FOPX部分排渣分油机自动控制系统设计

1、§4-5FOPX型部分排渣分油机自动控制系统系统特点:1、连续式分油机，排渣期间也不要断待分油；2、每次排渣其排渣口仅打开为0.1s,排出量为分离盘外边缘与壳体间容积的70%;3、可分离密度的1010kg/cm3重质燃油；4、是以单片机8031为核心组成的控制系统。出水管上装有排水电磁阀净油出口管上装有WT200型水"油进口P1MV15控制的操作水进口P2MV16控制的补偿水和水封水进口置换水进口向心油泵进油管国件嫉科株+U分牌机坯构帛址槌.净油出口出水口向心水泵-w；耳虾；"W；f卅"*沛大nm-M口：HC1：N*|出口；5尊出口；T-.O木；以心.事

2、；P一、FOXP型分油机基本工作原理1、分油机的几种工况(1) 若油中含水较少，油水界面远离分离盘外缘直接排油，不排水；(2) 当油水界面接近分离盘夕卜缘时，WT200检测到油中含水量达到触发值时，EPC400控制器决定打开排水电磁阀或排渣口排渣。（3）若水分含量极少，达到最大排渣间隔时间（油水界面远离分离盘外侧）时，排渣前先入置换水，使油水界面移，然后再排渣一一防止跑油2、排渣过程的控制?正常分油期间，滑动底盘被高速转动的工作水动压托起，封住排渣口I（由P2口断续供水补偿工作水的蒸发和泄漏）。排渣时，Pl、P2管同时连续进水，水面移进入排渣开启室Y1,克服弹簧力使滑动圈下移，打开泄水口X（丫

3、1中的水同时经垂直孔进入封闭水腔丫2），滑动底盘下移排渣口打开排渣；当丫2充满水时，丫1与丫2室压力相等，在弹簧力作用下滑动圈上移，关闭泄水口X,工作水托起滑动底盘，封闭排渣口（Pl停水，Yi、丫2中的水经喷咀M1、M2泄放），P2先连续供水后恢复断续供水，以保证工作水面在Z附近。排渣口排开的时刻与排出量取决于定量环NP1通操作水的时间为3s,排渣口排开时间为分排渣二、FOPX型分油机的控制系统PT1、PT2高低油温开关；FS低流量开关；PS2排渣口打开反馈信号；XT1液体传感器；MV5排水电磁阀；表面的凹槽大小（即水充满丫2腔的时间长短）0.1S,排出容量为分离盘夕卜侧容积的70%部PT3油

4、温传感器；PS1分油机故障开关；WT200水分含量传感器；MV10置换水控制阀MV15操作水控制阀；MV16偿水和水封水V1待分阀油进机控制阀1、EPC-400的输入信号油温监视器PT1和PT2监视燃油加热器的出口燃油温度;PT1合一一发燃油高温报警，并切断加热源;pt2合一一发燃油低油温报警，按通加热源;燃油加热有两种方式：电加热器按电加热按钮，H端通48V交流电蒸汽加热器一一不按电加热按钮，H端通24v交流电(2)开关油温实际值检测待际温度送控制加热器的PI调节器，控制油温;送EPC-400,当发生高低油温报警时，显示油温值温油检测PT3分油的实正常工作时，PT1和PT2均断开，PI将油温

5、控制在最佳分油温度上，PT1和PT2实际上是加热器故障监视开关。(3) 低流量开关FS监视供油系统故障，包括滤器堵塞、泄漏、泵损坏等。(4) 高低油压信号PS1和PS2PS1分油机故障开关(监视净油出口压力)，分油机发生跑油时，PSi闭合，发故障报警并停车。PS2排渣情况监视开关(排渣口是否打开的反馈信号)。正常排渣时，PS2闭合(告知EPC-400排渣口已开)。若EPC-400以出排渣信号后没有收到PS2闭合信号，说明不能排渣；EPC-400将撤消排渣信号，数秒后再发一次排渣信号，若仍无PS2闭合信号，则发不能排渣报警并停机重复一次排渣信号的目的一一防止误动作和误报警。(5) 水分传感器信号

6、WT200输入净油中的含水量信号，决定是否排渣或排水。液体传感器XTi装于排渣口的温度检测信号正常分油时，排渣口无液体流出，XTi应为低温，否则说明排渣口密封不严；排渣时，XTi为高温信号，可作为排渣口打开的反馈信号一一老式分油机2、EPC-400的输出信号(1)控制待分油进入分油机的电磁阀Vi停机时，Vi断电，油经加热器在分油机外部循环。工作水控制信号MV16控制补偿水和水封水；MV15控制操作水(或称开启水)正常分油时，MV15断电、MV16断续提供补偿水；排渣打时，两阀同时持续通电3s打开排渣口0.1S排渣完成时，MV15断电，MV16连续通电一段时间后，再断续通电。（3）排水控制电磁阀

7、MV5正常分油和排渣时均关闭（4）置换水控制阀MV103、EPC-400的面板四个按钮：最上一个一一电加热器按钮（按下，电加热，外部循环）；第二个一一程序起/停按钮（油温检测、进油、排水、排渣程序）；第三个一一手动排渣按钮（按一次，执行一次排渣程序）第四个一一报警复位按钮（复位红色总报警发光二极管的闪光）发光二极管1 一三个分别指示加热器工作（绿）、程序运行（绿）和程序停止（红）；上面为不排渣报警指示灯（红）、下面为总报警指示灯（红）；左边两排一上排为各种输入信号的报警指示灯（红）；下排为正常输出信号指示灯（绿）显示窗（5位）一一左边两位：显示净油中含水量的触发值围（百分数）右边三位：显示距下

8、次排渣的最大时间4、WT-200型水分传感器结构原理作用：精确检测净油中的含水量以开机时净油中的乳化水含量存入EPC-400的RAM,作为含水量的参考值，随分油过程进行，油水界面移，含水量达到350单位（0.2%）时，即达到触发值，根据上一次排渣后的间隔时间决定是否打开排水阀MV5排水，还是进行一次排渣.原理：电容器介电常数随介质的含水量而变化纯油介电常数为24,水为80,当油中含水量发生微量变化时，电容器的交流电流信号将发生较大变化，检测精度能达到±0.05%。WT-200结构原理20V的直流电经振荡器变化高频交流电，经筒形电容器使之产生交流电流信号，交流电流的幅值与净油不的含水量

9、成正比检验电路板的作用：监视电路板的工作是否正常.EPC-400每6s检测一次该信号，不正常则报警并停止程序排水（含水量较多）渣一次；排渣后，很快又达到触发值时，则重复以上过程后，停机报警。不到最短排渣间隔时间，含水量已达到触发值,直接擅水，每次约20s。排渣不用置换水直接排渣T排渣（含一定量的水）20s,界面内移达到触发值时排渣（含水量极少）先打开MV10能置换水排水（含水量极多）排水120s,含水量仍高于触发值，则关闭排水阀，排一量堀排澄时同10min一"11大排云时间13min5、排水和排渣程序的控制方式6、FOPX分油机的程序时刻表FOPXALCAPSTOPRUNSTOP&#

10、187;*T】M动程F1Ldfi澄间瞬时间捶清d2停止程序电董阁=-作用功能TOT1AT1BT4T5T3T4Til【湖定时间15301一3151S31R0可调时间-排分油进分油分油MV】#M秩水'一（置换)IMg开启水耳MV蛙i朴垸水勒密料水建立否封断开水补5r续启封;偿起凳器EPC-400电源48VHeater加热上温度控制fflise毯胃时葛衰三、FOPX型分油机的控制和监视电路（一）总体结构一个控制箱，两块电路板（一前一后）前面为主控板一一按受各种传感信号（除WT200）,处理政正常程序与显示和报警。后面为水分传感器处理电路板一一包括贮存含水量值，向主控板送排水或排渣信号，检查振

11、荡器工作情况是否正常。两板间进行串行通讯。（二）水分传感器处理电路原理1、信号输入（1）含水量信号大器（2）振荡器频率信号振荡器的脉冲频率信号一级运放、与D、R、广直流电压信号双气算放直流信号电容上的电压与频率成正比四电压比较器得出f1和f2信号大器若频率正常，fl=f2=0,INT1=1送主控板INT1端若频率不正常，f1或f2为1,INT1=0送主控板INT1端申请中断主板每6S检查一次INT1,若响应中断，则报警并停止程序。2、外部存贮器8031无部只读存贮器，读写存贮器容量极小（128字节）外接两个存贮器6116RAM（2K，需用11位地址查询）2764EPROM（8K，需用13位地址

12、查询）8031的P007即可作地址线（低8位），也可作数据线，P2口只能作地址线第一个机器周期，ALE=1P0送出低8位地址进锁存器74LS373'与P202构成6116的11位地址；为防止两者的地址重序，现加P22.3、P22.4构成2764的13位地址由片选端CE控制3、地址译码器由P257进行译码后选择相关器件。LM331输入连续信号，串并行转换器相当于一个8位计数器，8031定时读取这个数据(0.2s).8031读该数据前P2.7P2.6P2.5=100,5号线输出为0BG导通一一J断电，J1断电，串并行转换器停止计数一一选中8255读取数据一一P2.7P2.6P2.5=011

13、,4号线使串并行转换器清零一一R1C1外接RAM,如】位地址74lsmTXDPy外接EPROM2MHz的振荡器PALI18-J.反映含水量的电流信号号精密电四电压比较器4IFSENP3-1SIHTOP3-iP】4?XTAU振荡器的脉冲频率信顷mL7T2K,11，8K,压-频率转换器13位地址ULN，购TF.P2.7P2.6P2.5功能000选中2764EPROM001选中6116RAM010选中8255(CS)011选中串并行转换器使之清零100控制继电器通断电延时接通J1,串并行转换器重新计数(同时8031中的T0重新装入计数值)4、运行程序的启动与数据传输系统投入工作时，启动分油机电动机一

14、一EPC-400通48V，经部变压输出24V，经整流、滤波和稳压后得20V、12V和5V三种直流电。20V直流电向WT-200电路供电，12V和5V直流电通两电路板工作电源（接控制箱起动按钮）。两8031进入初始化状态。按面板上的加热按钮，温控系统投入工作，待工作稳定后，按面板上的起动程序按钮，两8031从初始化程序开始运行。主板先检测油温，若正常，执行一次分油程序，先使MV16（水封水和补偿水）通电35S,待分油进入30S后，MV16断续通电，主板上的8031经TXDP3.1串行送出一个第9位为1的指令一一到水分传感器处理板的TXDP3.1通知水分传感器处理板检测含水量并报告主控板。水分传感

15、器处理板查询EPROM，知道主板要求后一一由地址译码器4号线（低电平有效）使串并行转换器清零，同时Ji通电开始计数（To开始计时），计数时间到时（0.2S），经8255从Pi口读一次8255的8位二进制数，同时RiCi电路延时断电（延时时间即为数据传输时间）.5、8255的工作方式和To计数值设定8255的工作方式端口选择由A1A0完成：A1A0=00时选端口A;A1A0=01时选端口B;A1A0=10时选端口C;A1A0=11时选控制命令字寄存器；这里8255取工作方式0，且全为输出口，命令字为80H。To的初值当8031每0.2s读一次8255的数据时（间隔时间一定），如何确定定时器的初值

16、。条件：8031由XTAL1和XTAL2的外接时钟脉冲频率为2MHz每个机器周期（12个脉冲）计一个数，To为工作方式1（16位计数器），由此可定出To的初值为7EBCHT0的定时原理利用RAM中的寄存区Ro累计0.2s的个数，每读一次含量值（脉冲个数），在存入RAM的同时Ro自动加1,当Ro的计数值为05H时（同时向Ri进1），累计5次的脉冲总数，即每秒钟的脉冲个数（与含水量成正比），存入RAM（同时Ro清零）。6、含水量（脉冲数）的识别与显示正常的脉冲数围为280350个秒，低于100或高于400,说明水分传感器故障。触发值为350，即达到该值就决定了分油机必须进行排水或排渣。8031将表

17、示含水量的脉冲数经串行口TXDP3.1送主控板的RXDP3.0。正常情况下，主板上5位数字显示窗的左两位显示净油中含水量达到触发值的百分数。净油中含水量为100时，显示00净油中含水量为350时，显示-"右三位显示距下次排渣的电大时间显示为1.3”时，代表时间为1:301:39;显示为32”时，代表时间为32S显示为.'32”时，代表时间为32min7、两板中单片机（8031）间的数据通讯过程基本特点：两8031采用串行方式2进行异步通讯，不需要进行地址选择，即通讯信号中无地址信号，只传递指令或数据通过主板上的特殊功能寄存器SCON中的RB8（第9位）位来区分两者间交换是指令

18、还是数据若RB8=1,表示两机间传递是指令而不是数据；若RB8=0,表示两机间传递是数据而不是指令。每次发送数据块的长度为两个字节水分传感器处理板向主控板发送一次净油含水量数据时，要进行一系列判断，包括含水量是否大小350、是否小于280;计时时间是否超过120S、10min与最大排渣时间（如63min）。再才能向主控板发送不同的指令。具体包括以下几种情况：（1）从计数开始到120S（Ri中为78H）净油中的含水量小于280。一一说明待分油太干”。水分传感器处理板的8031向主板的8031送一个RB8=1的信息，主板的8031知道是指令而不是数据，通过查询EPROM明确是待分油太干”。它便输出

19、一控制信号使MV10通电，进置换水。同时主板的8031将打开置换水阀的信号送水分传感受器处理板的8031,主板继续监视含水量当其含水量大于或等于280时，再向主板送RB8=0的信号，主板知道含水量已到正常围时，则发出控制信号切断置换水阀。（2）净油中含量达到350单位,距上次排渣时间小于10min。水分传感器处理电路板先检查计时时间是否超过10min（R1R2的数据是否超过0258H），若不到10min,向主控板的8031发一个RB8=1的信息，主控板了解情况后，使MV5通电排水，同时将排水阀打开信号反馈给水分传感处理板的8031，该板使其T0清零并开始计时（R3R4每0.2S加1）,当计数值

20、到0064H时,检查含水量是否低于触发值，若已低于触发值，则通知主板撤消排水电磁阀MV5的信号；若仍高于触发值，则继续排水，当计时120s（R3R4=0258H）时若含水量仍高于触发值，主板知道是含水量太多，则关闭MV5,开启MV15和MV16进行一次排渣（不用通置换水）。同时通知水分传感器处理板停止T0的计时，并继续监视含水量值。如果距上次排渣不到10min含水量又达到触发值，则再次排渣后停机报警。（3）净油中含量达到350单位,距上次排渣时间大于10min，小于63min。R1R2的数据在0258H到0EC4H之间，含水量达到触发值，这一信息传给主控板后，主控板直接执行排渣程序（不用通置换

21、水）（4）净油中含量达到350单位,距上次排渣时间大于63min。R1R2的计数值大于0EC4H，含水量达到触发值，这一信息传给主控板后，先通置换水（20s）,主控板执行一次完整的排渣程序（5）水分传感器输出值大于400或小于100。说明水分传感器有故障，主控板知道这一信息后，将发水分传感器故障报警信号。模拟量输入TL痕$CNclkKdLM瑚HM开关量输入显示器输出口开关量输出：控制发光二极管真开关开关量输出：控制电磁阀Pl.lM30PA3AVC网3SAR39tl73rhkikrMC1P3I八4fDG网eXhiALERXUPM而TJPO.071NT5F5ERP3：EEP>6观（三）主控板

22、电路原理1、输入电路输入信号包括以下三种:漏丸*典fr.o-2AlFillG74LS373找制洗EPR址早RAEPi-D-T做IXTHXTALlULNzaoj水分传感器输出的含水量值与排渣或排水指令送8031的RXDP3.0口。模拟量信号（温度信号、基准电压信号等）开关量信号经8255送8031的P1口（1）模拟量输入C5873SCnA50iRi)>P2-TWRAAIIIIVlN3C3ULWaaaaUDNZtttJ一一殳LiHnnnl口liBBB'IJl_JM（指令类型与距上次排渣的间隔时间有关）串行输入。共有四个模拟量输入端，均经四电压比较器TL084CN（双端输入，单端输出）

23、四个模拟量输入端的情况TL084CN端口模拟量类型信号传输过程油温传感器PT3将油温高温传感器的信号与PT3的信号进行比较，相差较大时，说明传感器有故障，发传感器故障报警，PT1兼有高温报警功能油温高温传感器PT1液体传感器XT1装于排渣口的热敏电阻式温度传感器，检查排渣口的密封情况，正常分油时，若检测到高温，则发排渣口密封不严报警基准电压信号4V来自于高精度基准低电压发生器MC1043，作为A/D转换的参考电压，将其接入8031用于对该电压正常与否的监视。（正常值为20510）四个模拟量经TL084CN放大后送A/D的四个输入端，A/D电路中有一4通道多路开关，由8031输入的低8位地址中的

24、A1A0进行输入信号选通。A/D将模拟量转换为十位二进制数，经串行口SARS串行输出到8031的RXD端（带起始位、停止位）。主板的8031定时（如每3s）输入一次4个通道的模拟量，输入前必须先中断与水分传感器板的通讯。端口接线端输入信号种类说明PA口1加热器起动/停止按钮控制箱面板上的4个按钮信号，经带驱动器的模拟开关DG201,到四电压比较器LM339,按按钮后，相应位输入高电平（按住时间大于3S）2程序起动/停止按钮3手动排渣按钮4报警复位按钮5接转换开关的R位（遥控位）6接转换开关的L位（就地控制监视位）操作通过主控板面板上的转换开关来实现不同功能7接转换开关的P立（测试调整控位）8P

25、B口9分油机进口管上的低流量开关FS10分油机进口管上的低油温开关PT211分油机净油出口管上的高压开关PS112分油机净油出口管上的低压开关PS213电源故障开关14接额外报警开关（水箱水位、气源中断等）15、1615、16为备用开关2、存贮器的扩展（1）主板的外接存贮器有三种：只读存贮器EPROM2764（8K）存贮各固定程度和出厂时调定的运行参数（如最小排渣间隔时间10min、操作水电磁阀打开时间3S等）只读存贮器E2PROMX2816（2K）存贮可调整的运行参数（如油温高、低报警值，跑油报警压力值、最大排渣时间等）读写存贮器RAM（8K）存贮可随机读写的过程参数（2）存贮器的地址来源8

26、031的P007在第一个时钟周期输出低8位地址加上P202构成E2PROMX2816的11位地址；再加上P2.3、P2.4构成2764和6264的13位地址。P2.5、P2.6、P2.7分别接2764、6264和X2816的片选端CE8031的PSEN端控制读存贮器2764和X2816数据的输出；8031的RD、WR控制与RAM（即6264）的读写方向。（3）几个存贮器的地址重叠问题1）A/D的片选信号CS与日俱增764的片选CE（均接P2.5）由PSEN和RD来区分2）输入、输出8255的CS与X2816的CE端（均接P2.7）由PSEN、RD和WR来区分3、输出电路（1）输入、输出接口82

27、55的工作方式两8255均采用工作方式0,但一个全部为输入口，一个全部为输出口，故命令字分别为9BH和80H。（2）8255的三组端口输出的开关量的作用A口经ULN2803驱动器控制8个继电器的通断电0操作水（开启水）电磁阀MV15（每次开启3s）1 补偿水与密封水电磁阀MV16（排渣时开启3s,结束后持续通电30s,以后每5min通电3s）2 控制加热器电源；3进油电磁阀Vi4控制置换水电磁阀MV10;5排水电磁阀MV56总报警输出继电器；7停止分油机工作的继电器（端）B口经ULN2803驱动器接LDoLD7八个发光二极管LD0加热器故障报警（即高油温报警）；LDi待分油低温报警；LD2待分油的低流量报警；LD3液体传感器高温报警（实际上为排渣口泄漏报警）；LD4不能排渣报警；LD5跑油报警（即PSi报警）；LDe电源故障或电源频率过高报警；LD7程序故障报警；C口数字显示输出口D3D0送驱动器ULN2803和ULN2981控制数码管的各笔划段；D4完成两个驱动器的片选（D4=1选ULN2803;D4=