一種基于c8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，包括：循環(huán)水箱，設(shè)有出水口、進(jìn)水口、熱水輸出口和補(bǔ)水口；換熱器，設(shè)有回油管和出油管到空壓機(jī)用以回收空壓機(jī)產(chǎn)生的熱量；還設(shè)有出水管和進(jìn)水管到循環(huán)水箱的進(jìn)水口和出水口用以加熱循環(huán)水箱中的水；三通比例閥，設(shè)有兩個(gè)出口一個(gè)入口；入口通過(guò)循環(huán)泵連接循環(huán)水箱的出水口；一個(gè)出口與換熱器的進(jìn)水管入口相連；另一個(gè)出口接回循環(huán)水箱；溫度傳感器，分別設(shè)在出油管、回油管、出水管、進(jìn)水管和循環(huán)水箱內(nèi)；本發(fā)明的有益效果是：采用基于C8051微處理器的余熱回收控制作為核心處理器，為一體式控制，將控制模塊和液晶顯示模塊、鍵盤模塊集成在一起，結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、可靠性好。
【專利說(shuō)明】—種基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，更具體說(shuō)，它涉及一種基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮空氣是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力源之一。由于其具有安全、無(wú)公害、調(diào)節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，壓縮空氣一般由空氣壓縮機(jī)(簡(jiǎn)稱空壓機(jī))產(chǎn)生。但空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的壓縮熱，壓縮熱消耗的能量占機(jī)組運(yùn)行功率的85%以上，通常這部分能量通過(guò)機(jī)組的風(fēng)冷或水冷系統(tǒng)釋放到大氣當(dāng)中，造成能量的浪費(fèi)?？諌簷C(jī)余熱利用技術(shù)是在不改變空壓機(jī)原有工作狀態(tài)的前提下合理利用空壓機(jī)余熱，通過(guò)水泵把冷卻水經(jīng)過(guò)冷熱交換器把空壓機(jī)的熱油迅速冷卻下來(lái)，將這部分余熱經(jīng)過(guò)熱量回收裝置轉(zhuǎn)化為熱水，以供生活及有需要的生產(chǎn)工藝等使用，從而達(dá)到不需要任何運(yùn)行成本即可在優(yōu)化空壓機(jī)油降溫的效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)余熱的回收，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0003]目前，在空壓機(jī)的余熱回收中，均采用PLC作為核心處理器，通過(guò)PLC獲取溫度傳感器等模擬量值，并進(jìn)行相應(yīng)的控制輸出。這種方式存在著系統(tǒng)價(jià)格比較高，經(jīng)濟(jì)性較差的缺點(diǎn)。在現(xiàn)有空壓機(jī)余熱回收中，系統(tǒng)的參數(shù)輸入和狀態(tài)顯示采用觸摸屏的結(jié)構(gòu)，通過(guò)觸摸屏向PLC寫入?yún)?shù)，并將PLC的控制量實(shí)時(shí)顯示。由于觸摸屏與PLC采用分離式結(jié)構(gòu)，因此該方式存在成本高、系統(tǒng)在穩(wěn)定性和可靠性存在著風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有空壓機(jī)余熱回收中，對(duì)循環(huán)水箱水的注入主要通過(guò)控制閥門的開(kāi)關(guān)，控制水流的輸入和關(guān)閉。該方式屬于粗放式控制方式，不能高效的利用空壓機(jī)余熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，成本低，可靠性好，效率高的基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)。
[0005]這種基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，包括:
[0006]循環(huán)水箱，設(shè)有出水口、進(jìn)水口、熱水輸出口和補(bǔ)水口 ；
[0007]換熱器，設(shè)有回油管和出油管到空壓機(jī)用以回收空壓機(jī)產(chǎn)生的熱量；還設(shè)有出水管和進(jìn)水管到循環(huán)水箱的進(jìn)水口和出水口用以加熱循環(huán)水箱中的水；
[0008]三通比例閥，設(shè)有兩個(gè)出口一個(gè)入口 ；入口通過(guò)循環(huán)泵連接循環(huán)水箱的出水口 ；一個(gè)出口與換熱器的進(jìn)水管入口相連；另一個(gè)出口接回循環(huán)水箱；
[0009]溫度傳感器，分別設(shè)在出油管、回油管、出水管、進(jìn)水管和循環(huán)水箱內(nèi)；
[0010]余熱回收控制器，與三通比例閥、溫度傳感器連接；其接收溫度傳感器的溫度信號(hào)，獲取空壓機(jī)的出油和回油溫度，以及換熱器的進(jìn)水和出水溫度，并根據(jù)所采集的空壓機(jī)回油溫度，基于PID控制算法，輸出用于比例閥控制的模擬電壓，控制三通比例閥的開(kāi)度，以控制進(jìn)入換熱器的水流流量，使一定流量的水與空壓機(jī)的高溫冷卻油進(jìn)行熱量交換，使回油溫度保持在設(shè)定值，同時(shí)將水加熱。
[0011]作為優(yōu)選:所述余熱回收控制器，包括C8051單片機(jī)模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、液晶顯示和鍵盤模塊。
[0012]作為優(yōu)選:所述循環(huán)水箱內(nèi)還設(shè)有液位傳感器，所述余熱回收控制器接收液位傳感器的液位信號(hào)；在循環(huán)水箱液位低于設(shè)定值時(shí)，所述余熱回收控制器將打開(kāi)補(bǔ)水電磁閥，向循環(huán)水箱中自動(dòng)補(bǔ)水。
[0013]作為優(yōu)選:所述循環(huán)泵為兩個(gè)，工作時(shí)只啟用一個(gè)，當(dāng)余熱回收控制器檢測(cè)到啟用的循環(huán)泵故障時(shí)，即切換到另一個(gè)循環(huán)泵繼續(xù)工作。
[0014]作為優(yōu)選:所述循環(huán)水箱的熱水輸出口連接有輸水泵對(duì)外供應(yīng)熱水。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所提出的控制系統(tǒng)中采用三通比例閥作為水流控制閥門，由余熱回收控制器采用閉環(huán)PID控制的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以對(duì)水流控制閥門的開(kāi)度進(jìn)行從0%到100%的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)水流流量的精細(xì)調(diào)節(jié)，從而對(duì)空壓機(jī)回油溫度的精確控制，最終控制的的空壓機(jī)回油溫度精度可達(dá)±2%，提高了空壓機(jī)的余熱回收率，并優(yōu)化了空壓機(jī)冷卻的效果。具有自糾錯(cuò)功能，控制器可以實(shí)時(shí)獲取循環(huán)輸水泵的狀態(tài)，在循環(huán)輸水泵出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)將啟用另一臺(tái)備用水泵，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。本發(fā)明中采用基于C8051微處理器的余熱回收控制作為核心處理器，為一體式控制，將控制模塊和液晶顯示模塊、鍵盤模塊集成在一起，具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為余熱回收控制器結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖3?圖10為本發(fā)明電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合較佳實(shí)施例進(jìn)行描述，但應(yīng)知道，并不表示本發(fā)明限制在所述實(shí)施例中。相反，本發(fā)明將涵蓋可包含在有附后權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的替換物、改進(jìn)型和等同物。
[0020]—種基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)以基于C8051微處理器的余熱回收控制器為系統(tǒng)核心，結(jié)合換熱器、三通比例閥、循環(huán)泵1、循環(huán)泵2、循環(huán)水箱、補(bǔ)水電磁閥、溫度傳感器、液位傳感器等，可實(shí)現(xiàn)將空壓機(jī)的高溫冷卻油和循環(huán)水箱的水進(jìn)行熱量交換。基于C8051微處理器的余熱回收控制器通過(guò)模擬量輸入接口獲取空壓機(jī)的出油和回油溫度，以及換熱器的進(jìn)水和出水溫度，并根據(jù)所采集的空壓機(jī)回油溫度，基于PID控制算法，輸出用于三通比例閥控制的模擬電壓，控制三通比例閥的開(kāi)度，以控制輸入換熱器的水流流量，使一定流量的水與空壓機(jī)的高溫冷卻油進(jìn)行熱量交換，使回油溫度保持在設(shè)定值，同時(shí)將水加熱。達(dá)到在有效降低空壓機(jī)冷卻油溫度、優(yōu)化空壓機(jī)冷卻效果的同時(shí)，將循環(huán)水箱的水進(jìn)行加熱，用于洗浴用途，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)余熱的回收，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0021]上述的基于C8051微處理器的余熱回收控制器，其特征在于，所述余熱回收控制器由C8051單片機(jī)模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、液晶顯示和鍵盤模塊等組成。其中，C8051單片機(jī)模塊為系統(tǒng)的核心處理模塊，可實(shí)現(xiàn)對(duì)以下模擬量的采集:包括空壓機(jī)出油溫度、空壓機(jī)回油溫度、換熱器進(jìn)水溫度、換熱器出水溫度、循環(huán)水箱水溫和循環(huán)水箱液位；可實(shí)現(xiàn)對(duì)以下數(shù)字量的采集:空壓機(jī)運(yùn)行信號(hào)、循環(huán)水泵I運(yùn)行信號(hào)、循環(huán)水泵2運(yùn)行信號(hào)、循環(huán)泵I故障信號(hào)、循環(huán)泵2故障信號(hào)，用于感知空壓機(jī)是否已經(jīng)啟動(dòng)，循環(huán)泵是否啟動(dòng)以及是否出現(xiàn)故障；可實(shí)現(xiàn)比例閥控制電壓的模擬信號(hào)輸出，用于控制三通比例閥的開(kāi)度；還可實(shí)現(xiàn)如下數(shù)字量信號(hào)的輸出:循環(huán)泵I啟動(dòng)信號(hào)、循環(huán)泵2啟動(dòng)信號(hào)、補(bǔ)水閥啟動(dòng)信號(hào)、報(bào)警燈紅色信號(hào)、報(bào)警燈綠色信號(hào)、報(bào)警燈黃色信號(hào)，用于啟動(dòng)泵和閥，以及輸出系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)。
[0022]上述的一種基于C8051微處理器的余熱回收控制器的液晶顯示和鍵盤模塊與控制器焊接在一起，構(gòu)成一體式余熱回收控制器。與PLC加觸摸屏的架構(gòu)相比，這種一體式余熱回收控制器具有系統(tǒng)集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
[0023]上述的液晶顯示和鍵盤模塊可用于控制系統(tǒng)的參數(shù)輸入和系統(tǒng)狀態(tài)顯示。參數(shù)輸入可以通過(guò)按鍵進(jìn)行輸入，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可以通過(guò)液晶屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，其特征在于:包括: 循環(huán)水箱，設(shè)有出水口、進(jìn)水口、熱水輸出口和補(bǔ)水口 ； 換熱器，設(shè)有回油管和出油管到空壓機(jī)用以回收空壓機(jī)產(chǎn)生的熱量；還設(shè)有出水管和進(jìn)水管到循環(huán)水箱的進(jìn)水口和出水口用以加熱循環(huán)水箱中的水； 三通比例閥，設(shè)有兩個(gè)出口一個(gè)入口 ；入口通過(guò)循環(huán)泵連接循環(huán)水箱的出水口 ；一個(gè)出口與換熱器的進(jìn)水管入口相連；另一個(gè)出口接回循環(huán)水箱； 溫度傳感器，分別設(shè)在出油管、回油管、出水管、進(jìn)水管和循環(huán)水箱內(nèi)； 余熱回收控制器，與三通比例閥、溫度傳感器連接；其接收溫度傳感器的溫度信號(hào)，獲取空壓機(jī)的出油和回油溫度，以及換熱器的進(jìn)水和出水溫度，并根據(jù)所采集的空壓機(jī)回油溫度，基于PID控制算法，輸出用于比例閥控制的模擬電壓，控制三通比例閥的開(kāi)度，以控制進(jìn)入換熱器的水流流量，使一定流量的水與空壓機(jī)的高溫冷卻油進(jìn)行熱量交換，使回油溫度保持在設(shè)定值，同時(shí)將水加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，其特征在于:所述余熱回收控制器，包括C8051單片機(jī)模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、液晶顯示和鍵盤模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水箱內(nèi)還設(shè)有液位傳感器，余熱回收控制器接收液位傳感器的液位信號(hào)；在循環(huán)水箱液位低于設(shè)定值時(shí)，余熱回收控制器將打開(kāi)補(bǔ)水電磁閥，向循環(huán)水箱中自動(dòng)補(bǔ)水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)泵為兩個(gè)，工作時(shí)只啟用一個(gè)，當(dāng)余熱回收控制器檢測(cè)到啟用的循環(huán)泵故障時(shí)，即切換到另一個(gè)循環(huán)泵繼續(xù)工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于C8051微處理器的空壓機(jī)余熱回收控制系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水箱的熱水輸出口連接有輸水泵對(duì)外供應(yīng)熱水。
【文檔編號(hào)】F04B39/06GK103883505SQ201410022340
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】胡海燕 申請(qǐng)人:上海集熠節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司