CN109626335A - 臭氧发生器稳定控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了臭氧发生器稳定控制系统，包括制备臭氧的主回路模块，所述主回路模块连接有用于控制产生臭氧的控制模块，且臭氧产生量由控制模块进行调节控制。本发明配有PLC控制和触摸屏人机对话界面，应用灵活，具有通讯和自诊功能，使整个工作过程实行智能化控制，全程在线监测，并且通过设定触摸屏“设定输出电流”的大小来调节臭氧产量可适用于用户不同使用要求下对臭氧产量的需求，使用户节省了对设备的投资。
Description
技术领域
本发明涉及一种臭氧发生器控制系统，具体的说，涉及一种臭氧产量能够随意调节，运行稳定，设备使用寿命长，浓度高，电耗低，应用灵活，整个工作过程实现智能化控制，全程在线监测的臭氧发生器稳定控制系统，属于臭氧制备技术领域。
背景技术
臭氧是氧的一种同素异形体，常温下是一种是活泼的淡蓝色有刺激性气味的气体，可自行分解为氧气，可溶于水，自然界中在距地面10-50km的高空存在臭氧层，臭氧可人工合成，供人们有益使用，它是一种强氧化剂、精制剂、催化剂，也是一种广谱高效的杀菌消毒剂，因其高效无残留，所以在制药、食品、化工、生物工程、环保、石油、纺织、香料、印染、造纸等行业中有广泛的应用领域。
工业用的臭氧发生器大多是利用电晕放电法（又叫无声放电）产生臭氧，电晕放电法产生臭氧的原理为：在一对高压交流电极之间形成放电电场，由于介电体的阻挡作用，电流不能直接产生尖端放电，不能形成电弧，当电场强度达到一定强度时就形成电晕放电，当氧气通过此间隙时，在具有一定强度的电场的作用下，一部分氧分子转化为臭氧。
但是目前电晕放电臭氧发生器的各项参数调节技术是手动调节，即在出厂前或到设备使用现场根据监测到的有关参数手动调节设备的电压、电流以及频率等各项参数，并随即固定下来；当设备运行时，电晕放电臭氧发生器电路的各项参数将不会产生变化，致使臭氧发生器的产量固定，效率低下，且功耗增多。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是克服现有臭氧发生器产量固定，效率低下，且功耗多等缺点,提供一种臭氧产量能够随意调节，运行稳定，设备使用寿命长，浓度高，电耗低，应用灵活，整个工作过程实现智能化控制，全程在线监测的臭氧发生器稳定控制系统。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
臭氧发生器稳定控制系统，包括制备臭氧的主回路模块，所述主回路模块连接有用于控制产生臭氧的控制模块，且臭氧产生量由控制模块进行调节控制。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：
所述主回路模块包括与380V三相交流电的A路、B路、C路连接的空气开关，所述空气开关的出线端连接有变频器的三相输入端R脚、S脚、T脚。
进一步优化：所述变频器的输出端L1脚、L2脚连接有变压器的输入端，所述变压器的供电高压极输出端连接到臭氧放电室高压端上。
进一步优化：所述变压器的低压端和臭氧放电室的低压端与设备的外壳相连，所述该设备的外壳可靠接地。
进一步优化：所述变压器为一升压变压器，且该变压器输出端的工作电压一直稳定。
进一步优化：所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器的输出端CMO脚、Y3脚与变频器的输入端COM脚、X1脚连接。
进一步优化：所述PLC控制器的COM口连接触摸屏的通讯端COM2口，使触摸屏通过此通道能够实时显示工作时的各项参数，和用于对PLC控制器输入、修改制备臭氧的输出电流。
进一步优化：所述触摸屏的通讯端COM0口与变频器的通讯端RS485口连接，使变频器通过此通道读取、存储、并处理自触摸屏输入的有关参数，而触摸屏通过此通道修改、调出并显示变频器的相关信息和参数。
进一步优化：所述PLC控制器能够对出水的温度、变压器的油温、臭氧浓度进行实时监测，监测信息通过显示屏进行显示。
进一步优化：所述PLC控制器能够对水位、进气压力、气源压力，和变压器油温、空压机工作状态进行监控并故障报警；报警信息通过显示屏进行显示。
本发明采用上述技术方案，在使用时，首先需要开启空压机，开启冷却水进水阀门，待触摸屏上“水位指示”和“气源压力”，两个指示灯显示“正常”后，然后点击“电源关闭”，待“水位指示”“气源压力”“进气压力”“变压器”都显示“正常”后，点击“臭氧启动”按钮，设备会按照设定好的程序运行，并自动调整设备达到最佳状态。
当需要制备臭氧时，可通过设定触摸屏上“设定输出电流”的大小，PLC控制器按照预先编制的程序对变频器进行控制，使变频器一直调整电源频率，使输出的工作电流一直调整到设定的输出电流，然后再通过变压器的高压输出端在臭氧放电室内放电，当氧气通过此间隙时，在具有一定强度的电场的作用下，氧分子便转化成臭氧，持续工作便可产生稳定的臭氧。
臭氧产量通过设定触摸屏上“设定输出电流”的大小来调节，工作电流减小，臭氧发生器的产量降低；反之，则工作电流增大，臭氧产量升高。
本发明采用上述结构，用一定频率的高压交流电进行电晕放电产生臭氧， 臭氧发生器配有PLC控制和触摸屏人机对话界面，应用灵活，具有通讯和自诊功能，使整个工作过程实行智能化控制，全程在线监测，并且通过设定触摸屏“设定输出电流”的大小来调节臭氧产量可适用于用户不同使用要求下对臭氧产量的需求，使用户节省了对设备的投资。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明在实施例中电控系统的原理图；
图2为本发明在实施例中触摸屏的控制画面一；
图3为本发明在实施例中触摸屏的控制画面二。
具体实施方式
实施例：如图1-3所示，臭氧发生器稳定控制系统，包括制备臭氧的主回路模块，所述主回路模块连接有用于控制产生臭氧的控制模块，且臭氧产生量由控制模块进行调节控制。
如图1所示，所述主回路模块包括与380V三相交流电的A路、B路、C路连接的空气开关，所述空气开关的出线端连接有变频器的三相输入端R脚、S脚、T脚。
所述变频器能够通过调整电源频率来调整输出的电流的大小。
所述变频器的输出端L1脚、L2脚连接有变压器的输入端，所述变压器的供电高压极输出端连接到臭氧放电室高压端上。
所述变压器的低压端和臭氧放电室的低压端与设备的外壳相连，所述该设备的外壳可靠接地。
所述变压器为一升压变压器，且该变压器输出端的工作电压一直稳定。
这样设计，在合上空气开关后，由变频器调整电源频率后，经变压器对臭氧放电室通电，当氧气通过此间隙时，在具有一定强度的电场的作用下，一部分氧分子便转化成臭氧。
所述C路、N路电源连接有开关电源的L脚、N脚，所述380V三相交流电源的C路、N路经过开关电源后输出直流24V电源。
所述开关电源的N脚与N路的连接处设有急停开关。
如图1所示，所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器的电源输入端DC+、DC-脚分别与开关电源输出的24V电源连接。
所述PLC控制器的输出端CMO脚、Y3脚与变频器的输入端COM脚、X1脚连接。
所述PLC控制器的COM口连接触摸屏的通讯端COM2口，所述触摸屏的电源输入端与开关电源输出的24V电源连接。
如图2-3所示，所述触摸屏通过通讯端COM2口与PLC控制器的COM口连接，使触摸屏通过此通道能够实时显示工作时的各项参数，和用于对PLC控制器输入、修改制备臭氧的输出电流。
如图1-3所示，这样设计，能够使PLC控制器通过触摸屏设定输出电流，PLC控制器按照预先编制的程序对变频器进行控制，使变频器一直调整电源频率，通过变频器调整电源频率，可以使输出的工作电流一直调整到设定的输出电流，然后再通过变压器的输出端在臭氧放电室内放电，便产生稳定的臭氧。
通过在触摸屏上“设定输出电流”的大小来调节，工作电流大小，可以调整臭氧发生器的臭氧产量；工作电流减小，臭氧发生器的产量降低；反正，则工作电流增大，臭氧产量升高；使臭氧发生器可适用于用户不同使用要求下对臭氧产量的需求，使用户节省了对设备的投资。
如图1所示，所述触摸屏的通讯端COM0口与变频器的通讯端RS485口连接。
这样设计，能够使变频器通过此通道读取、存储、并处理自触摸屏输入的有关参数，而触摸屏通过此通道修改、调出并显示变频器的相关信息和参数。
所述臭氧放电室设有进气口、冷却水进水口、冷却水出水口以及臭氧气体出口。
通过设置进气口和臭氧气体出口，可以使氧气通过进气口进入臭氧放电室内，为臭氧放电室内提供氧气，随后臭氧放电室内电晕放电产生的臭氧通过臭氧气体出口排出，供使用者使用；
通过设置冷却水进水口、冷却水出水口，可以通过冷却水进水口对臭氧放电室通入冷却水对放电产生的热量进行冷却，最后通过冷却出水口排出使用后的冷却水。
所述臭氧放电室的进气口的外部连通有用于为臭氧放电室内提供气源的空压机，所述空压机的输入端与PLC控制器的CM1脚、Y4脚连接。
这样设计，可以通过触摸屏操作PLC控制器实现远程控制空压机工作。
如图1-3所示，所述PLC控制器能够对出水的温度、变压器的油温、臭氧浓度进行实时监测，模拟量的数据通过显示屏进行显示。
所述PLC控制器的输入端连接有用于检测出水温度的水温传感器，所述水温传感器的两个电源脚分别与PLC控制器的+24V电源脚和GND脚连接。
所述水温传感器的信号输出端与PLC控制器的AD0脚连接，用于将检测得到的出水温度传输给PLC控制器并在触摸屏上实时显示。
所述PLC控制器的输入端连接有用于检测变压器油温的油温传感器，所述油温传感器的两个电源脚分别与PLC控制器的+24V电源脚和GND脚连接。
所述油温传感器的信号输出端与PLC控制器的AD1脚连接，用于将检测得到的变压器油温传输给PLC控制器并在触摸屏上实时显示。
所述水温传感器设置在冷却水出水口处，所述油温传感器设置在变压器油箱中，所述水温传感器和油温传感器为LM35传感器。
所述PLC控制器的输入端连接有用于检测臭氧浓度的臭氧传感器，所述臭氧传感器两接线端之间并联连接有一个电阻，所述该电阻的两接线端分别与PLC控制器上的AD2脚和GND脚连接。
所述臭氧传感器，设置在臭氧气体出口处。
所述臭氧传感器输出的信号电流为4-20mA，且该电流信号通过该电阻形成电压信号，该电压信号通过与PLC控制器上的AD2脚和GND脚连接，可以将该电压信号传送给PLC控制器，使PLC控制器能够实时监控臭氧浓度，并在触摸屏上实时显示。
所述PLC控制器能够对水位、进气压力、气源压力，和变压器油温、空压机工作状态进行实时监控，当检测到的各项并故障报警；报警信息通过显示屏进行显示。
所述PLC控制器的输入端COM脚和X0脚连接有用于检测水位的检测开关SW，所述检测开关SW检测到的水位可发送给PLC控制器并在触摸屏上实时显示。
当检测开关SW检测不到水位时，检测开关SW自动断开，控制PLC控制器发出故障报警信号，报警信息通过显示屏进行显示，使该臭氧发生器停机保护。
所述PLC控制器的输入端COM脚和X1脚连接有用于检测进气压力的检测开关P1，所述检测开关P1检测到的进气压力发送给PLC控制器，所述PLC控制器内设置有进气压力预设阈值。
当检测到的进气压力超过或不足进气压力预设阈值时，该检测开关P1自动断开，控制PLC控制器发出故障报警信号，报警信息通过显示屏进行显示，使该臭氧发生器停机保护。
所述PLC控制器的输入端COM脚和X2脚连接有用于检测气源压力的检测开关P2，所述检测开关P2检测到的气源压力发送给PLC控制器，所述PLC控制器内设置有气源压力预设阈值。
当检测到的气源压力超过或不足气源压力预设阈值时，该检测开关P2自动断开，控制PLC控制器发出故障报警信号，报警信息通过显示屏进行显示，使该臭氧发生器停机保护。
所述述PLC控制器的输入端COM脚和X3脚连接有用于保护变压器因油温过高而损坏的检测开关T,所述PLC控制器内设置有变压器油温预设阈值。
当油温传感器检测到的变压器油温超过变压器油温预设阈值时，该检测开关T自动断开，控制PLC控制器发出故障报警信号，报警信息通过显示屏进行显示，使该臭氧发生器停机保护。
所述PLC控制器的输入端COM脚和X3脚连接有空压机的接触器控制端。
在使用时，首先需要开启空压机，（空压机会延时160秒启动），然后打开冷却水进水阀门，待触摸屏上“水位指示”和“气源压力”，两个指示灯显示“正常”后，然后点击“电源关闭”，待“水位指示”“气源压力”“进气压力”“变压器”都显示“正常”后，点击“臭氧启动”按钮，设备会按照设定好的程序运行，并自动调整设备达到最佳状态。
当需要制备臭氧时，可通过设定触摸屏上“设定输出电流”的大小，PLC控制器接收信号后，PLC控制器按照预先编制的程序对变频器进行控制，使变频器一直调整电源频率，通过变频器调整电源频率，可以使输出的工作电流一直调整到设定的输出电流，然后再通过变压器的输出端在臭氧放电室内放电，当氧气通过此间隙时，在具有一定强度的电场的作用下，氧分子便转化成臭氧，持续工作便可产生稳定的臭氧。
臭氧产量通过设定触摸屏“设定输出电流”的大小来调节，工作电流减小，臭氧发生器的产量降低；反之，则工作电流增大，臭氧产量升高。
本发明采用上述结构，用一定频率的高压交流电进行电晕放电产生臭氧， 臭氧发生器配有PLC控制和触摸屏人机对话界面，应用灵活，具有通讯和自诊功能，使整个工作过程实行智能化控制，全程在线监测，并且通过设定触摸屏“设定输出电流”的大小来调节臭氧产量可适用于用户不同使用要求下对臭氧产量的需求，使用户节省了对设备的投资。
Claims (10)
1.臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：包括制备臭氧的主回路模块，所述主回路模块连接有用于控制产生臭氧的控制模块，且臭氧产生量由控制模块进行调节控制。
2.根据权利要求1所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述主回路模块包括与380V三相交流电的A路、B路、C路连接的空气开关，所述空气开关的出线端连接有变频器的三相输入端R脚、S脚、T脚。
3.根据权利要求2所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述变频器的输出端L1脚、L2脚连接有变压器的输入端，所述变压器的供电高压极输出端连接到臭氧放电室高压端上。
4.根据权利要求3所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述变压器的低压端和臭氧放电室的低压端与设备的外壳相连，所述该设备的外壳可靠接地。
5.根据权利要求4所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述变压器为一升压变压器，且该变压器输出端的工作电压一直稳定。
6.根据权利要求5所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器的输出端CMO脚、Y3脚与变频器的输入端COM脚、X1脚连接。
7.根据权利要求6所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述PLC控制器的COM口连接触摸屏的通讯端COM2口，使触摸屏通过此通道能够实时显示工作时的各项参数，和用于对PLC控制器输入、修改制备臭氧的输出电流。
8.根据权利要求7所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述触摸屏的通讯端COM0口与变频器的通讯端RS485口连接，使变频器通过此通道读取、存储、并处理自触摸屏输入的有关参数，而触摸屏通过此通道修改、调出并显示变频器的相关信息和参数。
9.根据权利要求8所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述PLC控制器能够对出水的温度、变压器的油温、臭氧浓度进行实时监测，监测信息通过显示屏进行显示。
10.根据权利要求9所述的臭氧发生器稳定控制系统，其特征在于：所述PLC控制器能够对水位、进气压力、气源压力，和变压器油温、空压机工作状态进行监控并故障报警；报警信息通过显示屏进行显示。
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