CN86108732A - 空分切换换热器的可编程序控制方法 - Google Patents

Abstract

空分切换换热器的程序控制方法，特别是一种可编程序控制器外加多通电磁阀和调节阀控制空分切换换热器的方法。

采用可编程序控制方法可省去传统的射流码盘程序讯号器，以及该系统中的全部定时器，小升压器、大升压器等一系列设备，大大地简化了控制过程，提高了控制精度。

Description

本发明是关于可编程序控制器加电磁阀系统用于控制空分切换换热器的方法。

过去，在空分切换换热器系统中，人们都是采用凸轮程序讯号器外加一套升压器，用于控制调节阀。由于凸轮机构的结构复杂、精密度差、时序固定，因此，故障率较高。后来，人们抛弃了凸轮程序讯号器，采用了较为先进的由同步马达带动码盘旋转的射流程序讯号器，外加一套升压器，用于控制调节阀。这种射流讯号器结构比较简单，精度较高，故障率也较低。但是，换热器的切换动作是间歇式的，码盘每旋转90度，就要停转半分钟至4分钟，然后继续旋转。码盘的起动与停止仍要外配复杂的定时器、记忆计时器和继电线路来控制码盘马达，这就使得系统的可靠性下降。同时，射流程序讯号器对气源的要求高，所用空气不易满足要求。若用氮气，引入控制室仪表盘后，会污染环境，危及操作人员的身体健康。此外，射流信号的功率都较小，一般需用射流信号来控制小升压器，小升压器控制大升压器，再由大升压器来控制调节阀。这样，环节很多，其中任何一个元件发生故障，都会导致系统的错误。由于这种控制过程是采用气动系统，对现场阀门的动作无反馈，当执行机构或阀门本身有故障而不动作时，过程会照样进行，直至工艺发生变化或发生异常警报时，人们才能采取挽救措施，这样，对于生产是极为不利的。

本发明的目的，是提出一种可编程序控制器外加电磁阀系统，用来控制空分切换换热器的方法。更确切地说，本发明是一种用可编程序控制器来当作程序讯号器，控制多通电磁阀的开闭，以控制气路的切换，来完成调节阀动作的程序控制方法。

本发明的特征在于采用一台可编程序控制器来取代传统的射流程序讯号器及其全部定时器、继电线路盘，用于控制空分切换换热器。

本发明全部采用电控程序，无气动系统，因此，可克服气路的滞后现象，提高了控制精度。在程序定时中，调用了可编程序控制器中的非挥发性贮存器，若发生瞬时停电，程序步骤仍按停电前的状态进行，抗干扰能力较强。此外，本系统中还设计了手动控制开关。当可编程序控制器万一出现故障时，可以手动控制调节阀的切换，也可在运行中采用自动-手动双向无扰动切换。

本发明所提出的控制系统，还可在现场的调节阀上安装阀位开关，将动作触点引入程序，进行步进判断。如果动作信号已发出，但阀没有动作，系统会在规定的时间内报警或程序步进等待。这时的阀门反馈信号是实际信号，不会出现误动作，因此，故障的报知及时。

下面将结合附图对本发明的内容进行详细的叙述。

图1是空分切换换热器的流程图。

图3是传统的射流码盘程序控制器加气动升压器的控制系统方框图。

图4是本发明所提出的可编程序控制器加多通电磁阀控制空分切换换热器的方框图，也是本发明的优选实施方案。

从图1可以看出，空分切换换热器有八个，分热段（1、2、3、4）和冷段（5、6、7、8）。每个换热器有两个引管。冷段和热段相连，热段的引管和调节阀管线相连（如图中实线所示）。切换工作状态要求左、右引管每隔一定时间交替上行通空气，下行通污氮。切换换热的冷源由液氮和液氧的汽化过程提供（如图中虚线所示）。上行所通空气是将空气原料经过切换换热器，使其冷至液态，为后续工艺提供原料。下行通污氮，使切换换热器翅片表面上，由于空气通过时，被冻结的水份和二氧化碳等杂质通过污氮的流出而升华。随着污氮气体从切换换热器中排出，装置就能连续工作。因此，装置中设计了图中所示的QD101～QD114共14个调节阀，按一定的程序动作，使其达到工艺要求。

QD101～QD104通过空气。

QD105～QD108通过污氮。

QD109～QD110是为了系统平衡而瞬时开启的均压阀。

QD111～QD112当污氮回收去水预冷系统时打开。

QD113～QD114当污氮排空时打开。

调节阀的动作时序如下：

起始状态：第一切换周期开始：QD101、QD106、QD103、QD108开，其余关闭。换热器左引管通空气，右引管吹污氮，使杂质升华。1.6秒时，QD101、QD106关闭，1、2段停止进空气。2.4秒至4.8秒时，QD109打开，左右引管均压。同时，在2.4秒至8秒，111阀或113阀打开，排放污氮。5.6秒时，QD102、QD105开，1、2段右引管进空气，左引管吹污氮，到14.4秒时，1、2段切换完毕。第一切换周期结束，阀状态保持4分钟左右。然后开始第二切换周期。在第一切换周期后的16秒时，QD103、QD108关闭，3、4段停止通入空气，16.8秒至19.2秒时，QD110打开，左右管均压。在16.8至22.4秒的同时，QD112或114打开，污氮排出。20秒时，QD104、QD107打开，3、4段右引管进空气，左管吹污氮，到28.8秒，3、4段切换完毕，第二周期切换结束。保持4分钟后，开始第三切换周期。

第二周期后的30.4秒时，QD102、QD105关闭，1、2段停止进空气。31.2秒至33.6秒，QD109打开，左右管均压。在31.2秒至36.8秒的同时，QD111或113打开，污氮排出，34.4秒时，QD101、QD106打开，左引管进空气，右引管吹污氮。到43.2秒，第三切换周期完毕。阀状态保持4分钟后，开始第四切换周期。第三切换周期后的44.8秒，QD104、QD107关闭，3、4段停止进空气。45.6秒至48秒，QD110打开，左右管均压。在45.6秒至51.2秒的同时，QD112或QD114打开，污氮排出。48.8秒时，QD103、QD108打开，3、4段左引管进空气，右引管吹污氮。继而，各阀回到起始状态，保持4分钟后，又依次开始一、二、三、四切换周期，周而复始，连续工作下去。调节阀的动作时序如图2所示。

从图3可以看出，传统的射流码盘程序控制系统由一系列定时器、射流讯号器、手动三通阀、小升压器、大升压器和气动蝶阀等组成，机构非常复杂，因而故障率较高。

图4是本发明所提出的可编程序控制系统，只由可编程序控制器、多通电磁阀和调节阀三部份组成，省掉了传统的射流码盘程序讯号器以及控制系统中的定时器、小升压器和大升压器等一系列设备，大大地简化了控制过程，提高了控制精确度。本系统中所用的可编程序控制器可以是任何一种多功能程序控制器。（例如，日本富士电机μTMINI多功能程序控制器）。控制器的程序可根据空分切换换热器的工艺要求编制。

Claims (3)

1、一种空分切换换热器的可编程序控制方法，其特征在于用一台可编程序控制器当作程序讯号器来控制电磁阀的开闭，以控制调节阀气路的切换来完成调节阀的动作。

2、按照权利要求1的程序控制方法，其特征在于可编程序控制器所控制的是一个多通电磁阀，而不是小升压器和大升压器。

3、按照权利要求2的方法，其特征在于由多通电磁阀直接控制调节阀来构成空分切换换热器的控制系统。

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