龔錦豐

（常熟協(xié)順紡織制衣有限公司，江蘇常熟 215553）

導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器是目前使用的新一代高效換熱設(shè)備，常熟協(xié)順紡織制衣有限公司用它替代蒸汽鍋爐向車間提供蒸汽，用于服裝面料的定型及后整理等工序。它需要性能優(yōu)良的電氣自動(dòng)控制裝置與之配套，傳統(tǒng)的電氣控制裝置由于是人工控制，效率較差且安全性能低，操作人員需要時(shí)刻注意導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器的水位高低和壓力大小，一不小心就會(huì)出現(xiàn)過壓及無水位運(yùn)行的情況。特別是無水位運(yùn)行對(duì)導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器的使用安全及使用壽命有相當(dāng)大的影響。[1-4]

1 基本原理

本課題探討的是導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器電氣自動(dòng)控制裝置，包括水位取樣電路、水位控制電路、水泵、低水位保護(hù)電路、壓力取樣電路、壓力控制電路、氣動(dòng)閥和電源電路。電源電路為各個(gè)電路供電，連接水泵、氣動(dòng)閥、水位取樣電路和壓力取樣電路與導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器。水位取樣電路和壓力取樣電路又分別與水位控制電路和壓力控制電路連接，水位控制電路與水泵和低水位保護(hù)電路連接，低水位保護(hù)電路和壓力控制電路與氣動(dòng)閥連接。

電源電路的輸入端的一端與保險(xiǎn)絲FU1連接后接電網(wǎng)的相線R，另一端接零線N，其輸出端的正極端輸出直流電源+24 V，負(fù)極端接地。原理見圖1，電氣自動(dòng)控制電路的電原理見圖2。

圖 1 原理框圖

圖2 電氣自動(dòng)控制電路的電原理圖

1.1 水位取樣電路

水位取樣電路由水位計(jì)W組成。水位計(jì)W的電源接口接直流電源+24 V，其低水位觸點(diǎn)與水位控制電路中的繼電器J1的線圈的一端連接，其高水位觸點(diǎn)與水位控制電路中的繼電器J2的線圈的一端連接。

1.2 水位控制電路

水位控制電路包括繼電器J1、J2、過熱保護(hù)繼電器FR、接觸器KM1、低水位指示燈T1和高水位指示燈T2。繼電器J1的常開觸點(diǎn)的一端與壓力控制電路中繼電器J3的第一常開觸點(diǎn)的一端連接，繼電器J1的常開觸點(diǎn)的另一端與氣動(dòng)閥連接，繼電器J1的第一常閉觸點(diǎn)的一端與低水位指示燈T1的一端連接。繼電器J2的常開觸點(diǎn)的一端與高水位指示燈T2的一端連接，繼電器J1的第二常閉觸點(diǎn)的一端和接觸器KM1的常開觸點(diǎn)的一端連接后接繼電器J2的常閉觸點(diǎn)的一端，繼電器J2的常閉觸點(diǎn)的另一端與接觸器KM1的線圈的一端連接。接觸器KM1的線圈的另一端與過熱保護(hù)繼電器FR的一端連接，過熱保護(hù)繼電器FR的另一端與水泵連接，繼電器J2的常開觸點(diǎn)的另一端接直流電源+24 V，繼電器J1的第一常閉觸點(diǎn)的另一端、繼電器J1的第二常閉觸點(diǎn)的另一端。接觸器KM1的常開觸點(diǎn)的另一端與保險(xiǎn)絲FU1連接后接入電網(wǎng)相線R，繼電器J1、J2的線圈的另一端、高水位指示燈T2和低水位指示燈T1的另一端共同接地。

1.3 低水位保護(hù)電路

低水位保護(hù)電路由水位控制電路中的繼電器J1的第一常閉觸點(diǎn)、常開觸點(diǎn)和氣動(dòng)閥組成。繼電器J1的第一常閉觸點(diǎn)兩端分別與電源電路和低水位指示燈T1連接，常開觸點(diǎn)兩端分別與壓力控制電路中的繼電器J3的常開觸點(diǎn)和氣動(dòng)閥連接。

1.4 壓力取樣電路

壓力取樣電路由電接點(diǎn)蒸汽壓力表G組成。其動(dòng)觸點(diǎn)接直流電源+24 V，低壓觸點(diǎn)與壓力控制電路中的繼電器J4的常閉觸點(diǎn)的一端連接，高壓觸點(diǎn)與壓力控制電路中的繼電器J4的線圈的一端連接。

1.5 壓力控制電路

壓力控制電路包括繼電器J3、J4、低壓指示燈T3和高壓指示燈T4。繼電器J3的第三常開觸點(diǎn)的一端與低壓指示燈T3的一端連接，繼電器J3的第二常開觸點(diǎn)的一端與壓力取樣電路中電接點(diǎn)蒸汽壓力表G的低壓觸點(diǎn)連接后接繼電器J4的常閉觸點(diǎn)的一端。繼電器J4的常開觸點(diǎn)的一端與高壓指示燈T4的一端連接，繼電器J4的常閉觸點(diǎn)的另一端與繼電器J3的線圈的一端連接。繼電器J3的第一常開觸點(diǎn)的一端與低水位保護(hù)電路中繼電器J1的常開觸點(diǎn)的一端連接，繼電器J3的第一常開觸點(diǎn)的另一端與保險(xiǎn)絲FU1連接后接入電網(wǎng)相線R。繼電器J3的第三常開觸點(diǎn)的另一端、繼電器J3的第二常開觸點(diǎn)的另一端、繼電器J4的常開觸點(diǎn)的另一端接直流電源+24 V，繼電器J3的線圈的另一端、繼電器J4的線圈的另一端、低壓指示燈T3的另一端和高壓指示燈T4的另一端共同接地。

1.6 手動(dòng)控制電路

導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器電氣自動(dòng)控制裝置還包括手動(dòng)控制電路。手動(dòng)控制電路包括按鍵開關(guān)SB1、SB2和SB3，按鍵開關(guān)SB1的一端與壓力控制電路中繼電器J3的第一常開觸點(diǎn)的另一端、水位控制電路中接觸器KM1的常閉觸點(diǎn)的另一端、按鍵開關(guān)SB2的一端、按鍵開關(guān)SB3的一端連接，按鍵開關(guān)SB1的另一端與保險(xiǎn)絲FU1連接后接入電網(wǎng)相線R，按鍵開關(guān)SB2的另一端與繼電器J1的常開觸點(diǎn)的另一端連接后接氣動(dòng)閥的一端，按鍵開關(guān)SB3的另一端與繼電器J2的常閉觸點(diǎn)的一端連接后與接觸器KM1的線圈的一端連接。

2 具體實(shí)施方式

導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器電氣自動(dòng)控制裝置包括水位取樣電路、水位控制電路、水泵、低水位保護(hù)電路、壓力取樣電路、壓力控制電路、氣動(dòng)閥、電源電路。電源電路由電網(wǎng)接入后轉(zhuǎn)換成直流電源，為各個(gè)電路供電電。水泵、氣動(dòng)閥水位取樣電路的水位計(jì)W和壓力取樣電路的電接點(diǎn)蒸汽壓力表G通過管道與導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器連接。水位取樣電路和壓力取樣電路又分別與水位控制電路和壓力控制電路連接，水位控制電路與水泵和低水位保護(hù)電路連接，低水位保護(hù)電路和壓力控制電路與氣動(dòng)閥連接。水位取樣電路通過水位計(jì)W采集水位高低信號(hào)，輸出至水位控制電路，由水位控制電路根據(jù)實(shí)際的水位高低控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，水位控制電路還能通過低水位保護(hù)電路控制氣動(dòng)閥運(yùn)轉(zhuǎn)，使蒸汽發(fā)生器的水位和壓力控制在一定的工作范圍內(nèi)。壓力取樣電路通過電接點(diǎn)蒸汽壓力表G采集高低壓信號(hào)，輸出至壓力控制電路，由壓力控制電路根據(jù)實(shí)際的壓力高低控制氣動(dòng)閥的運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)在低水位時(shí)，水位計(jì)W低水位觸點(diǎn)和高水位觸點(diǎn)均斷開，繼電器J1的線圈斷電，繼電器J1的第一常閉觸點(diǎn)閉合，低水位指示燈亮進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)，繼電器J1的常開觸點(diǎn)斷開，氣動(dòng)閥7斷開停止升溫。此時(shí)，繼電器J2的常閉觸點(diǎn)閉合，接觸器KM1的線圈由于繼電器J1的第二常閉觸點(diǎn)的閉合而通電，接觸器KM1常開觸點(diǎn)自動(dòng)吸合，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)水位上升至高水位時(shí)，水位計(jì)W低水位觸點(diǎn)和高水位觸點(diǎn)均導(dǎo)通，繼電器J1、J2的線圈通電，繼電器J2的常開觸點(diǎn)閉合，高水位指示燈亮。繼電器J2的常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器KM1的線圈斷電，其常開觸點(diǎn)斷開，水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)水停止。同時(shí)，繼電器J1的常開觸點(diǎn)閉合，氣動(dòng)閥運(yùn)轉(zhuǎn)，開始升溫。

當(dāng)在低壓時(shí)，壓力取樣電路中的電接點(diǎn)蒸汽壓力表G接通低壓觸點(diǎn)，繼電器J4的線圈斷電，其常閉觸點(diǎn)閉合，繼電器J3的線圈通電，繼電器J3的第一常開觸點(diǎn)閉合，氣動(dòng)閥接通開始升溫。當(dāng)壓力上升至高壓時(shí)，電接點(diǎn)蒸汽壓力表G接通高壓觸點(diǎn)，繼電器J4線圈通電，其常閉觸點(diǎn)斷開，繼電器J3線圈斷電，其第一常開觸點(diǎn)斷開，氣動(dòng)閥斷開，停止升溫。同時(shí)，繼電器J4的常開觸點(diǎn)斷開，高壓指示燈亮。

另外，導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器電氣自動(dòng)控制裝置還包括手動(dòng)控制電路，當(dāng)自動(dòng)控制裝置出現(xiàn)故障或有特殊要求時(shí)，可通過該手動(dòng)控制電路對(duì)蒸汽發(fā)生器的水位和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。按鍵開關(guān)SB1常閉，當(dāng)按下按鍵開關(guān)SB2時(shí)，氣動(dòng)閥接通，開始升溫；當(dāng)按下按鍵開關(guān)SB3時(shí)，水泵接通，開始進(jìn)水。

3 結(jié)語(yǔ)

上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)為水位控制電路、壓力控制電路能使水位、壓力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，無需專人操作。另外，能在低水位時(shí)自動(dòng)進(jìn)水，高水位時(shí)自動(dòng)停止進(jìn)水；能在低壓時(shí)自動(dòng)升溫，高壓時(shí)自動(dòng)停止升溫。本研究實(shí)際使用的元器件少，成本低，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且在低水位時(shí)不能升溫，對(duì)導(dǎo)熱油蒸汽發(fā)生器的安全及使用壽命提供了很好的保障。