一、 概述
干燥是化工、農(nóng)產(chǎn)品加工、染整以及許多工業(yè)部門的一個(gè)關(guān)鍵性的生產(chǎn)單元，是一門多學(xué)科跨行業(yè)的加工技術(shù)。干燥也是一個(gè)耗能較多的加工環(huán)節(jié)，如何在生產(chǎn)過程中控制節(jié)能也是關(guān)鍵。國家”十一五期間節(jié)能減排全民動(dòng)員”的號召，為了響應(yīng)國家號召全民節(jié)能以及減少企業(yè)的運(yùn)營成本，減少干燥加熱時(shí)多余的能量浪費(fèi)勢在必行。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，干燥技術(shù)也在不斷發(fā)展與提高。
此文介紹了可編程控制器在干燥機(jī)上的應(yīng)用。采用Kinco-K3型PLC對整個(gè)干燥機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)較高的自動(dòng)化程度，并完成智能控制、狀態(tài)顯示和故障報(bào)警等任務(wù)，同時(shí)使用eView人機(jī)界面與操作員進(jìn)行交互，使得修改各種參數(shù)簡單、易行。整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的流程圖都反應(yīng)在人機(jī)界面上，對于設(shè)備各個(gè)控制點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)能及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的反映。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清楚、線路簡單、工作可靠、同時(shí)設(shè)置了手動(dòng)/自動(dòng)控制切換開關(guān)，可根據(jù)需要手動(dòng)操作，亦可自動(dòng)運(yùn)行。系統(tǒng)維護(hù)方便，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
二、 干燥機(jī)工作原理
通過電熱管加熱空氣并通過送風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)送入干燥圓桶，液態(tài)原料通過變頻電機(jī)帶動(dòng)回旋泵輸送至烘干圓桶，使之受熱干燥。為使氣流與顆粒有較高相對速度，提高傳熱傳質(zhì)速率，圓桶在直管基礎(chǔ)上增加了變徑，使干燥器的干燥效率提高。料液或懸浮液經(jīng)霧化后，直接用熱空氣使液滴烘干成粉粒狀產(chǎn)品并由中心管導(dǎo)出。干燥方式為傳導(dǎo)干燥也稱接觸干燥，對于潮濕顆粒非常適應(yīng)，干燥效率較高。蒸發(fā)的水蒸汽或有機(jī)溶劑由抽風(fēng)機(jī)抽出，排出的部分熱量通過回收風(fēng)機(jī)部分回收再利用，以達(dá)到節(jié)能效果。在原料干燥過程中，由振動(dòng)器發(fā)出振動(dòng)波定期震動(dòng)圓桶壁，以使物料在這給定方向的激振力的作用下跳躍前進(jìn)，使物料顆粒與熱風(fēng)充分接觸，從而達(dá)到理想的干燥效果。
三、 系統(tǒng)配置以及控制流程圖
序號 品名 型號 數(shù)量
1 觸摸屏 MT4500T 1
2 可編程控制器 Kinco-K306-24AT 1
3 數(shù)字輸入輸出模塊擴(kuò)展 Kinco-K323-16DT 1
4 熱電阻模塊輸入擴(kuò)展 Kinco-K331-04RD 2
5 模擬量輸出擴(kuò)展 Kinco-K332-02IV 1
6 變頻器 Invt-G9-1R5T4 1
7 變頻器 invt-G9-2R2T4 1
四、 系統(tǒng)操作及工藝描述
設(shè)備上電運(yùn)行前，檢查接線是否正確，確認(rèn)無誤后送電運(yùn)行。
首先在觸摸屏上設(shè)定運(yùn)行參數(shù)，如送風(fēng)溫度、加熱PID、回風(fēng)溫度、空氣加熱溫度、料泵PID、噴頭頻率、氣錘動(dòng)作間隔時(shí)間等。首次運(yùn)行時(shí)先選擇手動(dòng)操作模式，在系統(tǒng)流程圖上選擇相應(yīng)的控制按鈕（在流程圖中控制按鈕隱藏在相應(yīng)的圖標(biāo)下面，按動(dòng)圖標(biāo)即可控制相關(guān)元件運(yùn)行）試一下相關(guān)元件運(yùn)行是否正常，溫度頻率等是否顯示正常。確認(rèn)所有元件都執(zhí)行正常后，啟動(dòng)自動(dòng)模式并啟動(dòng)自動(dòng)，在自動(dòng)模式下所有的元件會(huì)根據(jù)工藝執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。
自動(dòng)啟動(dòng)后首先啟動(dòng)照明—>啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)—>延遲2秒后啟動(dòng)抽風(fēng)機(jī)—>延遲2秒后啟動(dòng)加熱，3個(gè)加熱管的加熱動(dòng)作完全由PID控制—>延遲5秒后啟動(dòng)回收風(fēng)機(jī)—>延遲2秒后啟動(dòng)除濕器—>延遲2秒后氣閥打開—>啟動(dòng)空氣加熱（空氣加熱可設(shè)定為定時(shí)加熱）—>直到送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，啟動(dòng)油泵—>延遲5秒后啟動(dòng)噴霧器—>延遲2秒后啟動(dòng)風(fēng)泵—>延遲2秒后啟動(dòng)循環(huán)水泵—>料閥打開—>送料泵啟動(dòng)—>2個(gè)氣錘啟動(dòng)（氣錘按照預(yù)先設(shè)定的間隔時(shí)間動(dòng)作）—>啟動(dòng)水泵
運(yùn)行過程中送風(fēng)溫度根據(jù)PID調(diào)節(jié)無限接近設(shè)定溫度，料泵頻率則根據(jù)出口溫度以及預(yù)先設(shè)定的大偏小偏頻率實(shí)時(shí)調(diào)整，以保證原料充分干燥。運(yùn)行過程中PLC對各運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，一旦有任何故障產(chǎn)生會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的故障動(dòng)作，如送風(fēng)機(jī)故障則加熱會(huì)立即停掉，以防止熱量不能及時(shí)送出損壞加熱管。故障產(chǎn)生時(shí)聲光報(bào)警器指示燈會(huì)閃爍并且警鈴會(huì)響起，提醒操作員。流程圖上還會(huì)有相應(yīng)的提示文字，告訴操作員什么地方出現(xiàn)了故障，以方便及時(shí)排除，提高工作效率。
執(zhí)行自動(dòng)停機(jī)時(shí)為了保護(hù)加熱管，需要延遲停止送風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)，直到溫度低于80℃后再停止送風(fēng)以及抽風(fēng)機(jī)。在停機(jī)時(shí)為了保證原料的干燥質(zhì)量，優(yōu)先停止料泵和噴霧器。
系統(tǒng)流程圖如下：
五、Kinco PLC簡介
Kinco-K3系列小型一體化可編程控制器是用于工廠自動(dòng)化領(lǐng)域中機(jī)器控制和小規(guī)模過程控制的先進(jìn)PLC產(chǎn)品，與市場眾多的同類產(chǎn)品相比它是后來者，但卻跨越了PLC發(fā)展的初級階段，將多種先進(jìn)技術(shù)和高級功能集成到邏輯控制器中，因此廣泛使用于以下控制應(yīng)用：包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、建材機(jī)械、食品機(jī)械、塑料機(jī)械、數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械、中央空調(diào)、環(huán)保設(shè)備以及單一過程控制裝置。
按國際通用分類規(guī)則，Kinco-K3屬于小型PLC系統(tǒng)，由于采用高性能處理器芯片和軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)，布爾指令執(zhí)行速度優(yōu)于0.5μs/步。K3系列共有6款CPU模塊，控制點(diǎn)數(shù)、內(nèi)存容量、內(nèi)部資源、擴(kuò)展能力等依次增強(qiáng)，開關(guān)量控制點(diǎn)數(shù)從14～280點(diǎn)，模擬量最大40點(diǎn)。通過二十多種擴(kuò)展I/O和擴(kuò)展功能模塊靈活組合，可以滿足大部分領(lǐng)域應(yīng)用的要求。
六、干燥機(jī)的特點(diǎn)
1、設(shè)備采用直接加熱方式，干燥強(qiáng)度大，蒸發(fā)能力大，投資小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、壽命長、維
修方便。
2、干燥時(shí)間短，適用于熱敏性物料，產(chǎn)品不與外界接觸，無污染，質(zhì)量好。
3、干燥機(jī)使用振動(dòng)裝置使物料易達(dá)流化狀態(tài)，增大了有效傳熱系數(shù)，熱效率高。床層溫度分布均勻，無局部過熱現(xiàn)象。流化均勻，無死角及吹穿現(xiàn)象。振動(dòng)起輸送作用，也有利于節(jié)約能量。比一般干燥裝置可節(jié)能30-60%。
4、設(shè)備成套提供，加熱方式選擇電熱管加熱或配套，使用蒸汽加熱等。
5、物料表面損傷小，可用于易碎物料的干燥，物料顆粒不規(guī)則時(shí)亦可使用，不影響效果。
七、干燥機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
干燥機(jī)廣泛適用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、塑料、糧油、礦渣、制鹽、煙糖等行業(yè)的粉狀、顆粒狀物料的干燥作業(yè)。
八、結(jié)束語
由于國內(nèi)工業(yè)起步慢，PLC市場絕大部分被國外品牌如Siemens、Allen Bradley、Omorn以及其它知名品牌占據(jù)，尤其是中、大型的PLC的市場基本被歐美國家壟斷，至今沒有很大改變。作為目前國內(nèi)控制市場上的主流控制器，PLC市場的國內(nèi)參與者需要尷尬地面對這樣一個(gè)局面，即在高達(dá)31億（預(yù)計(jì)2004年的市場總量）的PLC市場總需求中，國產(chǎn)PLC不到整個(gè)市場份額1％！
自國家改革開放以來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢頭迅猛，國內(nèi)GDP連續(xù)高速增長，經(jīng)濟(jì)的高速增長也帶動(dòng)了國內(nèi)PLC廠家的快速發(fā)展，從技術(shù)角度來看，國內(nèi)外的小型PLC差距正在縮小。國產(chǎn)的小型PLC已經(jīng)比較成熟，其可靠性在許多低端應(yīng)用中得到了驗(yàn)證，如Kinco PLC已經(jīng)擁有符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件、布爾指令執(zhí)行速度優(yōu)于0.5μs/步。
在此干燥設(shè)備投入運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定，Kinco PLC的品質(zhì)得到了有力的驗(yàn)證。隨著國內(nèi)PLC的逐步發(fā)展，相信在不久的將來，國外品牌的壟斷將會(huì)被一舉打破。而Kinco作為國內(nèi)品牌的領(lǐng)先者，將會(huì)充當(dāng)先鋒的角色，開始這艱難的破冰之旅。
