流化床反应器自控系统的设计.pdf

《流化床反应器自控系统的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、864化工自动化及仪表第44卷流化床反应器自控系统的设计刘长春吴俊孙宏国（盐城工学院电气工程学院）摘要针对影响流化床反应器运行质量的3个重要指标（原料气流速、温度和反应器内的压差）的测量电路、控制电路和报警电路进行设计。原料气温度测量采用K型热电偶与K型热电偶的专用模数转换芯片MAX6675的组合，不再进行冷端温度补偿；采用卡曼涡旋式空气流量传感器，实现对原料气流量的测量；反应器内压差的测量采用由PY209构成的数字气压计实现。Proteus软件仿真结果验证了该设计的可行性。关键词自控系统流化床反应器电路设计中图分类号TH862文献标识码A文章编号1000-3932（2017）09-086

2、4-05流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗在一定范围内，一旦出现超出范围，即利用温度调粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并节和速度调节对原料气进行控制，将流化床反应进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器中的压差调整到合适范围。简易键盘和LCD器。实现流化床反应器的自动控制，由复杂繁琐显示电路对不同反应类型的参数进行设置并进行不易操作的手动控制转变为简单便利易操作的自实时显示。动控制，弥补了生产劳动力的不足，同时也彻底解决了由于手动操作不当致使反应器发生过热或气体泄漏，对工人造成伤害的问题；可提高生产效率，实现资源的充分利用；同时，加快了企业生产链的改革，淘汰落后低效高能耗的手

3、动控制流化床，采用高效节能的自动化流化床反应器，间接地减少了废渣的产生和废气的排放，有利于保护生［1，2］态环境。本课题对流化床反应器的原料气流速、原料入口温度和反应器压差进行测量和控制，以期根据不同生产对象进行自动调整，实现生产过程的自动化。1硬件电路设计流化床反应器自控系统的硬件电路（图1）由图1系统硬件电路结构框图MCU主控电路、温度测量电路、流量测量电路、压1.1温度测量电路差测量电路、键盘和显示电路、温度调节电路和流温度测量电路（图2）采用K型热电偶与K量调节电路组成。MCU主控电路以单片机为核型热电偶的专用模数转换芯片MAX6675的组合，［3］心，利用温度传感器和流量传感器测

4、量原料气的不再进行冷端温度补偿。该模块采用单总线接温度和流量，数字气压计测量流化床反应器中的口，占用单片机I／O口资源少，能方便地与单片机压差。根据不同的反应，3个参数需合理地控制通信，测量范围0～1600℃，测温精度12位。作者简介：刘长春（1995-），本科生，从事电气工程及其自动化的研究。联系人：孙宏国（1967-），教授，从事电力电子技术及微机应用的研究，s_hguo＠163.com。第9期刘长春等.流化床反应器自控系统的设计865图2温度测量电路温度调节电路主要由光电耦合器和继电器两量传感器，实现对流量的测量且以电子信号（频个元件组成。光电耦合器的作用是隔离输入输出率）的形式输出

5、，在给系统的控制电路传输信号信号，并且只能单向传递信号，具有很高的抗干扰时，可以省去AD转换器。液晶屏上可以显示流［4］性。继电器用来控制加热炉的开断，当反应器速的大小，并且可以根据不同的应用场合，实现原温度过高时，P1.3端口变为低电平，电路导通，继料气流速的自动调节。气流速度调节电路由一个电器的触点闭合，加热炉停止工作。简单的电机闭环控制系统构成，即当测量得到的1.2流速测量电路气流速度过高时，单片机通过控制电机的转速来［5］流速测量电路（图3）利用卡曼涡旋式空气流降低气流速度，反之提高气流的速度。图3流速测量电路1.3压差测量电路信号的转换，最终在液晶显示器上显示出正确的压差测量电路

6、（图4）由信息采集、数据转换、气压读数。设计系统具体电路时，需要考虑整体信息处理和数据显示模块4部分构成。信息采集的稳定性、复杂程度、性价比及调试时要考虑的难由PY209构成的数字气压计实现，完成压差向电易程度等因素。866化工自动化及仪表第44卷图4压差测量电路PY209气体压差传感器的测压范围－100～2软件设计100kPa；相应的输出电压0～5V（DC）；精度为系统软件设计流程如图6所示。系统开始运±0.1％；工作温度范围－20～300℃。行后，进行相关参数的设置。输入报警数据的范1.4报警电路围，系统读取后设置上下限。反应物进行反应时，如图5所示，上下限设定电路由5个按键组数据采集

7、装置（即温度、流速、压差传感器）开始成———确认键、－键、＋键、设置温度键、设置压差读取数据并显示在LCD屏上。此时系统判断采键和设置流速键。设定报警上下限时，先按“设集数据是否在设置范围内，若超出范围则启动报置温度”、“设置压差”或“设置流速”键，进入温警系统，同时继续采集数据。报警系统启动后，进度、压差或流速报警设定界面，通过＋、－键设定行流速、温度和压差相关量的控制。调节后再重［6］报警上下限值。当温度、压差低于下