基于c8051微处理器的空压机余热回收控制系统的制作方法

文档序号:5475704阅读:194来源:国知局
基于c8051微处理器的空压机余热回收控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统,包括:循环水箱,设有出水口、进水口、热水输出口和补水口;换热器,设有回油管和出油管到空压机用以回收空压机产生的热量;还设有出水管和进水管到循环水箱的进水口和出水口用以加热循环水箱中的水;三通比例阀,设有两个出口一个入口;入口通过循环泵连接循环水箱的出水口;一个出口与换热器的进水管入口相连;另一个出口接回循环水箱;温度传感器,分别设在出油管、回油管、出水管、进水管和循环水箱内;本实用新型的有益效果是:采用基于C8051微处理器的余热回收控制作为核心处理器,为一体式控制,将控制模块和液晶显示模块、键盘模块集成在一起,结构紧凑、成本低、可靠性好。
【专利说明】基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空压机余热回收控制系统,更具体说,它涉及一种基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统。
【背景技术】
[0002]压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一。由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点,使其在现代工业领域中应用越来越广泛。目前,压缩空气一般由空气压缩机(简称空压机)产生。但空压机运行时会产生大量的压缩热,压缩热消耗的能量占机组运行功率的85%以上,通常这部分能量通过机组的风冷或水冷系统释放到大气当中,造成能量的浪费。空压机余热利用技术是在不改变空压机原有工作状态的前提下合理利用空压机余热,通过水泵把冷却水经过冷热交换器把空压机的热油迅速冷却下来,将这部分余热经过热量回收装置转化为热水,以供生活及有需要的生产工艺等使用,从而达到不需要任何运行成本即可在优化空压机油降温的效果的同时,实现对空压机余热的回收,达到节能的目的。
[0003]目前,在空压机的余热回收中,均采用PLC作为核心处理器,通过PLC获取温度传感器等模拟量值,并进行相应的控制输出。这种方式存在着系统价格比较高,经济性较差的缺点。在现有空压机余热回收中,系统的参数输入和状态显示采用触摸屏的结构,通过触摸屏向PLC写入参数,并将PLC的控制量实时显示。由于触摸屏与PLC采用分离式结构,因此该方式存在成本高、系统在稳定性和可靠性存在着风险。现有空压机余热回收中,对循环水箱水的注入主要通过控制阀门的开关,控制水流的输入和关闭。该方式属于粗放式控制方式,不能高效的利用空压机余热。

【发明内容】

[0004]本实用新型的目的是克服现有技术中的不足,提供一种结构合理,成本低,可靠性好,效率高的基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统。
[0005]这种基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统,包括:
[0006]循环水箱,设有出水口、进水口、热水输出口和补水口 ;
[0007]换热器,设有回油管和出油管到空压机用以回收空压机产生的热量;还设有出水管和进水管到循环水箱的进水口和出水口用以加热循环水箱中的水;
[0008]三通比例阀,设有两个出口一个入口 ;入口通过循环泵连接循环水箱的出水口 ;一个出口与换热器的进水管入口相连;另一个出口接回循环水箱;
[0009]温度传感器,分别设在出油管、回油管、出水管、进水管和循环水箱内;
[0010]余热回收控制器,与三通比例阀、温度传感器连接;其接收温度传感器的温度信号,获取空压机的出油和回油温度,以及换热器的进水和出水温度,并根据所采集的空压机回油温度,基于PID控制算法,输出用于比例阀控制的模拟电压,控制三通比例阀的开度,以控制进入换热器的水流流量,使一定流量的水与空压机的高温冷却油进行热量交换,使回油温度保持在设定值,同时将水加热。
[0011]作为优选:所述余热回收控制器,包括C8051单片机模块、电源模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、液晶显示和键盘模块。
[0012]作为优选:所述循环水箱内还设有液位传感器,所述余热回收控制器接收液位传感器的液位信号;在循环水箱液位低于设定值时,所述余热回收控制器将打开补水电磁阀,向循环水箱中自动补水。
[0013]作为优选:所述循环泵为两个,工作时只启用一个,当余热回收控制器检测到启用的循环泵故障时,即切换到另一个循环泵继续工作。
[0014]作为优选:所述循环水箱的热水输出口连接有输水泵对外供应热水。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型所提出的控制系统中采用三通比例阀作为水流控制阀门,由余热回收控制器采用闭环PID控制的方式进行调节,可以对水流控制阀门的开度进行从0%到100%的无级调节,达到对水流流量的精细调节,从而对空压机回油温度的精确控制,最终控制的的空压机回油温度精度可达±2%,提高了空压机的余热回收率,并优化了空压机冷却的效果。具有自纠错功能,控制器可以实时获取循环输水泵的状态,在循环输水泵出现故障时,系统将启用另一台备用水泵,从而保证了系统的稳定可靠运行。本实用新型中采用基于C8051微处理器的余热回收控制作为核心处理器,为一体式控制,将控制模块和液晶显示模块、键盘模块集成在一起,具有结构紧凑、成本低、可靠性好等优点。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1为本实用新型系统结构示意图;
[0017]图2为余热回收控制器结构框图;
[0018]图3为本实用新型电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。虽然本实用新型将结合较佳实施例进行描述,但应知道,并不表示本实用新型限制在所述实施例中。相反,本实用新型将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本实用新型的范围内的替换物、改进型和等同物。
[0020]—种基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统以基于C8051微处理器的余热回收控制器为系统核心,结合换热器、三通比例阀、循环泵1、循环泵2、循环水箱、补水电磁阀、温度传感器、液位传感器等,可实现将空压机的高温冷却油和循环水箱的水进行热量交换。基于C8051微处理器的余热回收控制器通过模拟量输入接口获取空压机的出油和回油温度,以及换热器的进水和出水温度,并根据所采集的空压机回油温度,基于PID控制算法,输出用于三通比例阀控制的模拟电压,控制三通比例阀的开度,以控制输入换热器的水流流量,使一定流量的水与空压机的高温冷却油进行热量交换,使回油温度保持在设定值,同时将水加热。达到在有效降低空压机冷却油温度、优化空压机冷却效果的同时,将循环水箱的水进行加热,用于洗浴用途,从而实现对空压机余热的回收,达到节能的目的。
[0021]上述的基于C8051微处理器的余热回收控制器,其特征在于,所述余热回收控制器由C8051单片机模块、电源模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、液晶显示和键盘模块等组成。其中,C8051单片机模块为系统的核心处理模块,可实现对以下模拟量的采集:包括空压机出油温度、空压机回油温度、换热器进水温度、换热器出水温度、循环水箱水温和循环水箱液位;可实现对以下数字量的采集:空压机运行信号、循环水泵I运行信号、循环水泵2运行信号、循环泵I故障信号、循环泵2故障信号,用于感知空压机是否已经启动,循环泵是否启动以及是否出现故障;可实现比例阀控制电压的模拟信号输出,用于控制三通比例阀的开度;还可实现如下数字量信号的输出:循环泵I启动信号、循环泵2启动信号、补水阀启动信号、报警灯红色信号、报警灯绿色信号、报警灯黄色信号,用于启动泵和阀,以及输出系统的状态信号。
[0022]上述的一种基于C8051微处理器的余热回收控制器的液晶显示和键盘模块与控制器焊接在一起,构成一体式余热回收控制器。与PLC加触摸屏的架构相比,这种一体式余热回收控制器具有系统集成度高、结构紧凑、可靠性高等优点。
[0023]上述的液晶显示和键盘模块可用于控制系统的参数输入和系统状态显示。参数输入可以通过按键进行输入,系统的运行状态可以通过液晶屏进行实时显示。
【权利要求】
1.一种基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统,其特征在于:包括: 循环水箱,设有出水口、进水口、热水输出口和补水口 ; 换热器,设有回油管和出油管到空压机用以回收空压机产生的热量;还设有出水管和进水管到循环水箱的进水口和出水口用以加热循环水箱中的水; 三通比例阀,设有两个出口一个入口 ;入口通过循环泵连接循环水箱的出水口 ;一个出口与换热器的进水管入口相连;另一个出口接回循环水箱; 温度传感器,分别设在出油管、回油管、出水管、进水管和循环水箱内; 余热回收控制器,与三通比例阀、温度传感器连接;其接收温度传感器的温度信号,获取空压机的出油和回油温度,以及换热器的进水和出水温度,并根据所采集的空压机回油温度,基于PID控制算法,输出用于比例阀控制的模拟电压,控制三通比例阀的开度,以控制进入换热器的水流流量,使一定流量的水与空压机的高温冷却油进行热量交换,使回油温度保持在设定值,同时将水加热。
2.根据权利要求1所述的基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统,其特征在于:所述余热回收控制器,包括C8051单片机模块、电源模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、液晶显示和键盘模块。
3.根据权利要求1所述的基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统,其特征在于:所述循环水箱内还设有液位传感器,余热回收控制器接收液位传感器的液位信号;在循环水箱液位低于设定值时,余热回收控制器将打开补水电磁阀,向循环水箱中自动补水。
4.根据权利要求1所述的基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统,其特征在于:所述循环泵为两个,工作时只启用一个,当余热回收控制器检测到启用的循环泵故障时,即切换到另一个循环泵继续工作。
5.根据权利要求1所述的基于C8051微处理器的空压机余热回收控制系统,其特征在于:所述循环水箱的热水输出口连接有输水泵对外供应热水。
【文档编号】F04B49/22GK203770110SQ201420030641
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】胡海燕 申请人:上海集熠节能环保技术有限公司
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