电开水炉温度监测与显示.doc

电开水炉温度监测与显示指导老师：胡国良班级：铁道自动化092组长： 蔺军成员：孙明富 陈樟生 刘劼 萧丹实验所需原件序号元件符号元件名称数值数量1R1热敏电阻15012R2电阻15013R3电阻15014R4电阻15015R5电阻10K16R6电阻10K17R7电阻10K18R8电阻10K19R9电阻470K110R10电阻1M11R11电阻100K112R12电阻100113R13电阻360114RP1滑动电阻1K115RP2滑动电阻500K116RP3滑动电阻200K117RP4滑动电阻5K118C1电容0.22UF119C2电容0.047UF120C3电容0.1UF121C4电容101UF122AB热电偶123LED数码管共阳板424LCL7107A/D数码转换125LM324运算放大器126DIP40集成块插座22771P14排线43人用4芯排线2.5米128万能板129R114电阻22K1一：热电偶传感器、1热电偶的优点：热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点有：测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269(如金铁镍铬)，最高可达+2800(如钨-铼)。构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。2 热电偶测温系统的工作原理 ： 1：电阻R2、R3、R4和Rt构成惠斯通电桥，其中Rt是作为温度补偿，补偿室温，使得在室温下有一定的输出，消除室温对测量结果的影响。2K的电位器是用来补偿热电偶的零漂，和对电桥进行调零。：个10的电阻是用来作为运放的输入电阻。该系统用了两级运放，第一级的运放可以放大50倍，第二级运放可以放大20倍，两级放大都是反向放大。整个系统的最大放大倍数为1000倍，通过调节500K和200K的电位器可以调节整个系统的放大倍数。3：1的电阻起输入电流的作用。：ICL7107为三位半A/D转换器芯片，可以直接把热电偶测得的模拟信号转换成数字信号，然后直接驱动数码管把温度显示出来。5：0.22uf;0.047uf电容和470K的电阻为ICL7107内部放大器的阻容缓冲电路，保护芯片的。6：5的电位器为ICL7107芯片提供适当的基准电压。7：C+和C-端节的0.1uf电容为基准稳压电源内部滤波。8：osc3，osc2，osc1之间接的101pf电容和100电阻构成振荡电路，为ICL7107提供时钟源。9：ICL7107芯片的37脚是测试端，通过10的电阻接到的电源上，就可以使数码管显示，从而测试数码管的好坏。10：LED1LED4为共阳极的数码管，作为显示温度值用的。11：100的限流电阻，限制数码管的电流。LED2的dp引脚通过360的限流电阻直接接地，直接显示小数点。整个系统的工作原理：当温度发生变化时，热电偶就会产生一个热电势，这个电势通过运放的两级放大之后，经过把一个信号通过一个的限流电阻送到ICL7107芯片中，为三位半转换器芯片，把输入模拟信号转换成数字信号，并驱动数码管显示相应的温度。3 热电偶的结构：热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 4 热电偶测温系统图二：LED数码管1定义： LED数码管以发光二极管作为发光单元，颜色有单红、黄、蓝、绿、白，七彩效果，它属于一种照明装饰、亮化灯具。LED数码管工作原理：是由红绿蓝三基色混色实现七种颜色的变化，采用输出波形的脉宽调制， 即调节LED灯导通的占空比，在扫描速度很快的情况下,利用人眼的视觉惰性达到渐变的效果。一根灯管通过内控芯片，能够分段变化出七种不同颜色，并产生渐变、闪变、扫描、追逐、流水等各种效果，灯管长度可任意选择（单位：米）。抗紫外线照射，防水、防潮。2产品特点： 1.LED数码管以发光二极管作为发光单元，颜色有单红、蓝、绿，白，七彩效果。单色，分段全彩管可用大楼，道路，河堤轮廓亮化，LED数码管可均匀排布形成大面积显示区域，可显示图案及文字，并可播放不同格式的视频文件。通过电脑下flash、动画、文字等文件，或使用动画设计软件设计个性化画，播放各种动感变色的图文效果； 2.可放在PCB电路板上按红绿兰顺序呈直线排列，以专用驱动芯片控制，构成变化无穷的色彩和图形。外壳采用阻燃PC塑料制作，强度高，抗冲击，抗老化，防紫外线，防尘，防潮。LED护栏管具有功耗小，无热量，耐冲击，长寿命等优点，配合控制器，即可实现流水，渐变，跳变，追逐等效果。如果应用于大面积工程中，连接电脑同步控制器，还可显示图案，动画视频等效LED数码全彩灯管可以组成一个模拟LED显示屏，模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符，可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制；可以显示各式各样的全彩动态效果。控制系统采用三泰VISS专用灯光编程软件编辑，数码管控制花样更改方便，只需将编辑生成的花样格式文件复制进CF卡即可，数码管控制器可以单独控制，也可多台联机控制，数码管安装编排方式任意，适合各种复杂工程需求。数码管、控制器以及电源等以标准公母插头连接，方便快捷，并具有独特的外形设计，全新的户外防水结构 3技术参数：规格： （有圆形、半圆形、D形）； 直径有:30mm、40mm、50mm、80mm、100mm、 110mm 颜色：单红，黄，蓝，绿，白，七彩； 外壳颜色：乳白； 性能：防水，防尘，防紫外线，耐压，耐破裂，耐高低温，耐燃，超强抗冲击老化； 防护等级：IP65级； 工作电压范围：24V-220V； 工作功率：8-12W； 工作环境：-40度-+75度。 正常寿命：80,000小时 三：LM324运算放大器1324简介： LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。 2 LM324的特点：1.短跑保护输出2.真差动输入级3.可单电源工作：3V-32V4.低偏置电流：最大100nA5.每封装含四个运算放大器。6.具有内部补偿的功能。7.共模范围扩展到负电源8.行业标准的引脚排列9.输入端具有静电保护功能四：ICL7107 ICL7107是一块应用非常广泛的集成电路。它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。本文主要介绍其管脚及主要参数,后续文章将介绍ICL7107的应用及注意事项.ICL7107引脚图及引脚功能介绍：V和V-分别为电源的正极和负极，au-gu,aT-gT,aH-gH：分别为个位、十位、百位笔画的驱动信号，依次接个位、十位、百位LED显示器的相应笔画电极。Bck：千位笔画驱动信号。接千位LEO显示器的相应的笔画电极。PM：液晶显示器背面公共电极的驱动端，简称背电极。Oscl-OSc3 ：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定： Fosl = 0.45/RCCOM ：模拟信号公共端，简称“模拟地”，使 用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连。TEST ：测试端，该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地，故也称“逻辑地”或“数字地”。VREF VREF- ：基准电压正负端。CREF：外接基准电容端。INT：27是一个积分电容器，必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件IN和IN- ：模拟量输入端，分别接输入信号的正端和负端。AZ：积分器和比较器的反向输入端，接自动调零电容CAz 。如果应用在200mV满刻度的场合是使用0.47F，而2V满刻度是0.047F。BUF：缓冲放大器输出端，接积分电阻Rint。其输出级的无功电流( idling current )是100A，而缓冲器与积分器能够供给20A的驱动电流，从此脚接一个Rint至积分电容器，其值在满刻度200mV时选五：热电偶测温不准的原因及处理方法热电偶测温不准的原因及处理方法如下：a热电偶的补偿导线接反。这主要是基建时出现的问题，负责接线的人员一时的粗心造成，属人为因数。当出现热电偶的补偿导线接反情况时，操作员控制站上的显示通常比实际值偏大或偏小（根据通道测量回路而定）。b热电偶的补偿导线绝缘层被磨破，造成信号回路接地。这主要是因为补偿导线较硬，而且在接线盒内又未被安放平整，处理故障时多次旋拧接线盒盖碰到补偿导线而将其磨破。此类故障反映在操作员控制站上其温度示值一般偏小。c接线盒内接线端子接触不良。因补偿导线和热电偶的导线都比较硬，所以现场检修时紧固接线比较困难，有时候开始把导线拧紧了但过段时间随着导线的变形又松了。此类故障反映在操作员控制站上的温度示值为无显示或显示值超量程。d补偿电阻故障。此类故障表现为热电偶接上后温度显示值缓慢上升或下降。e锅炉尾部烟道测量热电偶故障率较高。停机检修时将热电偶拆下发现热电偶的头部包括护套管被烟气冲刷后严重磨损，将护套管改由耐磨钢材料制成后，才消除了此类故障隐患。f信号屏蔽系统DCS柜内接地不良。此类故障极容易造成电荷在信号线上积累，引起信号漂移或晃动。由于该问题故障点较难查明，通常的处理方法是解开信号线，对其进行对地放电处理。g温度输入信号经隔离器后故障，反映在操作员控制站上的温度值信号异常。更换隔离器后正常。以上是检修时经常碰到的问题，但在查找这些故障时，建议先用万用表在DCS 的I/O端子柜上测量输入的电压值，这样可以迅速判断出是就地测量端问题还是DCS部分的问题，对于多点输入还可同另外几支热电偶信号进行比较。如判断不出再行解线测量其电阻值，通常热电偶的电阻值为100左右。六：实验调试调试注意事项：1电源对地电阻不得小于2k,否则不允许送电.2.所领电源应先用万用表检查各输出电压.如有问题1.必须将板子焊接检查无误后方可进行调试。板子各立即向老师反应.3.板子各引出线应长约25cm，以便作业。各连接