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窑炉节能双信号处理智能控制系统
申请号	CN201610351783.7	申请日	2016-05-24	公开(公告)号	CN105841152A	公开(公告)日	2016-08-10
申请人	成都中冶节能环保工程有限公司;			发明人	王蓉;
摘要	本发明公开了窑炉节能双信号处理智能控制系统，包括可编程控制器、电源、燃气调压阀、变频器、燃气喷嘴、高压风机、空气喷嘴、混合腔、燃烧器、远程监控设备、触控屏和数据存储器；在燃气喷嘴上设置有燃气压力传感器，且该燃气压力传感器通过燃气信号模数转换电路与可编程控制器相连接；在空气喷嘴上设置有空气压力传感器，且该空气压力传感器通过空气信号转换电路与可编程控制器相连接；燃烧器上设置有直接与可编程控制器相连接的温度传感器。本发明提供一种窑炉节能双信号处理智能控制系统，能够智能的完成对燃气与空气的配比过程，提高了燃气利用率，更好的节省了生产物资，降低了企业的生产成本。
权利要求	1.窑炉节能双信号处理智能控制系统，其特征在于：包括可编程控制器，连接在可编程控制器上的电源，分别与可编程控制器相连接的燃气调压阀和变频器，与燃气调压阀相连接的燃气喷嘴，与变频器相连接的高压风机，与高压风机相连接的空气喷嘴，同时与燃气喷嘴和空气喷嘴相连接的混合腔，与混合腔相连接的燃烧器，以及分别与可编程控制器相连接的远程监控设备、触控屏和数据存储器；远程控制器通过设置在其上的信号接收器与设置在可编程控制器上的信号发射器无线连接；在燃气喷嘴上设置有燃气压力传感器，且该燃气压力传感器通过燃气信号模数转换电路与可编程控制器相连接；在空气喷嘴上设置有空气压力传感器，且该空气压力传感器通过空气信号转换电路与可编程控制器相连接；燃烧器上设置有直接与可编程控制器相连接的温度传感器；所述燃气信号模数转换电路的信号输入端与燃气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端口相连接；所述空气信号转换电路的信号输入端与空气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端端口相连接。 2.根据权利要求1所述的窑炉节能双信号处理智能控制系统，其特征在于：所述燃气压力传感器设置在燃气喷嘴的内壁上；所述空气压力传感器设置在空气喷嘴的内壁上。 3.根据权利要求2所述的窑炉节能双信号处理智能控制系统，其特征在于：所述混合腔设置有两个气体入口与一个气体出口，其中一个气体入口与燃气喷嘴相连接、另一个气体入口与空气喷嘴相连接，气体出口则与燃烧器的进气口相连接。 4.根据权利要求3所述的窑炉节能双信号处理智能控制系统，其特征在于：所述温度传感器设置在燃烧器的点火口处。 5.根据权利要求4所述的窑炉节能双信号处理智能控制系统，其特征在于：所述燃气信号模数转换电路由集成芯片U1，运算放大器P1，三极管VT1，正极经电阻R1后与运算放大器P1的负输入端相连接、负极与集成芯片U1的OUTPUT管脚相连接的电容C1，正极与运算放大器P1的负输入端相连接、负极与电容C1的负极相连接的电容C2，正极接地、负极与运算放大器P1的正输入端相连接的电容C3，与电容C3并联设置的电阻R2，负极与电容C2的负极相连接、正极经电阻R3后与运算放大器P1的输出端相连接的电容C4，P极接地、N极与电容C4的正极相连接的二极管D1，一端与电容C4的正极相连接、另一端与集成芯片U1的INPUT管脚相连接的电阻R4，一端接12V电源、另一端与集成芯片U1的A/C管脚相连接的电阻R5，正极与集成芯片U1的A/C管脚相连接、负极与集成芯片U1的GND管脚相连接的电容C5，负极接地、正极与集成芯片U1的VS管脚相连接的电容C6，一端与电容C6的正极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R6，一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R7，一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接的电阻R8，一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端接地的电阻R9，一端与电阻R9的接地端相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接、滑动端经电容C7后与三极管VT1的集电极相连接的滑动变阻器RP1，一端与电容C6的正极相连接、另一端与集成芯片U1的THR管脚相连接的电阻R10，正极与集成芯片U1的THR管脚相连接、负极接地的电容C8，以及与电容C8并联设置的电阻R11组成；其中，集成芯片U1的型号为LM331，电容C5的负极接地，电容C6的正极接12V电源，电容C1的正极作为该燃气信号模数转换电路的信号输入端，集成芯片U1的FOUT管脚作为该燃气信号模数转换电路的信号输出端。 6.根据权利要求5所述的窑炉节能双信号处理智能控制系统，其特征在于：所述空气信号转换电路由集成芯片U2，集成芯片U3，运算放大器P2，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，正极与三极管VT2的基极相连接、负极接地的电容C9，一端与电容C9的正极相连接、另一端经电阻R13后与三极管VT2的集电极的电阻R12，正极与电阻R12和电阻R13的连接点相连接、负极经电阻R14后与三极管VT3的集电极相连接的电容C11，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R15后与三极管VT3的发射极相连接的电容C10，正极与集成芯片U2的Vout管脚相连接、负极接地的电容C12，正极与电容C12的正极相连接、负极与电容C12的负极相连接的电容C13，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R17后与运算放大器P2的输出端相连接的电容C14，与电容C14并联设置的电阻R16，以及正极与运算放大器P2的负输入端相连接、负极与运算放大器P2的输出端相连接的电容C15组成；其中，集成芯片U2的型号为ADR1533B，集成芯片U3的型号为AD5542C，电容C11的正极接12V电源，三极管VT2的发射极与三极管VT3的基极相连接，三极管VT3的发射极与集成芯片U2的Vin管脚相连接，集成芯片U2的GND管脚接地，电容C13的正极同时与集成芯片U3的REFS管脚和REFF管脚相连接，集成芯片U3的DGND管脚、AGNDF管脚和AGNDS管脚相连接且接地，集成芯片U3的VDD管脚接12V电源，集成芯片U3的RFB管脚与三极管VT4的基极相连接，运算放大器P2的正输入端与集成芯片U3的INV管脚相连接，运算放大器P2的负输入端与集成芯片U3的Vout管脚相连接，三极管VT2的基极作为该空气信号转换电路的信号输入端，运算放大器P2的输出端作为该空气信号转换电路的信号输出端。
说明书全文	窑炉节能双信号处理智能控制系统技术领域 [0001] 本发明属于陶瓷窑炉智能操作领域，具体是指一种窑炉节能双信号处理智能控制系统。背景技术 [0002] 现今的工业生产中，工业窑炉常以燃气作为热源，而燃烧时燃气与空气的配比是否合理则直接影响了工业窑炉的能耗的大小。空气量过少时，燃气的燃烧不完全，而不完全燃烧所产生的物质中含有大量污染环境的物质，同时也造成了燃气能源的浪费；当空气量过大时，过量的空气排出时又带走大量的热量，加大了热量的损失。发明内容 [0003] 本发明的目的在于克服上述问题，提供一种窑炉节能双信号处理智能控制系统，能够智能的完成对燃气与空气的配比过程，提高了燃气利用率，更好的节省了生产物资，降低了企业的生产成本。 [0004] 本发明的目的通过下述技术方案实现： [0005] 窑炉节能双信号处理智能控制系统，包括可编程控制器，连接在可编程控制器上的电源，分别与可编程控制器相连接的燃气调压阀和变频器，与燃气调压阀相连接的燃气喷嘴，与变频器相连接的高压风机，与高压风机相连接的空气喷嘴，同时与燃气喷嘴和空气喷嘴相连接的混合腔，与混合腔相连接的燃烧器，以及分别与可编程控制器相连接的远程监控设备、触控屏和数据存储器；远程控制器通过设置在其上的信号接收器与设置在可编程控制器上的信号发射器无线连接；在燃气喷嘴上设置有燃气压力传感器，且该燃气压力传感器通过燃气信号模数转换电路与可编程控制器相连接；在空气喷嘴上设置有空气压力传感器，且该空气压力传感器通过空气信号转换电路与可编程控制器相连接；燃烧器上设置有直接与可编程控制器相连接的温度传感器；所述燃气信号模数转换电路的信号输入端与燃气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端口相连接；所述空气信号转换电路的信号输入端与空气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端端口相连接。 [0006] 作为优选，所述燃气压力传感器设置在燃气喷嘴的内壁上；所述空气压力传感器设置在空气喷嘴的内壁上。 [0007] 作为优选，所述混合腔设置有两个气体入口与一个气体出口，其中一个气体入口与燃气喷嘴相连接、另一个气体入口与空气喷嘴相连接，气体出口则与燃烧器的进气口相连接。 [0008] 作为优选，所述温度传感器设置在燃烧器的点火口处。 [0009] 进一步的，所述燃气信号模数转换电路由集成芯片U1，运算放大器P1，三极管VT1，正极经电阻R1后与运算放大器P1的负输入端相连接、负极与集成芯片U1的OUTPUT管脚相连接的电容C1，正极与运算放大器P1的负输入端相连接、负极与电容C1的负极相连接的电容C2，正极接地、负极与运算放大器P1的正输入端相连接的电容C3，与电容C3并联设置的电阻R2，负极与电容C2的负极相连接、正极经电阻R3后与运算放大器P1的输出端相连接的电容C4，P极接地、N极与电容C4的正极相连接的二极管D1，一端与电容C4的正极相连接、另一端与集成芯片U1的INPUT管脚相连接的电阻R4，一端接12V电源、另一端与集成芯片U1的A/C管脚相连接的电阻R5，正极与集成芯片U1的A/C管脚相连接、负极与集成芯片U1的GND管脚相连接的电容C5，负极接地、正极与集成芯片U1的VS管脚相连接的电容C6，一端与电容C6的正极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R6，一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R7，一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接的电阻R8，一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端接地的电阻R9，一端与电阻R9的接地端相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接、滑动端经电容C7后与三极管VT1的集电极相连接的滑动变阻器RP1，一端与电容C6的正极相连接、另一端与集成芯片U1的THR管脚相连接的电阻R10，正极与集成芯片U1的THR管脚相连接、负极接地的电容C8，以及与电容C8并联设置的电阻R11组成；其中，集成芯片U1的型号为LM331，电容C5的负极接地，电容C6的正极接12V电源，电容C1的正极作为该燃气信号模数转换电路的信号输入端，集成芯片U1的FOUT管脚作为该燃气信号模数转换电路的信号输出端。 [0010] 再进一步的，所述空气信号转换电路由集成芯片U2，集成芯片U3，运算放大器P2，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，正极与三极管VT2的基极相连接、负极接地的电容C9，一端与电容C9的正极相连接、另一端经电阻R13后与三极管VT2的集电极的电阻R12，正极与电阻R12和电阻R13的连接点相连接、负极经电阻R14后与三极管VT3的集电极相连接的电容C11，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R15后与三极管VT3的发射极相连接的电容C10，正极与集成芯片U2的Vout管脚相连接、负极接地的电容C12，正极与电容C12的正极相连接、负极与电容C12的负极相连接的电容C13，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R17后与运算放大器P2的输出端相连接的电容C14，与电容C14并联设置的电阻R16，以及正极与运算放大器P2的负输入端相连接、负极与运算放大器P2的输出端相连接的电容C15组成；其中，集成芯片U2的型号为ADR1533B，集成芯片U3的型号为AD5542C，电容C11的正极接12V电源，三极管VT2的发射极与三极管VT3的基极相连接，三极管VT3的发射极与集成芯片U2的Vin管脚相连接，集成芯片U2的GND管脚接地，电容C13的正极同时与集成芯片U3的REFS管脚和REFF管脚相连接，集成芯片U3的DGND管脚、AGNDF管脚和AGNDS管脚相连接且接地，集成芯片U3的VDD管脚接12V电源，集成芯片U3的RFB管脚与三极管VT4的基极相连接，运算放大器P2的正输入端与集成芯片U3的INV管脚相连接，运算放大器P2的负输入端与集成芯片U3的Vout管脚相连接，三极管VT2的基极作为该空气信号转换电路的信号输入端，运算放大器P2的输出端作为该空气信号转换电路的信号输出端。 [0011] 本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： [0012] (1)本发明能够自动收集燃气与空气的压力信息，以此作为判断燃气与空气混合比例的参数，通过可编程控制器自动调整风机的运行情况，完成了对燃气与空气混合比例的调整，以使得混合气体达到最优值，大大提高了系统的智能性，降低了操作难度，进一步节省了企业的生产资金。 [0013] (2)本发明设置有燃气信号模数转换电路，能够很好的将燃气压力传感器的反馈信号进行模数转换，使得该信号能够更好的被可编程控制器所识别，从而提高了可编程控制器的控制精度。 [0014] (3)本发明设置有空气信号转换电路，能够很好的将空气压力传感器中的的压力信号进行模数转换，使得该信号能够更好的被可编程控制器所识别，从而提高了可编程控制器的控制精度。附图说明 [0015] 图1为本发明的结构框图。 [0016] 图2为本发明的燃气信号模数转换电路的电路图。 [0017] 图3为本发明的空气信号转换电路的电路图。具体实施方式 [0018] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 [0019] 实施例 [0020] 如图1所示，窑炉节能双信号处理智能控制系统，包括可编程控制器，连接在可编程控制器上的电源，分别与可编程控制器相连接的燃气调压阀和变频器，与燃气调压阀相连接的燃气喷嘴，与变频器相连接的高压风机，与高压风机相连接的空气喷嘴，同时与燃气喷嘴和空气喷嘴相连接的混合腔，与混合腔相连接的燃烧器，以及分别与可编程控制器相连接的远程监控设备、触控屏和数据存储器；远程控制器通过设置在其上的信号接收器与设置在可编程控制器上的信号发射器无线连接；在燃气喷嘴上设置有燃气压力传感器，且该燃气压力传感器通过燃气信号模数转换电路与可编程控制器相连接；在空气喷嘴上设置有空气压力传感器，且该空气压力传感器通过空气信号转换电路与可编程控制器相连接；燃烧器上设置有直接与可编程控制器相连接的温度传感器；所述燃气信号模数转换电路的信号输入端与燃气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端口相连接；所述空气信号转换电路的信号输入端与空气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端端口相连接。 [0021] 所述燃气压力传感器设置在燃气喷嘴的内壁上；所述空气压力传感器设置在空气喷嘴的内壁上。所述混合腔设置有两个气体入口与一个气体出口，其中一个气体入口与燃气喷嘴相连接、另一个气体入口与空气喷嘴相连接，气体出口则与燃烧器的进气口相连接。所述温度传感器设置在燃烧器的点火口处。远程监控设备为带显示器的计算机。 [0022] 使用时，燃气信号模数转换电路将设置在燃气喷嘴中的燃气压力传感器中的压力信息传送给可编程控制器，可编程控制器通过录入的参数对燃气调压阀进行调控，从而使得燃气喷嘴处的燃气压力达到预设值；同理空气信号转换电路将设置在空气喷嘴中的空气压力传感器中的压力信息传送给可编程控制器，可编程控制器根据录入的参数对变频器进行调控，从而到达调整高压风机的目的，最终使得空气喷嘴中的空气压力达到预设值；燃气与空气分别通过燃气喷嘴与空气喷嘴进入混合腔中进行混合，混合后的混合气体在燃烧器中被点燃进而作为热源进行加热，而设置在燃烧器点火口出的温度传感器则实时的将火焰的温度信息传递给可编程控制器，可编程控制器则根据实际需求调整燃气与空气的压力与混合比使得燃烧器的火焰温度达到预设值。 [0023] 可编程控制器中的运行参数与预设参数通过触控屏进行显示与修改，可编程控制器中的预设参数可以设置多套，多余的参数设置将被存储在数据存储器中，在下次使用时直接调出即可。在使用过程中，可编程控制器将实时的参数数据通过信号发射器发送给设置有信号接收器的远程监控设备，相关的操作人员可以通过远程监控设备完成对设备运行的监控，进而能够在设备运行数据异常时即时的对设备进行检修维护。 [0024] 如图2所示，燃气信号模数转换电路由集成芯片U1，运算放大器P1，三极管VT1，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电容C6，电容C7，电容C8，滑动变阻器RP1，二极管D1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，以及电阻R11组成。 [0025] 连接时，电容C1的正极经电阻R1后与运算放大器P1的负输入端相连接、负极与集成芯片U1的OUTPUT管脚相连接，电容C2的正极与运算放大器P1的负输入端相连接、负极与电容C1的负极相连接，电容C3的正极接地、负极与运算放大器P1的正输入端相连接，电阻R2与电容C3并联设置，电容C4的负极与电容C2的负极相连接、正极经电阻R3后与运算放大器P1的输出端相连接，二极管D1的P极接地、N极与电容C4的正极相连接，电阻R4的一端与电容C4的正极相连接、另一端与集成芯片U1的INPUT管脚相连接，电阻R5的一端接12V电源、另一端与集成芯片U1的A/C管脚相连接，电容C5的正极与集成芯片U1的A/C管脚相连接、负极与集成芯片U1的GND管脚相连接，电容C6的负极接地、正极与集成芯片U1的VS管脚相连接，电阻R6的一端与电容C6的正极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接，电阻R7的一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接，电阻R8的一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接，电阻R9的一端与集成芯片U1的CUAREN管脚相连接、另一端接地，滑动变阻器RP1的一端与电阻R9的接地端相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接、滑动端经电容C7后与三极管VT1的集电极相连接，电阻R10的一端与电容C6的正极相连接、另一端与集成芯片U1的THR管脚相连接，电容C8的正极与集成芯片U1的THR管脚相连接、负极接地，电阻R11与电容C8并联设置。 [0026] 其中，集成芯片U1的型号为LM331，电容C5的负极接地，电容C6的正极接12V电源，电容C1的正极作为该燃气信号模数转换电路的信号输入端，集成芯片U1的FOUT管脚作为该燃气信号模数转换电路的信号输出端；该信号输入端与燃气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端口相连接。 [0027] 如图3所示，空气信号转换电路由集成芯片U2，集成芯片U3，运算放大器P2，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电容C9，电容C10，电容C11，电容C12，电容C13，电容C14，以及电容C15组成。 [0028] 连接时，电容C9的正极与三极管VT2的基极相连接、负极接地，电阻R12的一端与电容C9的正极相连接、另一端经电阻R13后与三极管VT2的集电极，电容C11的正极与电阻R12和电阻R13的连接点相连接、负极经电阻R14后与三极管VT3的集电极相连接，电容C10的正极与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R15后与三极管VT3的发射极相连接，电容C12的正极与集成芯片U2的Vout管脚相连接、负极接地，电容C13的正极与电容C12的正极相连接、负极与电容C12的负极相连接，电容C14的正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R17后与运算放大器P2的输出端相连接，电阻R16与电容C14并联设置，电容C15的正极与运算放大器P2的负输入端相连接、负极与运算放大器P2的输出端相连接。 [0029] 其中，集成芯片U2的型号为ADR1533B，集成芯片U3的型号为AD5542C，电容C11的正极接12V电源，三极管VT2的发射极与三极管VT3的基极相连接，三极管VT3的发射极与集成芯片U2的Vin管脚相连接，集成芯片U2的GND管脚接地，电容C13的正极同时与集成芯片U3的REFS管脚和REFF管脚相连接，集成芯片U3的DGND管脚、AGNDF管脚和AGNDS管脚相连接且接地，集成芯片U3的VDD管脚接12V电源，集成芯片U3的RFB管脚与三极管VT4的基极相连接，运算放大器P2的正输入端与集成芯片U3的INV管脚相连接，运算放大器P2的负输入端与集成芯片U3的Vout管脚相连接，三极管VT2的基极作为该空气信号转换电路的信号输入端，运算放大器P2的输出端作为该空气信号转换电路的信号输出端；该信号输入端与空气压力传感器相连接、信号输出端与可编程控制器的信号输入端端口相连接。 [0030] 如上所述，便可很好的实现本发明。

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