一种低品质余热回收发电装置的控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于该系统包括单片机、电源模块、模拟量输出模块、电动阀、通讯接口模块、数字I/O模块、显示模块和智能仪表信号采集模块；所述通讯接口模块包括RS485通讯接口模块和RS232通讯接口模块；所述单片机分别与电源模块、模拟量输出模块和数字I/O模块连接；所述智能仪表信号采集模块通过RS485通讯接口模块与单片机连接；所述显示模块通过RS232通讯接口模块与单片机 连接；所述模拟量输出模块的输入端与单片机连接，输出端与电动阀连接。该控制系统能够克服烟气阀门控制、汽包水位动态控制、凝汽器和除氧器水位动态控制三大难题，系统稳定可靠，具有控制系统的小型化、低能耗、低成本与可扩展性强的等优势。

Control system of low quality waste heat recovery power generation device

The invention discloses a control system of low quality waste heat recovery power generation device, which is characterized in that the system consists of microcomputer, power supply module, analog output module, electric valve, communication interface module, I/O module, digital display module and intelligent instrument signal acquisition module; the communication interface module includes a module and RS232 communication interface module RS485 communication interface; the singlechip is respectively connected with the power supply module, analog output module and digital I/O module; the intelligent instrument signal acquisition module through the RS485 communication interface module connected with the singlechip; the display module through the RS232 communication interface module connected with the singlechip; the analog output module of the input end is connected with a single chip microcomputer the output end is connected with an electric valve. The control system can overcome the flue gas valve control, dynamic control, water level of condenser and deaerator water level dynamic control of three major problems, the system is stable and reliable, miniaturization and control system with low energy consumption, low cost and good scalability advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种低品质余热回收发电装置的控制系统
本专利技术涉及工业控制
，具体为一种低品质余热回收发电装置的控制系统。
技术介绍
目前，工业余热是工业生产中分布面广、应用潜力大的一种常规可回收能源。在工业生产中，存在着大量的余热资源，包括烟气、蒸汽和热水等，这些资源分布广泛，普遍存在于各行各业中。余热资源的产生是由于工业生产过程中消耗煤炭、石油以及各种可燃气排放的资源，属于二次能源。随着国家经济的发展和煤、石油等燃料的消耗增加，工业余热能源的排放量势必大量增加，其中蕴含的潜在能源若不加以回收利用，将造成能源的巨大浪费。现在大部分余热回收发电装置主要是回收高温余热(＞500℃)，一些较成熟的低温余热资源(＜350℃)回收发电设备装机容量均为200KW及以上。现有的低温余热发电装置控制系统的专利中，不能有效控制汽包、除氧器等装置的水位，导致装置如罗茨动力机叶片损坏严重，安全性比较低。目前低品质余热回收发电装置的功率为100kW，可实现低温余热资源的压力值低于0.8Mpa、流量低于2t/h、温度低于200℃的低温余热回收发电装置还没有成熟、稳定的控制系统。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种低品质余热回收发电装置的控制系统。该系统为嵌入式系统，系统稳定可靠，具有控制系统的小型化、低能耗、低成本与可扩展性强的等优势。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于该系统包括单片机、电源模块、模拟量输出模块、电动阀、通讯接口模块、数字I/O模块、显示模块和智能仪表信号采集模块；所述通讯接口模块包括RS485通讯接口模块和RS232通讯接口模块；所述数字I/O模块包括开关量输入接口电路、编码器信号输入接口电路、继电器输出接口电路和指示灯输出接口电路；所述智能仪表信号采集模块包括液位传感器、电能质量监测仪、压力传感器、流量传感器、温度传感器和测速编码器；所述单片机分别与电源模块、模拟量输出模块和数字I/O模块连接；所述智能仪表信号采集模块通过RS485通讯接口模块与单片机连接；所述显示模块通过RS232通讯接口模块与单片机连接；所述模拟量输出模块的输入端与单片机连接，输出端与电动阀连接；所述电源模块为整个系统供电；所述电动阀安装在低品质余热回收发电装置的管路上，用于控制管路的开闭程度；开关量输入接口电路是单片机与系统中的开关原件的连接通道；编码器信号输入接口电路作用是将低品质余热回收发电装置中的发电机的转速信息转化为电信号反馈到单片机上；继电器输出接口电路作用是以低压信号控制高压信号实现对低品质余热回收发电装置中的部件的启停控制；指示灯输出接口电路用于检查系统电路是否导通；所述液位传感器用于实时监测低品质余热回收发电装置中的部件的水位情况；所述电能质量监测仪用于监测低品质余热回收发电装置中的发电机的电能的状况；所述压力传感器、流量传感器和温度传感器均分布在低品质余热回收发电装置的管路上，用于实时监测对应管路的温度、压力和流量情况；所述测速编码器用于将发电机的转速信息转化为电信号输入并反馈到单片机上。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：(1)该控制系统为嵌入式系统，系统稳定可靠，具有控制系统的小型化、低能耗、低成本与可扩展性强的等优势。(2)该控制系统能够克服低品质余热回收发电中存在的三个难点，即烟气阀门控制、汽包水位动态控制、凝汽器和除氧器水位动态控制，改善系统大时滞性、非线性的动态特性，能够有效提高整个系统的安全性。能够有效地实现凝汽器和除氧器水位动态控制调节，缩短调节时间，提高其稳定性。通过控制汽包水位动态控制，有效避免含水量过高的蒸汽进入罗茨式动力机，从而能够有效的减缓叶片的腐蚀，水分的混入保证蒸汽温度的稳定，提高对发电设备运行的经济性与安全性。(3)该控制系统以C8051F040单片机核心，实现了显示模块与单片机之间通过RS232总线的实时通信。智能仪表信号采集模块采用的原件均为数字化输出传感器，均可输出RS485信号，且该类传感器可在复杂多干扰环境下安全可靠的工作，适合于现代电磁污染严重的环境使用。附图说明图1是本专利技术低品质余热回收发电装置的控制系统一种实施例的整体结构示意框图；(图中：1、单片机；2、电源模块；3、模拟量输出模块；4、电动阀；5、通讯接口模块；6、数字I/O模块；7、显示模块；8、智能仪表信号采集模块；51、RS485通讯接口模块；52、RS232通讯接口模块；53、CAN总线接口模块；61、开关量输入接口电路；62、编码器信号输入接口电路；63、继电器输出接口电路；64、指示灯输出接口电路；81、液位传感器；82、电能质量监测仪；83、压力传感器；84、流量传感器；85、温度传感器；86、测速编码器)图2是本专利技术低品质余热回收发电装置的控制系统一种实施例的被控制对象低品质余热回收发电装置的整体结构示意图；(图中：101、热管蒸汽发生器；102、汽包；103、储气罐；104、罗茨式动力机；105、发电机；106、凝汽器；107、补水箱；108、除氧器；109、省煤器)具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本专利技术提供了一种低品质余热回收发电装置的控制系统(简称系统，参见图1)，包括单片机1、电源模块2、模拟量输出模块3、电动阀4、通讯接口模块5、数字I/O模块6、显示模块7和智能仪表信号采集模块8；所述通讯接口模块5包括RS485通讯接口模块51、RS232通讯接口模块52和CAN总线接口模块53；所述数字I/O模块6包括开关量输入接口电路61、编码器信号输入接口电路62、继电器输出接口电路63和指示灯输出接口电路64；所述智能仪表信号采集模块8包括液位传感器81、电能质量监测仪82、压力传感器83、流量传感器84、温度传感器85和测速编码器86；所述单片机1分别与电源模块2、模拟量输出模块3和数字I/O模块6连接；单片机1的型号为Cygnal公司的51系列单片机C8051F040；所述智能仪表信号采集模块8通过RS485通讯接口模块51与单片机1连接；所述RS485通讯接口模块51实现多现场仪器仪表信号的实时采集与远距离传输；所述显示模块7通过RS232通讯接口模块52与单片机1连接，实现单片机1与显示模块7之间的通讯；所述模拟量输出模块3的输入端与单片机1连接，输出端与电动阀4连接；所述CAN总线通讯接口53用于系统与工厂网络预留之间的分布式连接；工厂网络预留是为了增加新设备时不用增加硬件成本而设置的；CAN总线是系统新增外接部件时，部件与系统之间、部件之间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息；所述电源模块2为整个系统供电，提供24V、5V和3.3V的三种直流电源；所述电源模块2核心芯片为LM7812CT、LM7805CT及AMS1117。所述模拟量输出模块3采用美国德州仪器公司的12位分辨率的DAC扩展芯片，型号为DAC7568，用于扩展DAC通道，实现对电动阀4的精确控制。所述电动阀4安装在低品质余热回收发电装置的管路上；电动阀4接收单片机1的信号来控制电动阀的开闭，实现对管路的流量控制，调整管路流体压力、流量及方向，以实现装置的安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于该系统包括单片机、电源模块、模拟量输出模块、电动阀、通讯接口模块、数字I/O模块、显示模块和智能仪表信号采集模块；所述通讯接口模块包括RS485通讯接口模块和RS232通讯接口模块；所述数字I/O模块包括开关量输入接口电路、编码器信号输入接口电路、继电器输出接口电路和指示灯输出接口电路；所述智能仪表信号采集模块包括液位传感器、电能质量监测仪、压力传感器、流量传感器、温度传感器和测速编码器；所述单片机分别与电源模块、模拟量输出模块和数字I/O模块连接；所述智能仪表信号采集模块通过RS485通讯接口模块与单片机连接；所述显示模块通过RS232通讯接口模块与单片机连接；所述模拟量输出模块的输入端与单片机连接，输出端与电动阀连接；所述电源模块为整个系统供电；所述电动阀安装在低品质余热回收发电装置的管路上，用于控制管路的开闭程度；开关量输入接口电路是单片机与系统中的开关原件的连接通道；编码器信号输入接口电路作用是将低品质余热回收发电装置中的发电机的转速信息转化为电信号反馈到单片机上；继电器输出接口电路作用是以低压信号控制高压信号实现对低品质余热回收发电装置中的部件的启停控制；指示灯输出接口电路用于检查系统电路是否导通；所述液位传感器用于实时监测低品质余热回收发电装置中的部件的水位情况；所述电能质量监测仪用于监测低品质余热回收发电装置中的发电机的电能的状况；所述压力传感器、流量传感器和温度传感器均分布在低品质余热回收发电装置的管路上，用于实时监测对应管路的温度、压力和流量情况；所述测速编码器用于将发电机的转速信息转化为电信号输入并反馈到单片机上。...

【技术特征摘要】
1.一种低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于该系统包括单片机、电源模块、模拟量输出模块、电动阀、通讯接口模块、数字I/O模块、显示模块和智能仪表信号采集模块；所述通讯接口模块包括RS485通讯接口模块和RS232通讯接口模块；所述数字I/O模块包括开关量输入接口电路、编码器信号输入接口电路、继电器输出接口电路和指示灯输出接口电路；所述智能仪表信号采集模块包括液位传感器、电能质量监测仪、压力传感器、流量传感器、温度传感器和测速编码器；所述单片机分别与电源模块、模拟量输出模块和数字I/O模块连接；所述智能仪表信号采集模块通过RS485通讯接口模块与单片机连接；所述显示模块通过RS232通讯接口模块与单片机连接；所述模拟量输出模块的输入端与单片机连接，输出端与电动阀连接；所述电源模块为整个系统供电；所述电动阀安装在低品质余热回收发电装置的管路上，用于控制管路的开闭程度；开关量输入接口电路是单片机与系统中的开关原件的连接通道；编码器信号输入接口电路作用是将低品质余热回收发电装置中的发电机的转速信息转化为电信号反馈到单片机上；继电器输出接口电路作用是以低压信号控制高压信号实现对低品质余热回收发电装置中的部件的启停控制；指示灯输出接口电路用于检查系统电路是否导通；所述液位传感器用于实时监测低品质余热回收发电装置中的部件的水位情况；所述电能质量监测仪用于监测低品质余热回收发电装置中的发电机的电能的状况；所述压力传感器、流量传感器和温度传感器均分布在低品质余热回收发电装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳军，王新，肖艳春，张宗华，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12