一种斯特林发动机的自动控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种斯特林发动机的自动控制系统及其控制方法，涉及发动机自动化控制技术领域；该系统包括可编程控制器、触摸屏、工控机、控制电路、测量变送器、供电电路；该控制系统对多缸自由活塞式斯特林发动机的各个缸体的气压、温度实时监测，控制启停，并通过电磁泵对各个缸体输送燃料，实现了多缸自由活塞式斯特林发动机自动控制运行，同时通过针对发动机工作特点采用一套完善的控制方法，降低了发动机故障率，同时可根据历史数据提前做出故障预判，延长发动机工作寿命。

An Automatic Control System of Stirling Engine and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种斯特林发动机的自动控制系统及其控制方法
本专利技术涉及发动机自动化控制
，具体涉及一种斯特林发动机的自动控制系统及其控制方法。
技术介绍
公开号为CN206175085U，授权公告日为2017年05月17的中国技术专利“一种模块化多缸自由活塞式斯特林发动机”，公开了一种多缸自由活塞式斯特林发动机，该发动机在工作时，需按顺序启动各个缸体，为了提高发动机的工作寿命，要实时监测各个缸体的工作状态，运行温度、气压等参数，一般的方法是设置相关测量仪表和控制设备，人工启停并定期进行检查，这种方法自动化程度不高，费时费力，发动机易出现故障，限制了该种发动机的大规模使用。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种斯特林发动机的自动控制系统及其控制方法，该控制系统对多缸自由活塞式斯特林发动机的各个缸体的气压、温度实时监测，控制启停，并通过电磁泵对各个缸体输送燃料，实现了多缸自由活塞式斯特林发动机自动控制运行，同时通过针对发动机工作特点采用一套完善的控制方法，降低了发动机故障率，延长发动机的使用寿命，解决了一般的方法自动化程度不高，费时费力，发动机易出现故障，限制了该种发动机的大规模使用的问题。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种斯特林发动机的自动控制系统，一种斯特林发动机的自动控制系统，包括可编程控制器、触摸屏、工控机、控制电路、测量变送器、供电电路；所述的供电电路为系统中可编程控制器、触摸屏、工控机、控制电路、测量变送器提供电能；所述的可编程控制器包括CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块A、数字量输出模块B、模拟量输出模块、模拟量输入模块A、模拟量输入模块B、模拟量输入模块C；所述的触摸屏、工控机分别通过以太网接口与可编程控制器的CPU模块连接；所述的控制电路包括风扇/照明/气泵控制电路、电磁给料泵控制电路、供风风机控制电路、排风风机控制电路、预热控制电路、点火开关控制电路；所述的控制电路与数字量输入模块、数字量输出模块A、数字量输出模块B、模拟量输出模块、模拟量输入模块C连接；所述的测量变送器包括温度变送器、压力变送器、流量变送器；所述的测量变送器与模拟量输入模块A、模拟量输入模块B连接。优选的，所述的供电电路接入AC220V电源，在供电电路中AC220V电源进线上设置有浪涌保护开关L1，浪涌保护开关L1后端接有两条相互并联的支路，其中一条支路由AC220V电源L端依次串联有接触器KM1的一组常闭触点、按钮SW1、指示灯H1、接触器KM2控制线圈到达AC220V电源N端，同时按钮SW1上并联有接触器KM2的一组触点；另一条支路上在AC220V电源L、N线路上依次安装有KM1的两组常闭触点、断路器Q1、滤波器FI1，滤波器FI1后端的AC220V电源L端接有KM2的一组常开触点，KM2的常开触点后端的AC220V电源L端以及滤波器FI1后端的AC220V电源N端上依次并联有断路器Q8、断路器Q7、断路器Q6、断路器Q5、断路器Q4、断路器Q3、断路器Q2，7个断路器；断路器Q2后端接工控机，断路器Q3后端接有DC24V电源、风扇/照明/气泵控制电路，断路器Q4后端接电磁给料泵控制电路，断路器Q5后端接供风风机控制电路，断路器Q6后端接排风风机控制电路，断路器Q7后端接预热控制电路，断路器Q8后端接点火开关控制电路；实现了对控制电路的供电；接触器KM1的线圈一端与数字量输出模块的DO9连接，另一端接地；DC24V电源后端连接可编程控制器、触摸屏、温度变送器、压力变送器、流量变送器，实现了对可编程控制器、触摸屏、测量变送器的供电；在断路器Q3和断路器Q4之间的AC220V电源L、N线路上串联有不间断电源V1，实现断电时对工控机、DC24V电源、风扇/照明/气泵控制电路的正常供电。优选的，所述的风扇/照明/气泵控制电路包括气泵、风扇、照明三条控制回路，气泵控制回路中从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有接触器KM9一组常开触点、气泵M7，接触器KM9的控制线圈一端与数字量输出模块B的D08连接，另一端接地；风扇控制回路中从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有接触器KM1的一组常闭触点、按钮SW2、接触器KM3的线圈、风扇M8，其中按钮SW2上并联有接触器KM3的一组常开触点；照明控制回路中从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有开端S1、照明灯H0；所述的点火开关控制电路从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有接触器KM10一组常开触点、点火开关FF；接触器KM10的控制线圈一端与数字量输出模块B的D07连接，另一端接地。优选的，所述的电磁给料泵控制包括变频器VVVF1、整流电路V2、电磁泵M1-M6；所述的变频器VVVF1的L、N端接入AC220V电源，COM端接地；变频器VVVF1的L1、L2接整流电路V2，整流电路V2后端并联电磁泵M1-M6；变频器VVVF1的DI1-DI4与DC24V电源之间分别接有继电器KA1-KA4的触点；继电器KA1-KA4的线圈一端与数字量输出模块A的DO0-DO3端连接，另一端接地；数字量输出模块A通过控制KA1-KA4的线圈来控制继电器KA1-KA4的触点，继而实现对变频器VVVF1的控制，继电器KA1-KA4触点的开关信号的分别实现电磁泵M1-M6启停、反转、故障应答、正转；所述的变频器VVVF1的DO1+、DO2_NO端分别与数字量输入模块DI1、DI2端连接；所述的变频器VVVF1的AI1+\0两端与模拟量输出模块的AO:0+/AO:0-连接；所述的变频器VVVF1的A01/0V两端与模拟量输入模块C的AI:0+/AI:0-连接。优选的，所述的供风风机控制电路包括变频器VVVF2、供风风机M9；所述的变频器VVVF2的L、N端接入AC220V电源，COM端接地；变频器VVVF2的L1、L2接供风风机M9；变频器VVVF2的DI1-DI4与DC24V电源之间分别接有继电器KA5-KA8的触点；继电器KA5-KA8的线圈一端与数字量输出模块A的DO4-DO7端连接，另一端接地；数字量输出模块A通过控制KA5-KA8的线圈来控制继电器KA5-KA8的触点，继而实现对变频器VVVF2的控制，继电器KA5-KA8触点的开关信号的分别实现供风风机M9启停、反转、故障应答、正转；所述的变频器VVVF2的DO1+、DO2_NO端分别与数字量输入模块DI3、DI4端连接；所述的变频器VVVF2的AI1+\0两端与模拟量输出模块的AO:1+/AO:1-连接；所述的变频器VVVF2的A01/0V两端与模拟量输入模块C的AI:1+/AI:1-连接。优选的，所述的排风风机控制电路包括变频器VVVF3、排风风机M10；所述的变频器VVVF3的L、N端接入AC220V电源，COM端接地；变频器VVVF3的L1、L2接排风风机M10；变频器VVVF3的DI1-DI4与DC24V电源之间分别接有继电器KA9-KA12的触点；继电器KA9-KA12的线圈一端与数字量输出模块A的DO8-DO11端连接，另一端接地；数字量输出模块A通过控制KA9-KA12的线圈来控制继电器KA9-KA12的触点，继而实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斯特林发动机的自动控制系统，包括可编程控制器、触摸屏、工控机、控制电路、测量变送器、供电电路；其特征在于：所述的供电电路为系统中可编程控制器、触摸屏、工控机、控制电路、测量变送器提供电能；所述的可编程控制器包括CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块A、数字量输出模块B、模拟量输出模块、模拟量输入模块A、模拟量输入模块B、模拟量输入模块C；所述的触摸屏、工控机分别通过以太网接口与可编程控制器的CPU模块连接；所述的控制电路包括风扇/照明/气泵控制电路、电磁给料泵控制电路、供风风机控制电路、排风风机控制电路、预热控制电路、点火开关控制电路；所述的控制电路与数字量输入模块、数字量输出模块A、数字量输出模块B、模拟量输出模块、模拟量输入模块C连接；所述的测量变送器包括温度变送器、压力变送器、流量变送器；所述的测量变送器与模拟量输入模块A、模拟量输入模块B连接。

【技术特征摘要】
1.一种斯特林发动机的自动控制系统，包括可编程控制器、触摸屏、工控机、控制电路、测量变送器、供电电路；其特征在于：所述的供电电路为系统中可编程控制器、触摸屏、工控机、控制电路、测量变送器提供电能；所述的可编程控制器包括CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块A、数字量输出模块B、模拟量输出模块、模拟量输入模块A、模拟量输入模块B、模拟量输入模块C；所述的触摸屏、工控机分别通过以太网接口与可编程控制器的CPU模块连接；所述的控制电路包括风扇/照明/气泵控制电路、电磁给料泵控制电路、供风风机控制电路、排风风机控制电路、预热控制电路、点火开关控制电路；所述的控制电路与数字量输入模块、数字量输出模块A、数字量输出模块B、模拟量输出模块、模拟量输入模块C连接；所述的测量变送器包括温度变送器、压力变送器、流量变送器；所述的测量变送器与模拟量输入模块A、模拟量输入模块B连接。2.根据权利要求1所述的一种斯特林发动机的自动控制系统，其特征在于：所述的供电电路接入AC220V电源，在供电电路中AC220V电源进线上设置有浪涌保护开关L1，浪涌保护开关L1后端接有两条相互并联的支路，其中一条支路由AC220V电源L端依次串联有接触器KM1的一组常闭触点、按钮SW1、指示灯H1、接触器KM2控制线圈到达AC220V电源N端，同时按钮SW1上并联有接触器KM2的一组触点；另一条支路上在AC220V电源L、N线路上依次安装有KM1的两组常闭触点、断路器Q1、滤波器FI1，滤波器FI1后端的AC220V电源L端接有KM2的一组常开触点，KM2的常开触点后端的AC220V电源L端以及滤波器FI1后端的AC220V电源N端上依次并联有断路器Q8、断路器Q7、断路器Q6、断路器Q5、断路器Q4、断路器Q3、断路器Q2，7个断路器；断路器Q2后端接工控机，断路器Q3后端接有DC24V电源、风扇/照明/气泵控制电路，断路器Q4后端接电磁给料泵控制电路，断路器Q5后端接供风风机控制电路，断路器Q6后端接排风风机控制电路，断路器Q7后端接预热控制电路，断路器Q8后端接点火开关控制电路；实现了对控制电路的供电；接触器KM1的线圈一端与数字量输出模块的DO9连接，另一端接地；DC24V电源后端连接可编程控制器、触摸屏、温度变送器、压力变送器、流量变送器，实现了对可编程控制器、触摸屏、测量变送器的供电；在断路器Q3和断路器Q4之间的AC220V电源L、N线路上串联有不间断电源V1，实现断电时对工控机、DC24V电源、风扇/照明/气泵控制电路的正常供电。3.根据权利要求1所述的一种斯特林发动机的自动控制系统，其特征在于：所述的风扇/照明/气泵控制电路包括气泵、风扇、照明三条控制回路，气泵控制回路中从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有接触器KM9一组常开触点、气泵M7，接触器KM9的控制线圈一端与数字量输出模块B的D08连接，另一端接地；风扇控制回路中从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有接触器KM1的一组常闭触点、按钮SW2、接触器KM3的线圈、风扇M8，其中按钮SW2上并联有接触器KM3的一组常开触点；照明控制回路中从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有开端S1、照明灯H0；所述的点火开关控制电路从AC220V电源L端到AC220V电源N端依次串联有接触器KM10一组常开触点、点火开关FF；接触器KM10的控制线圈一端与数字量输出模块B的D07连接，另一端接地。4.根据权利要求1所述的一种斯特林发动机的自动控制系统，其特征在于：所述的电磁给料泵控制包括变频器VVVF1、整流电路V2、电磁泵M1-M6；所述的变频器VVVF1的L、N端接入AC220V电源，COM端接地；变频器VVVF1的L1、L2接整流电路V2，整流电路V2后端并联电磁泵M1-M6；变频器VVVF1的DI1-DI4与DC24V电源之间分别接有继电器KA1-KA4的触点；继电器KA1-KA4的线圈一端与数字量输出模块A的DO0-DO3端连接，另一端接地；数字量输出模块A通过控制KA1-KA4的线圈来控制继电器KA1-KA4的触点，继而实现对变频器VVVF1的控制，继电器KA1-KA4触点的开关信号的分别实现电磁泵M1-M6启停、反转、故障应答、正转；所述的变频器VVVF1的DO1+、DO2_NO端分别与数字量输入模块DI1、DI2端连接；所述的变频器VVVF1的AI1+\0两端与模拟量输出模块的AO:0+/AO:0-连接；所述的变频器VVVF1的A01/0V两端与模拟量输入模块C的AI:0+/AI:0-连接。5.根据权利要求1所述的一种斯特林发动机的自动控制系统，其特征在于：所述的供风风机控制电路包括变频器VVVF2、供风风机M9；所述的变频器VVVF2的L、N端接入AC220V电源，COM端接地；变频器VVVF2的L1、L2接供风风机...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玺，肖炀，庞景文，路伟，白应朕，
申请(专利权)人：青海新源动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63