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： 常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。 　　气体和低黏度液体混合机械的特点是结构简单，且无转动部件，维护检修量小，能耗低。这类混合机械又分为气流搅拌、管道混合、射流混合和强制循环混合等四种。 　　中、高黏度液体和膏状物的混合机械，一般具有强的剪切作用；热塑性的物料混合机主要用于热塑性物料(如橡胶和塑料)与添 加剂混合；粉状、粒状固体物料混合机械多为间歇操作，也包括兼有混合和研磨作用的机械，如轮辗机等。混合时要求所有参与混合的物料均匀分布。混合的程度分为理想混合、随机混合和完全不相混三种状态。各种物双锥回转真空干燥机筒体的旋转速度越快，干燥速度越高。但在双锥回转真空干燥机干燥后期，随着物料湿含量的下降，干燥速度也降低，此时提高转速对干燥速度的提高均无益。另外，在干燥初期，较快的旋转速度，会导致湿分汽化过快而产生物料粘结成团的现象。因此，应在干燥初期采用较低的转速，待物料表面较干以及不结团时再提高转速，以便加快干燥速度、缩短干燥时间。 　　对此点，建议可选用变频电机，使筒体的旋转速度在运行时能变动，并有菜单可设定不同时间段所选用的不同的筒体旋转速度（0~10rpm内无级调速干燥配套设备-导热油 　　有机高温载热体加燃烧炉换热是干燥常用的换热设备，这种被称为导热油炉的换热器有其它工业炉不能比拟的优点。当生产工艺要求在180～250℃时的高温加热，若采用蒸汽换热，则饱和蒸汽压力需要4 Mpa，工作温度也仅能达到250℃。但采用导热油炉，饱和蒸汽压力在小于0.7MPa时就可以达到 280 ℃，所以导热油炉换热具有低压高温的特点。 　　以间接方式将热量从加热器传递到干燥器的传热介质称为热载体，工业热载体可分为有机热载体和无机热载体两大类，有机热载体俗中药材仓库储存的实践证明，如果在一定条件下，将中药材的含水量控制在一定限度内，质量就不会发生异变。如北方在气温30℃时，把红枣的含水量控制在12％～17％、党参11％～16％、苦杏仁6％～8％、北沙参12％～15％、黄芪11％～14％等时，在储存的过程中就不会发生质量变化。这就是所谓的中药材“安全水分”，它是指在一定条件下，能使其安全储存，质量不发生异变的临界含水量。 　　因此，秋季采收加工后的中药材，必须及时干燥至安全水分限度，才能保证中药材的质量。 　　目前，中药材的常用干燥技术有以下几种： 　　一、日硒法 　　这是大多数药材常用的一种干燥方法。晾晒时，应选择晴朗、。这就是选择性加热的特点，利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。 　　2、节能高效。微波是直接对物料进行作用，因而没有额外的热能损失，炉内的空气与相应的容器都不会发热，所以热效率极高，生产环境也明显改善，与远红外加热相比可节电30%。 　　3、时间短，效率高。微波加热是使被加热物体本身成为发热体，不需要热传导的过程。微波从四面八方穿透物体内部里外同时使物体在很短时间内达到均匀加热，大大缩短了干燥时间。 　　4、易于控制，工艺先进。与常规方法比较,设备即开即用；没有热惯性，操作灵活方便；微波功率可调，传输速度可调。在微波加热，干燥中，无废水，无废气，是一种安全无害的高新技术。

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