KINCO PLC在干燥设备上的应用

一、 概述 　　干燥是化工、农产品加工、染整以及许多工业部门的一个关键性的生产单元，是一门多学科跨行业的加工技术。干燥也是一个耗能较多的加工环节，如何在生产过程中控制节能也是关键。国家”十一五期间节能减排全民动员”的号召，为了响应国家号召全民节能以及减少企业的运营成本，减少干燥加热时多余的能量浪费势在必行。随着我国国民经济的发展，干燥技术也在不断发展与提高。 　　此文介绍了可编程控制器在干燥机上的应用。采用KINCO-K3型PLC对整个干燥机运行系统进行控制，可实现较高的自动化程度，并完成智能控制、状态显示和故障报警等任务，同时使用eView人机界面与操作员进行交互，使得修改各种参数简单、易行。整个设备运行的流程图都反应在人机界面上，对于设备各个控制点的运行状态能及时、快速、准确的反映。其控制系统结构清楚、线路简单、工作可靠、同时设置了手动/自动控制切换开关，可根据需要手动操作，亦可自动运行。系统维护方便，减轻了工人的劳动强度，提高了系统的稳定性和可靠性。 　　二、 干燥机工作原理 　　通过电热管加热空气并通过送风机将热风送入干燥圆桶，液态原料通过变频电机带动回旋泵输送至烘干圆桶，使之受热干燥。为使气流与颗粒有较高相对速度，提高传热传质速率，圆桶在直管基础上增加了变径，使干燥器的干燥效率提高。料液或悬浮液经雾化后，直接用热空气使液滴烘干成粉粒状产品并由中心管导出。干燥方式为传导干燥也称接触干燥，对于潮湿颗粒非常适应，干燥效率较高。蒸发的水蒸汽或有机溶剂由抽风机抽出，排出的部分热量通过回收风机部分回收再利用，以达到节能效果。在原料干燥过程中，由振动器发出振动波定期震动圆桶壁，以使物料在这给定方向的激振力的作用下跳跃前进，使物料颗粒与热风充分接触，从而达到理想的干燥效果。 　　三、 系统配置以及控制流程图 　　序号 品名 型号 数量 　　1 触摸屏 MT4500T 1 　　2 可编程控制器 Kinco-K306-24AT 1 　　3 数字输入输出模块扩展 Kinco-K323-16DT 1 　　4 热电阻模块输入扩展 Kinco-K331-04RD 2 　　5 模拟量输出扩展 Kinco-K332-02IV 1 　　6 变频器 invt-G9-1R5T4 1 　　7 变频器 invt-G9-2R2T4 1 　　四、 系统操作及工艺描述 　　设备上电运行前，检查接线是否正确，确认无误后送电运行。 　　首先在触摸屏上设定运行参数，如送风温度、加热PID、回风温度、空气加热温度、料泵PID、喷头频率、气锤动作间隔时间等。首次运行时先选择手动操作模式，在系统流程图上选择相应的控制按钮（在流程图中控制按钮隐藏在相应的图标下面，按动图标即可控制相关元件运行）试一下相关元件运行是否正常，温度频率等是否显示正常。确认所有元件都执行正常后，启动自动模式并启动自动，在自动模式下所有的元件会根据工艺执行相关动作。 　　自动启动后首先启动照明—>启动送风机—>延迟2秒后启动抽风机—>延迟2秒后启动加热，3个加热管的加热动作完全由PID控制—>延迟5秒后启动回收风机—>延迟2秒后启动除湿器—>延迟2秒后气阀打开—>启动空气加热（空气加热可设定为定时加热）—>直到送风温度达到设定温度后，启动油泵—>延迟5秒后启动喷雾器—>延迟2秒后启动风泵—>延迟2秒后启动循环水泵—>料阀打开—>送料泵启动—>2个气锤启动（气锤按照预先设定的间隔时间动作）—>启动水泵 　　运行过程中送风温度根据PID调节无限接近设定温度，料泵频率则根据出口温度以及预先设定的大偏小偏频率实时调整，以保证原料充分干燥。运行过程中PLC对各运行点进行监控，一旦有任何故障产生会执行相应的故障动作，如送风机故障则加热会立即停掉，以防止热量不能及时送出损坏加热管。故障产生时声光报警器指示灯会闪烁并且警铃会响起，提醒操作员。流程图上还会有相应的提示文字，告诉操作员什么地方出现了故障，以方便及时排除，提高工作效率。 　　执行自动停机时为了保护加热管，需要延迟停止送风机和抽风机，直到温度低于80℃后再停止送风以及抽风机。在停机时为了保证原料的干燥质量，优先停止料泵和喷雾器。 　　系统流程图如下： 　　五、Kinco PLC简介 　　Kinco-K3系列小型一体化可编程控制器是用于工厂自动化领域中机器控制和小规模过程控制的先进PLC产品，与市场众多的同类产品相比它是后来者，但却跨越了PLC发展的初级阶段，将多种先进技术和高级功能集成到逻辑控制器中，因此广泛使用于以下控制应用：包装机械、纺织机械、建材机械、食品机械、塑料机械、数控机床、印刷机械、中央空调、环保设备以及单一过程控制装置。 　　按国际通用分类规则，Kinco-K3属于小型PLC系统，由于采用高性能处理器芯片和软件优化设计，布尔指令执行速度优于0.5μs/步。K3系列共有6款CPU模块，控制点数、内存容量、内部资源、扩展能力等依次增强，开关量控制点数从14～280点，模拟量最大40点。通过二十多种扩展I/O和扩展功能模块灵活组合，可以满足大部分领域应用的要求。 　　六、干燥机的特点 　　1、设备采用直接加热方式，干燥强度大，蒸发能力大，投资小，运转平稳、噪音小、寿命长、维修方便。 　　2、干燥时间短，适用于热敏性物料，产品不与外界接触，无污染，质量好。 　　3、干燥机使用振动装置使物料易达流化状态，增大了有效传热系数，热效率高。床层温度分布均匀，无局部过热现象。流化均匀，无死角及吹穿现象。振动起输送作用，也有利于节约能量。比一般干燥装置可节能30-60%。 　　4、设备成套提供，加热方式选择电热管加热或配套，使用蒸汽加热等。 　　5、物料表面损伤小，可用于易碎物料的干燥，物料颗粒不规则时亦可使用，不影响效果。 　　七、干燥机的应用领域 　　干燥机广泛适用于化工、轻工、医药、食品、塑料、粮油、矿渣、制盐、烟糖等行业的粉状、颗粒状物料的干燥作业。 　　八、结束语 　　由于国内工业起步慢，PLC市场绝大部分被国外品牌如Siemens、Allen Bradley、Omorn以及其它知名品牌占据，尤其是中、大型的PLC的市场基本被欧美国家垄断，至今没有很大改变。作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC市场的国内参与者需要尴尬地面对这样一个局面，即在高达31亿（预计2004年的市场总量）的PLC市场总需求中，国产PLC不到整个市场份额1％！ 　　自国家改革开放以来，经济发展势头迅猛，国内GDP连续高速增长，经济的高速增长也带动了国内PLC厂家的快速发展，从技术角度来看，国内外的小型PLC差距正在缩小。国产的小型PLC已经比较成熟，其可靠性在许多低端应用中得到了验证，如Kinco PLC已经拥有符合IEC标准的编程软件、布尔指令执行速度优于0.5μs/步。 　　在此干燥设备投入运行以来，运行稳定，Kinco PLC的品质得到了有力的验证。随着国内PLC的逐步发展，相信在不久的将来，国外品牌的垄断将会被一举打破。而Kinco作为国内品牌的领先者，将会充当先锋的角色，开始这艰难的破冰之旅。 · 行业聚焦： 在日常的生产过程中，如何提高食品的干燥速率是很多工作人员都会遇到的问题，那么如何提高食品干燥的速率呢？我认为要从以下方面思考，如果要提高食品的干燥速率，提高产量，我们首先需要知道影响干燥速率的因素有那些，经验得出如下：传热速率、外扩散速率、内扩散速率。 　　首先，我们需要提高外扩散速率当干燥处于等速干燥阶段时，外扩散阻力成为左右整个干燥速率的主要矛盾，因此降低外扩散阻力，提高外扩散速率，对缩短整个干燥周期影响最大。外扩散阻力主要发生在边界层里，因此应做到a,降低介质的水蒸汽浓度，增加传质面积，亦可提高干燥速度。：b,增大介质流速，减薄边界层厚度等，提高对由中国石油和化学工业协会主办的化工危险废物管理研讨会于11月17日在北京召开。环保部固体废物及有毒化学品管理处处长于飞表示，化工危险废物的妥善处理不仅关系到人民健康和环境安全，也与节能减排密切相关，国家将进一步完善危险废物的相关法律法规，建立更严格的监管机制。 　　于飞表示，危险废物主要来自于化工行业，目前我国的危险废物管理体制正在建立健全，对危险废物的判定主要依据2008年8月发布并实施的《国家危险废物名录》。目前我国经济发展仍以高污染、高消耗的粗放方式为主，危险废物的处理直接与企业的节能减排工作密切相关。今后，国家将按照“减量化、资源化、无害化”的思路，对危险废物进行源头治理，实行“长期以来，在制药行业的固体制剂生产过程中，各生产环节之间粉体物料的输送问题已经成为改进生产工艺与提高产品质量的一个重要问题。在我国的固体制剂生产企业中，人工配料和人工上料的生产方式普遍存在。 　　在这个过程中，人与药品的接触有三次，物料经过三个中间容器才能够最终用于下一步工序，这不仅增加了工人的劳动强度，使过程烦琐化，更重要的是它增大了物料交叉污染的可能，同时，在输送过程中，可能会造成大量的粉尘，污染环境，影响操作者的身体健康。有些物料还具有易燃，易爆，有毒，有害等特殊性质，就更加不适宜采用这种方式。在压片以及胶囊填充等工序中，同样存在这种情况，国内大多数生产厂家仍在采用人工上料。而最理近年来，人们把开发干燥机的重点向开发组合干燥机的方向发展，力图把现有的干燥机进行优化组合，发挥每种干燥机的优点。组合多级干燥机与单级干燥机相比有如下优势： 　　（1）组合干燥机更容易节约能源； 　　（2）组合干燥机更容易保证产品质量，干燥过程可以同时进行分级、粉碎等操作，对热敏性物料干燥后可进行及时冷却； 　　（3）操作更加灵活，可以根据物料干燥的特定规律对多种干燥机进行科学组合。 　　干燥机的组合大致有如下几个方面： 　　（1）组合各种干燥方法的组合式干燥机，如喷雾－流化干燥机等； 　　（2）结合各种传热过程的组合式干燥机，如薄膜 ─ 流化床干燥机等；　　喷雾干燥 喷雾干燥是干燥工业中最广泛应用的一种干燥工艺。最适用于从溶液、乳液、悬浮液和可塑性糊状液体原料中生成粉状、颗粒状或块状固体产品。因此，当成品的颗粒大小分布、残留水份含量、堆积密度和颗粒形状必须符合精确的标准时。喷雾干燥是一道十分理想的工艺.目前无锡市大峰喷雾干燥设备有限公司对食品行业中的喷雾干燥的应用有独特的处理方法.

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