汽包水位调节仪制造技术

本发明专利技术涉及一种汽包水位调节仪，其包括：微处理器，可接收外部输入的信号及发出相应的控制指令；模拟量输入通道，用于外部模拟量输入，并将输入的模拟量转换为数字量；开关量输入通道，用于外部开关量的输入；模拟量输出通道，用于输出标准的模拟量控制信号；开关量输出通道，用于输出开关量控制信号；液晶显示器，用于实时显示水位曲线及与水位变化相关的物理量参数；指示灯器件，可指示调节仪所需电源供电状态、给水阀门执行器或给水泵的运行状态、高／低水位报警、线路故障等信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽包水位调节仪，更准确地说，涉及一种电站锅炉汽包水位调节仪。
技术介绍
维持锅炉汽包水位正常，是保证锅炉安全运行的重要条件之一。汽包水位过高， 会使进入过热器的蒸汽水分含量增加，轻则使过热器内壁结垢而导致过热器过热烧 坏，重则使进入汽机的蒸汽带水导致汽机叶片损坏；汽包水位过低，则可能破坏水 冷壁管的循环工况，造成水冷壁管因缺水而烧坏。此外，汽包水位对象在蒸汽流量 扰动下包含有很大的虚假成分。目前使用的锅炉汽包水位调节仪表有DDZ型仪表、组装仪表、智能仪表。 DDZ型仪表，仅能在设计工况下运行，不能判断外接传感器或测量装置是否出 现故障，对虛假水位不能准确判断，对水位调节存在一定的影响，控制效果不十分 理想。组装仪表一般由三个PI调节器组成串级控制系统，适用于大机组，存在系统 的组态不灵活、结构复杂、不能判断外接传感器或测量装置是否故障等缺点，控制 质量仍较差，控制效果不十分理想。智能仪表，应用微处理器，可模拟人的思维，在虚假水位期间停止水位调节操 作。检索到的国产三冲量智能仪表是东辉智能仪器有限公司的DY2000-GL(F)，无 开关量输入，不能判断传感器或测量装置是否故障，支持的通讯方式未采用现场总 线，不适用于大机组。该仪表的具体实现方法未见介绍。未搜索到其它与电站锅炉 汽包水位调节相关的智能仪表。锅炉汽包水位调节除了使用仪表外，还有应用PLC、计算机构成的汽包水位自 动调节系统，其缺点是投资大、结构复杂。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是解决上述仪表和系统存在的问题，提供一种应用微 处理器的汽包水位调节仪，其有多通道模拟量和开关量输入/输出，在传感器或测量 装置故障时容易发现不正常情况，适用范围广。技术方案为了达到上述目的，本专利技术提供一种汽包水位调节仪，其包括微 ^理器，可根据输入信号及设定的参数和内置的控制程序，输出控制信号，实现汽 包水位自动调节等功能；模拟量输入通道，用于将外部传感器的模拟量信号传输给 微处理器；开关量输入通道，用于将外部的开关量信号传输给微处理器；模拟量输 出通道，用于将微处理器发出的模拟量控制指令传输给外部的控制对象；开关量输 出通道，用于将微处理器发生的开关量控制指令传输给外部相应的控制对象；液晶 显示器和指示灯显示器件，用于显示相关信息；按键，用于设置参数和选择控制方 法；现场总线通信接口，用于与其它同类型的现场总线仪表、上位管理层计算机相 连。模拟量输入顺序经信号调理器、A/D转换器与微处理器的信号输入端直接相连， 开关量输入经第一光电隔离器与微处理器的开关量信号输入端相连，微处理器的模 拟量输出顺序经外部D/A转换器、抗千扰隔离器输出，微处理器的开关量输出顺序 通过第二光电隔离器输出；RS485通信模块、按键、指示灯、LCD显示器、现场总 线CAN通信模块分别与微处理器相连，电源模块分别与以上各部分相连。信号调理器中的电压跟随电路的输出端1脚，经第六电阻接A/D转换器中的模 数转换电路的输入端VI即33脚，A/D转换器中的转换结果输出电路的 "DB0 DB15"端与微处理器中的微处理电路的数据总线"D0 D15"直接相连；微 处理电路的数据总线"D0 D15"接D/A转换器中D/A转换电路的"PID0 PID15" 端，D/A转换电路的输出端经电抗器经抗干扰隔离器中抗干扰隔离电路的输入端。微处理器中的微处理电路的串行通信引脚、通用I/O引脚、低8位数据总线及读 写控制线、CAN总线引脚分别接RS485通信模块、按键、指示灯、LCD显示器、 现场总线CAN通信模的485通信模块的收、发、使能端，典型按键电路的输入端， 典型发光二极管显示电路的控制端，LCD显示模块的数据线、控制线，现场总线 CAN通信模块的收/发端。有益效果传感器或测量装置可选择输出信号是电流型或电压型的，控制对象 可选择控制信号为模拟量或开关量的，因此不管连接的是哪种类型的传感器或测量 装置、哪种控制方式的控制对象都可以。根据对微处理器程序的修改，可增加汽包水位调节的方法，或改进现有的调节 方法。当所用的传感器或测量装置的模拟量输出信号由电流型改为电压型时，可通过 简单的设置将输入的电流信号转换成电压信号；当控制对象所需的控制信号类型发 生变化时，根据不同的控制对象输出相应的控制信号，因此具有通用性。应用微处理器，采用液晶显示，结合按键可实现由PLC或计算机构成的汽包水 位调节系统的功能，但成本却大大减小。支持现场总线方式通讯方式，与当前的现场总线仪表/装置的发展相吻合。应用微处理器，可事先预置几种控制方式供用户选择，也能根据实际功能的增 加或改变，修改微处理器中的程序或更换使用中的微处理器，从而易于改进其功能。附图说明图1是说明本专利技术的汽包水位调节仪的框图，图2是表示对应本专利技术一实施例的模拟量输入通道中信号调理器3、 A/D转换 器4的电路图，图3是表示对应本专利技术一实施例的模拟量输出通道中D/A转换器6、抗干扰隔 离器7的电路图，图4是表示对应本专利技术一实施例的开关量输入/输出通道中第一光电隔离器5、第二光电隔离器8的电路图，图5是表示对应本专利技术一实施例的RS485总线通信模块9的电路图， 图6是表示对应本专利技术一实施例的现场总线CAN通信模块13的电路图， 图7是表示对应本专利技术一实施例的微处理器与LCD显示器12的接口电路图，以及微处理器与RS485通信模块9、按键10、指示灯11、现场总线CAN通信模块13、开关量输入/输出的接口引脚网络标号图。以上的图中有电源模块l、微处理器2、信号调理器3、 A/D转换器4、第一光电隔离器5、 D/A转换器6、抗干扰隔离器7、第二光电隔离器8、 RS485通信模 块9、按键IO、指示灯ll、 LCD显示器12、现场总线CAN通信模块13。具体实施例方式现在仔细参看本专利技术实施例和附图所示其范例。在说明本专利技术时，相同的解释 从略。参看图1,电源模块1向微处理器2、信号调理器3、 A/D转换器4、第一光电 隔离器5、 D/A转换器6、抗扰隔离器7、第二光电隔离器8、 RS485通信模块9、 按键IO、指示灯ll、 LCD显示器12、现场总线CAN通信模块13等供电。模拟量 /开关量输入信号，分别经由信号调理器3、 A/D转换器4组成的模拟量输入通道和 由第一光电隔离器5构成的开关量输入通道传送至微处理器，微处理器根据输入的 信号对水位进行调节控制或报警控制或保护控制，并进行LCD显示和指示灯指示 及远程通信。微处理器将水位调节指令经由D/A转换器6、抗扰隔离器7组成的模 拟量输出通道或由第二光电隔离器8构成的开关量输出通道传送至外部的控制对 象，将报警信号或保护信号经开关量输出通道传送至外部报警/保护单元。微处理器 通过与按键IO、指示灯ll、 LCD显示器12，实现实时数据显示、参数设置、相关 状态指示等功能。微处理器通过RS485通信模块9、现场总线CAN通信模块13， 实现基于485总线、CAN现场总线的远程通信。参看图2来更具体地说明图1中的模拟量输入通道，外部传感器或测量装置输 出的模拟量信号一端接调节仪的AinGnD接线端子，另一端经调节仪的一输入端子 与第一电阻R1、第二电阻R2相连，第一电阻R1再接第一开关Sl,第一开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽包水位调节仪，其特征是：模拟量输入顺序经信号调理器（３）、Ａ／Ｄ转换器（４）与微处理器（２）的信号输入端直接相连，开关量输入经第一光电隔离器（５）与微处理器（２）的开关量信号输入端相连，微处理器（２）的模拟量输出顺序经外部Ｄ／Ａ转换器（６）、抗干扰隔离器（７）输出，微处理器（２）的开关量输出顺序通过第二光电隔离器（８）输出；ＲＳ４８５通信模块（９）、按键（１０）、指示灯（１１）、ＬＣＤ显示器（１２）、现场总线ＣＡＮ通信模块（１３）分别与微处理器（２）相连，电源模块（１）分别与以上各部分相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄巧亮，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]