一种探针式变频连续补水装置及控制方法与流程

2021-02-25 05:02:40|

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[0001]
本发明涉及过锅炉设备的技术领域，尤其是一种探针式变频连续补水装置及控制方法。

背景技术：

[0002]
锅炉的自动控制系统包括补水自动控制系统，由于锅炉内的水最终均将以蒸汽的形式输出到暖气供应系统中，为了保证系统的正常运行，就必须确保锅炉内水位一定。
[0003]
当补水自动控制系统正常工作时，启动给水泵，水泵连续工作，水位传感装置检测出水位信号，由智能水位调节仪表等设备组成的控制单元调节指挥电动调节阀调节开度，进行自动补水流量控制，保持锅炉水位稳定以确保蒸汽的品质。
[0004]
而现有单冲量变频补水系统复杂，运行维护成本高，需要用户技能高。本发明为了降低锅炉运行维护成本、用户使用简单。
[0005]
基于此，如何降低锅炉运行维护成本方便操作是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

[0006]
针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种探针式变频连续补水装置及控制方法。
[0007]
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0008]
一种探针式变频连续补水装置，包括与锅炉的水箱连通的液位筒，还包括控制器，所述液位筒内设置有分别位于不同高度处以测量水箱的不同液位高度的四根探针，且四根所述探针自上至下依次分为第一探针、第二探针、第三探针和第四探针，所述第一探针之上为超高水位区，所述第一探针和第二探针之间为高水位区，第二探针和第三探针之间为中水位区，所述第三探针和第四探针之间为低水位区，所述第四探针之下为超低水位区，所述探针分别与所述控制器电连接，且所述控制器通过变频器和水泵电连接，所述控制器用于接收所述探针处的液位信号，并对液位信号分析判断以根据获取水箱的实时液位所属的水位区、当前实时液位所处探针和当前实时液位触碰探针的时间，进而向所述变频器发送指令切换水泵动作频率。
[0009]
进一步，所述控制器包括依次电连接的数模转换模块、数据获取模块和控制处理模块。
[0010]
一种用于所述的探针式变频连续补水装置的控制方法，包括以下步骤：
[0011]
步骤1，依据四根探针将水箱内的液位自上至下分为超高水位区l5、高水位区l4、中水位区l3和低水位区l2以及超低水位区l1，且将液位筒内液位自下至上均分为5个对应的频率，所示h1＝50hz、h2＝37.5hz、h3＝25hz、h4＝12.5hz、h5＝0hz；
[0012]
步骤2，通过探针将获取的水箱的实时液位信号传输至控制器，控制器对实时液位信号分析处理以获取该实时液位l，并获取该实时液位所属水位区、当前实时液位所处探针
和当前实时液位在该水位区的保持时间
△
t以及采样时间t，由人工根据液位的变化的快慢，改变参数的设定值t位于5ms
---
1s以获取稳定的液位值；
[0013]
步骤3，当l<l1时；h＝h1此阶段为hl1；
[0014]
当l≥l4时；h＝h5此阶段为hl5；
[0015]
当l1≤l<l2时；h＝h2此阶段为hl2；
[0016]
当l2≤l<l3时；h＝h3此阶段为hl3；
[0017]
当l3≤l<l4时；h＝h4此阶段为hl4；
[0018]
若在hl2阶段，在此阶段保持时间为δt，
[0019]
h＝h2+kh(δt/thl2)，δt/thl2取整数，thl2为第二探针的正向积分时间，kh为常数，且kh为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；thl2由人工根据此阶段液位的变化的时间δt累积值得大小，改变参数的设定值以改变频率输出值；
[0020]
若在hl4阶段，在此阶段保持时间为δt，
[0021]
h＝h
4-kh(δt/thl4)，δt/thl4取整数，thl4为第二探针的正向积分时间，kh为常数，且kh为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；thl4由人工根据此阶段液位的变化的时间δt累积值得大小，改变参数的设定值以改变频率输出值；
[0022]
若从hl3阶段跳变到hl2阶段，跳变保持时间为δt，
[0023]
h＝h3+ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；
[0024]
从hl3阶段跳变到hl4阶段，跳变保持时间为δt，
[0025]
h＝h
3-ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；
[0026]
从hl4阶段跳变到hl5阶段，跳变保持时间为δt，
[0027]
h＝h
4-ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；
[0028]
从hl2阶段跳变到l1阶段，跳变保持时间为δt，
[0029]
h＝h2+ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算。
[0030]
与现有技术相比，本发明提供的一种探针式变频连续补水装置结构与众不同，通过简单的液位筒与数模转换器实现连续补水，其利用简单的电极探针形成的阶跃模拟量通过控制处理模块进行实时液位与时间的变化形成连续输出的模拟量来控制变频器输送不同的频率，以控制水泵的出水量来达到连续补水的目的，通过控制器对当前实时液位进行处理判断，以获取当前液位属于超高水位区、高水位区、中水位区和低水位区以及超低水位区哪一个，并根据控制器预设的计算程序获取该水位区所对应的变频器输出频率，进而控制水泵的运行频率，达到调节出水量的目的，其工艺简单，后期维护.方便，控制系统稳定。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0032]
附图1为一种探针式变频连续补水装置的结构示意图。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
如图1所示，作为本发明一优选实施例的一种探针式变频连续补水装置，包括与锅炉的水箱连通的液位筒，还包括控制器，所述液位筒内设置有分别位于不同高度处以测量水箱的不同液位高度的四根探针，且四根所述探针自上至下依次分为第一探针、第二探针、第三探针和第四探针，所述第一探针之上为超高水位区，所述第一探针和第二探针之间为高水位区，第二探针和第三探针之间为中水位区，所述第三探针和第四探针之间为低水位区，所述第四探针之下为超低水位区，所述探针分别与所述控制器电连接，且所述控制器通过变频器和水泵电连接，所述控制器用于接收所述探针处的液位信号，并对液位信号分析判断以根据获取水箱的实时液位所属的水位区、当前实时液位所处探针和当前实时液位触碰探针的时间，进而向所述变频器发送指令切换水泵动作频率。
[0035]
在上述实施例中，所述控制器包括依次电连接的数模转换模块、数据获取模块和控制处理模块。
[0036]
一种用于所述的探针式变频连续补水装置的控制方法，包括以下步骤：
[0037]
步骤1，依据四根探针将水箱内的液位自上至下分为超高水位区l5、高水位区l4、中水位区l3和低水位区l2以及超低水位区l1，且将液位筒内液位自下至上均分为5个对应的频率，所示h1＝50hz、h2＝37.5hz、h3＝25hz、h4＝12.5hz、h5＝0hz；
[0038]
步骤2，通过探针将获取的水箱的实时液位信号传输至控制器，控制器对实时液位信号分析处理以获取该实时液位l，并获取该实时液位所属水位区、当前实时液位所处探针和当前实时液位在该水位区的保持时间
△
t以及采样时间t，由人工根据液位的变化的快慢，改变参数的设定值t位于5ms
---
1s以获取稳定的液位值；
[0039]
步骤3，当l<l1时；h＝h1此阶段为hl1；
[0040]
当l≥l4时；h＝h5此阶段为hl5；
[0041]
当l1≤l<l2时；h＝h2此阶段为hl2；
[0042]
当l2≤l<l3时；h＝h3此阶段为hl3；
[0043]
当l3≤l<l4时；h＝h4此阶段为hl4；
[0044]
若在hl2阶段，在此阶段保持时间为δt
[0045]
若在hl2阶段，在此阶段保持时间为δt，
[0046]
h＝h2+kh(δt/thl2)，δt/thl2取整数，thl2为第二探针的正向积分时间，kh为常数，且kh为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；thl2由人工根据此阶段液位的变化的时间δt累积值得大小，改变参数的设定值以改变频率输出值；
[0047]
若在hl4阶段，在此阶段保持时间为δt，
[0048]
h＝h
4-kh(δt/thl4)，δt/thl4取整数，thl4为第二探针的正向积分时间，kh为常
数，且kh为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；thl4由人工根据此阶段液位的变化的时间δt累积值得大小，改变参数的设定值以改变频率输出值；
[0049]
若从hl3阶段跳变到hl2阶段，跳变保持时间为δt，
[0050]
h＝h3+ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；
[0051]
从hl3阶段跳变到hl4阶段，跳变保持时间为δt，
[0052]
h＝h
3-ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；
[0053]
从hl4阶段跳变到hl5阶段，跳变保持时间为δt，
[0054]
h＝h
4-ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；
[0055]
从hl2阶段跳变到l1阶段，跳变保持时间为δt，
[0056]
h＝h2+ch(δt/t)，δt/t取整数，ch为常数，ch为在一定时间内液位碰触探针的次数，由plc自动计算；
[0057]
从而实现h＝h3，保证液位处于l2和l3之间，保持动态平衡。
[0058]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0059]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0060]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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