CO和O2理论配比优化燃烧控制仪
本发明公开了一种CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，包括COF核心处理器电路、供电电路、CO探头适配电路、O2探头适配电路、AI输入接口电路、DI输入接口电路、RS232总线通讯接口电路、RS485总线通讯接口电路、WiFi通讯接口电路、DO控制输出接口电路、AO调节输出电路。本发明利用COF（CO+O2）复合燃烧控制技术，分别采用CO探头J1、O2探头J2及AI输入（4～20mA）信号对燃烧后的烟气进行探测处理及燃烧过程所需燃料流量大小进行优化控制调节；可以满足近似理论配比优化燃烧控制需求、从源头上节约燃料，减少CO2和NOX的排放，提高操作过程的可靠性和安全性。本发明控制仪是专为工业炉炉前燃烧控制而设计的，不仅适合于燃烧控制，也适合作烟气检测用。
实用新型
CN202020669760.2
2020-04-28
CN212252701U
2020-12-29
F23N5/20(2006.01)
岳阳钟鼎热工电磁科技有限公司
周海明;黄腾飞;游述怀;甘孝冬;田超;罗智威;杜胜球;车波
414000 湖南省岳阳市岳阳楼区城陵矶临港产业新区永济路
长沙科明知识产权代理事务所(普通合伙)
陈靖
湖南;43
1.一种CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，包括COF核心处理器电路和与COF核心处理器电路相连的供电电路、CO探头适配电路、O2探头适配电路、AI输入接口电路、DI输入接口电路、RS232总线通讯接口电路、RS485总线通讯接口电路、WiFi通讯接口电路、DO控制输出接口电路、AO调节输出电路； CO探头适配电路、O2探头适配电路、AI输入接口电路、DI输入接口电路、RS232总线通讯接口电路、RS485总线通讯接口电路、WiFi通讯接口电路、DO控制输出接口电路、AO调节输出电路都与供电电路相连； COF核心处理器电路包括STM32F103ZET6中心处理器U1和与STM32F103ZET6中心处理器U1相连的第一晶振电路、第二晶振电路、复位电路、运行指示电路、通讯指示电路。 2.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述供电电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C11、第十一电容C11、第十二电容C12、第三发光二极管LED3、第二电源芯片U2和第三电源芯片U3； 第四电阻R4、第五电阻R5、第七电容C7、第八电容C8并接后与第二电源芯片U2的3脚相连，第四电阻R4的另一端连接24V电源，第五电阻R5的另一端、第七电容C7的另一端与第八电容C8的另一端并接后接地，第二电源芯片U2的2脚与第六电阻R6、第九电容C9、第十电容C10并接后与第三电源芯片U3的3脚相连，第六电阻R6的另一端与第三发光二极管LED3的正极相连，第三发光二极管LED3的负极接地，第九电容C9的另一端与第十电容C10的另一端并接后接地，第十一电容C11、第十二电容C12并接在第三电源芯片U3的2脚与1脚之间，第二电源芯片U2的1脚和第三电源芯片U3的1脚都接地。 3.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述CO探头适配电路包括CO探头J1、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十九电容C19、第二十电容C20、第八运放U8； CO探头J1的第一端与24V电源相连，CO探头J1的第二端接地，CO探头J1的第三端与第十七电阻R17、第十九电容C19及第八运放U8的+端相连，第十七电阻R17的另一端与第十九电容C19的另一端并接后接地，第八运放U8的-端与第十八电阻R18、第十九电阻R19的一端相连，第八运放U8的输出端与第十八电阻R18的另一端、第二十电容C20的一端及STM32F103ZET6中心处理器U1的15脚相连，第十九电阻R19的另一端与第二十电容C20的另一端并接后接地； 所述CO探头J1为定电位电解型传感器，CO量程0～500ppm，测量限1500 ppm，灵敏度0.08uA/ppm,分辨率1 ppm,响应时间＜25s，在温度-20℃～40℃，零点漂移最大9 ppm。 4.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述O2探头适配电路包括O2探头J2、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22，第二十一电容C21、第二十二电容C22、第九运放U9； O2探头J2的第一端与24V电源相连，O2探头J2的第二端接地，O2探头J2的第三端与第二十电阻R20、第二十一电容C21及第九运放U9的+端相连，第二十电阻R20的另一端与第二十一电容C21的另一端并接后接地，第九运放U9的-端与第二十一电阻R21、第二十二电阻R22的一端相连，第九运放U9的输出端与第二十一电阻R21的另一端、第二十二电容C22的一端及STM32F103ZET6中心处理器U1的16脚相连，第二十二电阻R22的另一端与第二十二电容C22的另一端并接后接地； 所述O2探头J2的型号为O2-M2，是电化学传感器，适配电路量程0～30%，非线性度＜0.6%，响应时间＜15s。 5.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述AI输入接口电路输入的是4～20mA信号； 所述AI输入接口电路包括第十三电阻R13、第十二电阻R12、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第七运放U7、第十七电容C17、第十八电容C18； 第十三电阻R13、第十二电阻R12及第十七电容C17的一端与输入信号的正端相连，第十七电容的另一端接地，第十三电阻的另一端和第十四电阻的一端连接输入信号的负端，第十四电阻R14的另一端与第十六电阻R16的一端连接第七运放U7的-端，第十六电阻R16的另一端与第十八电容C18的一端接地，第十二电阻R12的另一端和第十五电阻R15的一端连接第七运放U7的+端，第七运放U7的输出端与第十五电阻R15的另一端、第十八电容C18的另一端及STM32F103ZET6中心处理器U1的14脚相连。 6.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述DI输入接口电路由八路光隔离DI电路组成，所述八路光隔离DI电路分别为相同的DI01回路、DI02回路、DI03回路、DI04回路、DI05回路、DI06回路、DI07回路、DI08回路； DI01回路包括第三十三电阻R33、第一光隔离器ICX1、第四发光二极管LED4，第三十三电阻R33的一端与24V电源相连，另一端与第一光隔离器ICX1的1脚相连，第四发光二极管LED4的正端与第一光隔离器ICX1的2脚相连，第四发光二极管LED4的负端与外部输入相连，第一光隔离器ICX1的4脚接地，第一光隔离器ICX1的3脚为DI01回路的输出脚，DI01回路的输出脚与STM32F103ZET6中心处理器U1的49脚相连； DI02回路、DI03回路、DI04回路、DI05回路、DI06回路、DI07回路、DI08回路的输出脚分别连接STM32F103ZET6中心处理器U1的46脚、41脚、40脚、39脚、38脚、34脚、33脚。 7.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述RS232总线通讯接口电路包括MAX232芯片U4、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、DB9第一插座CN1； MAX232芯片U4的16脚与第十三电容并接后与VDD5V电源相连，MAX232芯片U4的2脚与第十三电容C13的另一端相连，MAX232芯片U4的6脚与第十四电容C14相连，MAX232芯片U4的15脚与第十四电容C14的另一端并接后接地，MAX232芯片U4的1脚与第十五电容C15相连，MAX232芯片U4的3脚与第十五电容C15的另一端相连，MAX232芯片U4的4脚与第十六电容C16相连，MAX232芯片U4的5脚与第十六电容C16的另一端相连，MAX232芯片U4的7脚、8脚分别与DB9第一插座CN1的4脚、3脚相连，MAX232芯片U4的9脚、10脚分别与STM32F103ZET6中心处理器U1的43脚、42脚相连； 所述RS485总线通讯接口电路包括MAX485芯片U5、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、DB9第二插座CN2； MAX485芯片U5的8脚与VDD5V电源相连，MAX485芯片U5的5脚接地，MAX485芯片U5的1脚与STM32F103ZET6中心处理器U1的52脚相连，MAX485芯片U5的2脚、3脚都与STM32F103ZET6中心处理器U1的53脚相连，MAX485芯片U5的4脚与STM32F103ZET6中心处理器U1的51脚相连，第七电阻R7、第八电阻R8、第十电阻R10并接后与MAX485芯片U5的6脚相连，第九电阻R9、第十一电阻R11、第八电阻R8的另一端并接后与MAX485芯片U5的7脚相连，第七电阻R7的另一端与VDD5V电源相连，第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端分别与DB9第二插座CN2的8脚、3脚相连，第九电阻R9的另一端与DB9第二插座CN2的1脚并接后接地。 8.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述WiFi通讯接口电路包括ESP8266芯片U6，ESP8266芯片U6的6脚、8脚都与VDD3.3V电源相连，ESP8266芯片U6的4脚接地，ESP8266芯片U6的1脚与STM32F103ZET6中心处理器U1的45脚相连，ESP8266芯片U6的5脚与STM32F103ZET6中心处理器U1的44脚相连。 9.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述DO控制输出接口电路由六路继电器隔离电路组成，六路继电器隔离电路分别为相同的DO01回路、DO02回路、DO03回路、DO04回路、DO05回路、DO06回路； DO01回路包括第二十七电阻R27、第一继电器KA1，第二十七电阻R27的一端与VDD5V电源相连，另一端与第一继电器KA1线圈的1脚相连，第一继电器KA1的触点3脚、4脚分别连接输出端，第一继电器KA1线圈的2脚为DO01回路的控制端，DO01回路的控制端与STM32F103ZET6中心处理器U1的22脚相连； DO02回路、DO03回路、DO04回路、DO05回路、DO06回路的控制端分别连接STM32F103ZET6中心处理器U1的23脚、24脚、25脚、26脚、27脚。 10.根据权利要求1所述的CO和O2理论配比优化燃烧控制仪，其特征在于，所述AO调节输出电路由二路4～20mA的标准信号输出电路组成，二路4～20mA的标准信号输出电路分别为：AO01回路、AO02回路； AO01回路包括第二十三电容C23、第十运放U10、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十四电容C24、第一三极管Q1，第二十三电容C23、第十运放U10的+端并接后与STM32F103ZET6中心处理器U1的20脚相连，第二十三电容C23另一端接地，第十运放U10的输出端与第一三极管Q1的基极相连，第一三极管Q1的发射极、第二十四电阻R24、第二十四电容C24并接后与第十运放U10的-端相连，第一三极管Q1的集电极连接输出端的负极，第二十三电阻R23的一端与VDD5V电源相连，另一端连接输出端的正极； AO02回路包括第二十五电容C25、第十一运放U11、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十六电容C26、第二三极管Q2，第二十五电容C25、第十一运放U11的+端并接后与STM32F103ZET6中心处理器U1的21脚相连，第二十五电容C25另一端接地，第十一运放U11的输出端与第二三极管Q2的基极相连，第二三极管Q2的发射极、第二十六电阻R26、第二十六电容C26并接后与第十一运放U11的-端相连，第二三极管Q2的集电极连接输出端的负极，第二十五电阻R25的一端与VDD5V电源相连，另一端连接输出端的正极。