一、 概述

干燥是化工、農(nóng)產(chǎn)品加工、染整以及許多工業(yè)部門的一個關(guān)鍵性的生產(chǎn)單元，是一門多學科跨行業(yè)的加工技術(shù)。干燥也是一個耗能較多的加工環(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)能減排全民動員”的號召，為了響應國家號召全民節(jié)能以及減少企業(yè)的運營成本，減少干燥加熱時多余的能量浪費勢在必行。隨著我國國民經(jīng)濟的發(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上的應用。采用KINCO-K3型PLC對整個干燥機運行系統(tǒng)進行控制，可實現(xiàn)較高的自動化程度，并完成智能控制、狀態(tài)顯示和故障報警等任務，同時使用eView人機界面與操作員進行交互，使得修改各種參數(shù)簡單、易行。整個設(shè)備運行的流程圖都反應在人機界面上，對于設(shè)備各個控制點的運行狀態(tài)能及時、快速、準確的反映。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清楚、線路簡單、工作可靠、同時設(shè)置了手動/自動控制切換開關(guān)，可根據(jù)需要手動操作，亦可自動運行。系統(tǒng)維護方便，減輕了工人的勞動強度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

二、 干燥機工作原理

通過電熱管加熱空氣并通過送風機將熱風送入干燥圓桶，液態(tài)原料通過變頻電機帶動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)品并由中心管導出。干燥方式為傳導干燥也稱接觸干燥，對于潮濕顆粒非常適應，干燥效率較高。蒸發(fā)的水蒸汽或有機溶劑由抽風機抽出，排出的部分熱量通過回收風機部分回收再利用，以達到節(jié)能效果。在原料干燥過程中，由振動器發(fā)出振動波定期震動圓桶壁，以使物料在這給定方向的激振力的作用下跳躍前進，使物料顆粒與熱風充分接觸，從而達到理想的干燥效果。

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)字輸入輸出模塊擴展 Kinco-K323-16DT 1
4 熱電阻模塊輸入擴展 Kinco-K331-04RD 2
5 模擬量輸出擴展 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)備上電運行前，檢查接線是否正確，確認無誤后送電運行。

首先在觸摸屏上設(shè)定運行參數(shù)，如送風溫度、加熱PID、回風溫度、空氣加熱溫度、料泵PID、噴頭頻率、氣錘動作間隔時間等。首次運行時先選擇手動操作模式，在系統(tǒng)流程圖上選擇相應的控制按鈕（在流程圖中控制按鈕隱藏在相應的圖標下面，按動圖標即可控制相關(guān)元件運行）試一下相關(guān)元件運行是否正常，溫度頻率等是否顯示正常。確認所有元件都執(zhí)行正常后，啟動自動模式并啟動自動，在自動模式下所有的元件會根據(jù)工藝執(zhí)行相關(guān)動作。

自動啟動后首先啟動照明—>啟動送風機—>延遲2秒后啟動抽風機—>延遲2秒后啟動加熱，3個加熱管的加熱動作完全由PID控制—>延遲5秒后啟動回收風機—>延遲2秒后啟動除濕器—>延遲2秒后氣閥打開—>啟動空氣加熱（空氣加熱可設(shè)定為定時加熱）—>直到送風溫度達到設(shè)定溫度后，啟動油泵—>延遲5秒后啟動噴霧器—>延遲2秒后啟動風泵—>延遲2秒后啟動循環(huán)水泵—>料閥打開—>送料泵啟動—>2個氣錘啟動（氣錘按照預先設(shè)定的間隔時間動作）—>啟動水泵

運行過程中送風溫度根據(jù)PID調(diào)節(jié)無限接近設(shè)定溫度，料泵頻率則根據(jù)出口溫度以及預先設(shè)定的大偏小偏頻率實時調(diào)整，以保證原料充分干燥。運行過程中PLC對各運行點進行監(jiān)控，一旦有任何故障產(chǎn)生會執(zhí)行相應的故障動作，如送風機故障則加熱會立即停掉，以防止熱量不能及時送出損壞加熱管。故障產(chǎn)生時聲光報警器指示燈會閃爍并且警鈴會響起，提醒操作員。流程圖上還會有相應的提示文字，告訴操作員什么地方出現(xiàn)了故障，以方便及時排除，提高工作效率。

執(zhí)行自動停機時為了保護加熱管，需要延遲停止送風機和抽風機，直到溫度低于80℃后再停止送風以及抽風機。在停機時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化領(lǐng)域中機器控制和小規(guī)模過程控制的先進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用：包裝機械、紡織機械、建材機械、食品機械、塑料機械、數(shù)控機床、印刷機械、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，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，控制點數(shù)、內(nèi)存容量、內(nèi)部資源、擴展能力等依次增強，開關(guān)量控制點數(shù)從14～280點，模擬量最大40點。通過二十多種擴展I/O和擴展功能模塊靈活組合，可以滿足大部分領(lǐng)域應用的要求。

六、干燥機的特點

1、設(shè)備采用直接加熱方式，干燥強度大，蒸發(fā)能力大，投資小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、壽命長、維修方便。
2、干燥時間短，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、干燥機使用振動裝置使物料易達流化狀態(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)則時亦可使用，不影響效果。

七、干燥機的應用領(lǐng)域

干燥機廣泛適用于化工、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局面，即在高達31億（預計2004年的市場總量）的PLC市場總需求中，國產(chǎn)PLC不到整個市場份額1％！