一种聚变诊断装置中的液氮液位自动控制装置

摘要

本发明公开了一种聚变装置诊断系统中的液氮液位自动控制装置，包括主控制设备PLC、位于杜瓦瓶中的电容式液氮液位传感器、小型中间继电器J1、交流接触器C1、低温电磁阀E1，PLC上设有两个开关量输入端X0和X1及一个开关量输出端Y0，XO和X1均和电容式液氮液位传感器输出端相连，Y0上依次串联有PLC结点、直流电源模块、J1的主线圈；J1的输出常开结点J1-1串联C1的主线圈后串联一交流恒压源组成回路；C1的输出常开结点C1-1串联E1后与一交流恒压源组成回路；所述主控制设备PLC还通过一个串口通讯电缆连接有上位机。本发明界面友好，操作简单，能随时保存、查询数据，以便进一步分析、解决问题。

说明书

技术领域

本发明涉及液氮液位自动控制领域，具体为一种聚变诊断装置中的液氮液位自动控制装置。

背景技术

本发明涉及一种聚变装置诊断系统中的液氮液位自动控制装置。在EAST装置实验运行时，迈克尔逊干涉仪用于对等离子体电子回旋辐射进行诊断，最终得到电子温度分布。作为迈克尔逊干涉仪核心部件的探测器需要在液氮保护的低温环境下工作，而液氮具有易挥发性，若不能每天及时补充消耗的液氮，将导致探测器不能正常工作甚至损坏。如果不知道液氮的消耗量，依靠人工每天手动补充液氮，不仅费时费力，也会造成液氮的浪费，更无法做到精确判断液氮液位。本发明实现了对液氮液位的精确测量、对液氮进行自动注入、可通过上位机软件对液氮液位以及每天的注入情况进行实时观测，尽可能的减少了资源的浪费。本发明具有实际意义。

发明内容

本发明针对EAST装置运行需求，提供一种针对EAST装置诊断装置中的液氮液位的自动控制装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚变装置诊断系统中的液氮液位自动控制装置，所述的液氮置于杜瓦瓶中，所述的自动控制装置包括主控制设备PLC、位于杜瓦瓶中的电容式液氮液位传感器、小型中间继电器、交流接触器、低温电磁阀、直流电源，其特征在于：所述主控制设备PLC上设有两个开关量输入端X0和X1及一个开关量输出端Y0，所述的开关量输入端XO和X1均和电容式液氮液位传感器输出端相连，所述电容式液氮液位传感器还和主控制设备PLC的输入公共端COM相连；所述开关量输出端Y0上依次串联有PLC结点、直流电源模块、小型中间继电器J1主线圈，所述小型中间继电器J1主线圈的另一端和主控制设备PLC的输出公共端COM相连；所述小型中间继电器J1还包括一个输出常开结点J1-1，所述输出常开结点J1-1串联交流接触器C1的主线圈后串联一个交流恒压源组成闭合回路；所述交流接触器C1还包括一个输出常开结点C1-1，所述输出常开结点C1-1串联一个低温电磁阀E1后与一交流恒压源组成闭合回路；所述主控制设备PLC还通过一个串口通讯电缆连接有上位机监控显示界面，所述主控制设备PLC采集到的信息由上位机监控显示界面显示出来。

所述直流电源的输出电压为24V，所述交流恒压源的输出电压为220V。

所述主控制设备PLC采用梯形图作为编程语言，所述上位机监控显示界面采用Labview虚拟仪器软件。

本发明装置实现液氮液位自动控制方法，包括以下步骤:

(1)、将梯形图下载到主控制设备PLC对整个系统进行上电，使整个系统进入全自动化状态；

(2)、在电脑上打开用Labview虚拟仪器软件编写的上位机监控显示界面，点击运行按钮；

（3）、所述电容式液氮液位传感器位于液氮杜杜瓦缸内检测其内液氮液位，当杜瓦瓶内液氮液位下降到梯度图提前设定的低位阀门值时，电容式液氮液位传感器输出端输出高电平，开关量输入端X0闭合，带动开关量输出端Y0闭合，小型中间继电器J1主线圈、接小型中间继电器输出常开结点J1-1、交流接触器C1主线圈、交流接触器输出常开结点C1-1依次闭合，最终低温电磁阀开关闭合，此时，低温电磁阀控制液氮自动注入杜瓦瓶；当杜瓦瓶内液氮液位上升到梯度图提前设定的高位阀门值时，电容式液氮液位传感器输出端输出低电平，开关量输入端X1闭合，带动开关量输出端Y0断开，小型中间继电器J1主线圈、小型中间继电器输出常开结点J1-1、交流接触器C1主线圈、交流接触器输出常开结点C1-1依次断开，最终带动低温电磁阀E1开关断开，此时，液氮自动注入杜瓦瓶结束；此过程在系统上电后，无限循环；

(4)、在上位机监控显示界面上实时观察液氮液位的情况，以及液氮加注情况。

本发明有益之处是：

(1)本发明实现了液氮液位自动控制功能，代替了以前手工控制方法，提高了工作效率。

(2)本发明中用小型中间继电器隔离了强电与弱电设备，有效的保护了控制核心部件，为系统其他环节的电子设备的安全运行提供了借鉴。

(3) 本发明可作为物理仪器中低温液体液位自动控制的方法，为系统实现自动化智能化提供思路。

(4)本发明上位机界面友好，操作简单，能随时保存、查询数据，以便进一步分析、解决问题。

附图说明

图1为本发明的主控制设备PLC的I/O点示意图。

图2为本发明的外围中间继电器的控制电路示意图。

图3为本发明的外围振荡器的控制电路示意图。

具体实施方式

一种聚变装置诊断系统中的液氮液位自动控制装置，所述的液氮置于杜瓦瓶中，所述的自动控制装置包括主控制设备PLC、位于杜瓦瓶中的电容式液氮液位传感器、小型中间继电器、交流接触器、低温电磁阀、直流电源、空气开关，其特征在于：所述主控制设备PLC上设有两个开关量输入端X0和X1及一个开关量输出端Y0，所述的开关量输入端XO和X1均和电容式液氮液位传感器输出端相连，所述电容式液氮液位传感器还和主控制设备PLC的输入公共端COM相连；所述开关量输出端Y0上依次串联有PLC结点、直流电源模块、小型中间继电器J1主线圈，所述小型中间继电器J1主线圈的另一端和主控制设备PLC的输出公共端COM相连；所述小型中间继电器J1还包括一个输出常开结点J1-1，所述输出常开结点J1-1串联交流接触器C1的主线圈后串联一个交流恒压源组成闭合回路；所述交流接触器C1还包括一个输出常开结点C1-1，所述输出常开结点C1-1串联一个低温电磁阀E1后与一交流恒压源组成闭合回路；所述主控制设备PLC还通过一个串口通讯电缆连接有上位机监控显示界面，所述主控制设备PLC采集到的信息由上位机监控显示界面显示出来。

所述直流电源的输出电压为24V，所述交流恒压源的输出电压为220V。

所述主控制设备PLC采用梯形图作为编程语言，所述上位机监控显示界面采用Labview虚拟仪器软件。

本发明装置实现液氮液位自动控制方法，包括以下步骤:

(1)、将梯形图下载到主控制设备PLC对整个系统进行上电，使整个系统进入全自动化状态；

(2)、在电脑上打开用Labview虚拟仪器软件编写的上位机监控显示界面，点击运行按钮；

（3）、所述电容式液氮液位传感器位于液氮杜杜瓦缸内检测其内液氮液位，当杜瓦瓶内液氮液位下降到梯度图提前设定的低位阀门值时，电容式液氮液位传感器输出端输出高电平，开关量输入端X0闭合，带动开关量输出端Y0闭合，小型中间继电器J1主线圈、接小型中间继电器输出常开结点J1-1、交流接触器C1主线圈、交流接触器输出常开结点C1-1依次闭合，最终低温电磁阀开关闭合，此时，低温电磁阀控制液氮自动注入杜瓦瓶；当杜瓦瓶内液氮液位上升到梯度图提前设定的高位阀门值时，电容式液氮液位传感器输出端输出低电平，开关量输入端X1闭合，带动开关量输出端Y0断开，小型中间继电器J1主线圈、小型中间继电器输出常开结点J1-1、交流接触器C1主线圈、交流接触器输出常开结点C1-1依次断开，最终带动低温电磁阀E1开关断开，此时，液氮自动注入杜瓦瓶结束；此过程在系统上电后，无限循环；

(4)、在上位机监控显示界面上实时观察液氮液位的情况，以及液氮加注情况。