的選型常用的油泵按結(jié)構(gòu)分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵三種[2]。因此真空濾油機(jī)選用齒輪泵作為進(jìn)、排油泵。抽油泵的公稱排量也是濾油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要參數(shù)。為讓系統(tǒng)的可靠性提高，延長(zhǎng)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%。（2）油泵工作流量確定。（3）油泵電動(dòng)機(jī)功率確定。鑒于以上原理有油泵型號(hào)為KCB13KCB200、KCB300符合要求。圖22為KCB135油泵實(shí)物圖。從而油液需要加熱到45℃~70℃，考慮到高海拔地區(qū)因能達(dá)到較低的真空度，因此需適當(dāng)提高加熱溫度[4]。管道外包型遠(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。TFM/JG管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置，額定電壓為單相220V，電功率為1～3KW，控溫范圍為30℃～300℃[6]，常用的管徑：Φ3Φ5Φ7Φ8Φ10Φ12Φ15Φ180、Φ21Φ32Φ450、Φ600以上的各種管道[7]，本設(shè)計(jì)選擇Φ34的管道直徑。如圖23所示為T(mén)FM/JG管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置實(shí)物圖。結(jié)合以上控制要求，本設(shè)計(jì)選用2BV系列水環(huán)真空泵，2BV系列水環(huán)真空泵為整體結(jié)構(gòu)—機(jī)泵同軸的單級(jí)泵。如圖24所示為2BV系列水環(huán)真空泵工作原理圖。當(dāng)2BV水環(huán)式真空泵在吸氣壓力低于80mbar的狀態(tài)下長(zhǎng)期工作時(shí)，此時(shí)為了對(duì)泵的保護(hù)應(yīng)連接汽蝕保護(hù)管，若2BV水環(huán)式真空泵配備大氣噴射器吸氣壓力可達(dá)10mbar。如此葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)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]。泵蓋。吸氣口。當(dāng)2BV水環(huán)式真空泵排出的氣體不再利用時(shí)，在2BV水環(huán)式真空泵排氣口上接有氣水分離器，廢氣和所帶的部分水排入汽水分離器后，汽水分離，氣體由排氣管排出，留下的水經(jīng)回水管供至泵內(nèi)繼續(xù)使用[11]。 模擬量的檢測(cè)油溫檢測(cè)對(duì)真空罐中油溫的檢測(cè)，本設(shè)計(jì)采用鉑電阻溫度傳感器PT100實(shí)現(xiàn)對(duì)真空罐中油溫的檢測(cè)。鉑