1、PLC 討論課報告 組號： 第十九組 小組成員：陳永秀、張丁文、劉紅申、曹嘉元2貢獻度排名第一名：張丁文第二名：劉紅申第三名：曹嘉元第四名：陳永秀 3目錄第一章、控制對象噴霧干燥塔的分析.51.1 噴霧干燥塔背景描述.51.2 噴霧干燥塔工藝流程簡介.51.3 燃燒系統.61.4 干燥系統.81.5 投料系統.91.6 除塵系統.9第二章、 控制系統的硬件設計.112.1 噴霧干燥塔控制功能描述.112.2 如何使用好噴霧干燥塔.12第三章 噴霧干燥塔組態王實現圖.16第四章、控制系統流程圖.16第四章、控制系統流程圖.174.1 燃燒系統流程圖.174.2 投料系統流程圖.194.3 燃燒系

2、統流程圖.204.4 除塵系統流程圖.21第五章 控制 plc 梯形圖.23第六章、控制系統調試報告.246.1 系統準備階段.246.2 點火啟動過程.246.3 投料系統進入工作過程.246.4 除塵系統進入工作.246.5 手自切換系統.246.6 安全保護系統.246.7 報警系統.246.8 真實調試結果.24第七章 心得體會.264第一章、控制對象噴霧干燥塔的分析第一章、控制對象噴霧干燥塔的分析1.1 噴霧干燥塔背景描述噴霧干燥塔背景描述噴霧干燥塔將液態的料漿經噴槍霧化后噴入干燥塔內，干燥塔利用燃料燃燒的能量將鼓風機送入的空氣進行加熱;熱空氣在干燥塔內將霧化的料漿干燥為超細顆粒粉態

3、成品。粉狀成品在塔內利用旋風分離原理從熱空氣中分離出來，有塔的底部翻版閥定期排入收集袋中的合格原料。熱空氣則通過布袋除塵器除塵后排除。噴霧干燥塔控制系統主要由燃燒、干燥、投料、除塵等幾個主要部分組成。主要用于把液態原料制備成固體粉末原料的設備。它被廣泛得使用于化工、食品、陶瓷等諸多行業，作為原料或成品加工的設備，該設備一般都作為一套相對獨立的系統進行成套供應。1.2 噴霧干燥塔工藝流程簡介噴霧干燥塔工藝流程簡介噴霧干燥塔 P&ID 圖如圖 1-1 所示。按工藝流程，噴霧干燥塔控制系統可以分為燃燒系統、干燥系統、投料系統、布袋系統等。 鼓風機排風機供油泵增壓泵助燃風機除塵器干燥塔加熱器料

4、漿罐料漿泵點火變壓器火檢探頭燃料油箱油包圖 例：溢流閥手動閥電磁閥電動調節閥TTPT聯動調節1-1 噴霧干燥塔 P&ID 圖51.3 燃燒系統燃燒系統燃燒系統的主要設備有供油泵、增壓泵、溢油閥、油包、截止閥、調節閥、點火變壓器、火檢探頭、助燃風機等。當系統啟動后，供油泵運轉，燃油通過溢油閥在回路中運行，這樣第一可以加快點火時候的系統響應速度，第二可以檢測回路的工作是否正常。按下點火按鈕后，助燃風機啟動，進行五分鐘的吹掃過程在吹掃的同時點火，可以把殘留的可燃物燃燒掉，防止在點火的時候由于可燃物過多，導致爆炸事故。吹掃結束后開增壓泵開始投油，投油負荷定為額定負荷的 45%，投油 30s 后

5、斷點火變壓器，此時火檢，若火檢輸入信號為 1 則說明點火成功，繼續投油保持燃燒，然后再升負荷。若火檢信號為 0，則說明點火不成功，立即停止投油，助燃風機進行吹掃五分鐘，為下一次的點火做好準備。主油回路采用雙電磁閥串聯的目的為保持截止的可靠性，燃料調節閥和助燃風機調節閥聯動，使風和燃料的按比例變化。6燃燒系統的 I/O 表如下表所示。71.4 干燥系統干燥系統干燥系統的主要設備有鼓風機、干燥塔、除塵器、排風機。在干燥系統中，鼓風機將空氣送入換熱器中加熱，熱空氣進入干燥塔干燥所需物質，接著干燥塔出口的熱空氣進入除塵器進行除塵，最終通過排風機排入大氣。系統啟動的時候運行鼓風機和排風機，因為提前開不影

6、響系統的安全性，同使在點火的初期還有保護加熱器的作用。同樣在停止系統的時候最后停風機，同樣使保護作用。在干燥系統中，涉及到空氣溫度和干燥塔內負壓控制。溫度的控制包括熱空氣進口溫度、煙氣出口溫度、干燥塔出口溫度，其中熱空氣進口溫度是調節燃油量（即燃油調節閥的開度）的主要依據。干燥塔的負壓是改變排風機轉速（主要通過變頻器實現）的主要依據，干燥塔的出口溫度是給料多少的主要依據，當排煙溫度超過一定溫度的時候聲光報警，等待運行人員確認。干燥系統的 I/O 下表所示。81.5 投料系統投料系統 投料系統的主要設備有料漿灌、溢流閥、電磁閥、料漿泵、噴霧裝置。投料系統在點火成功后，溫度滿足一定數值的時候，啟動

7、料漿泵，經過霧化，噴入干燥塔，物料經干燥后從下面的排出合格產品。同時，根據控制目標自動增/減料槍，保證干燥效果。投料系統的主要控制信號為料漿出口壓力，根據干燥內負壓和溫度控制料漿出口壓力在一定范圍內，以確保料漿的霧化效果。投料系統的 I/O 表如下表所示。1.6 除塵系統除塵系統 除塵器屬于噴霧干燥塔的外圍設備，除塵器外壁布置了三只氣錘，內部設置八個除塵布袋實現對出塔空氣的過濾除塵。除塵系統為達到除塵效果要求氣錘按固定的時間間隔對塔外壁進行振打，同時 8 只布袋按固定的時間間隔進行反吹。除塵器布置在干燥塔旁，在負壓控制中可以考慮到除塵器的反吹會造成干燥塔塔內負壓的明顯波動。此時應該禁止負壓檢測

8、信號的信號輸出，在反吹過后回復正常以后，再解除信號的輸出指令。9除塵系統 I/O 表如下表所示。其他功能、另外還有一些 I/O 點起報警、就地指令等一些重要功能具體表如下表 所示。10第二章、第二章、 控制系統的硬件設計控制系統的硬件設計2.1 噴霧干燥塔控制功能描述噴霧干燥塔控制功能描述良好的控制系統的主要指標是安全和經濟，本次課程設計控制對象噴霧干燥塔的控制目標是在安全的前提下確保對象的工藝參數穩定，并以安全作為優化目標。針對該噴霧干燥塔所提出的控制要求主要有以下方面的考慮：順序啟動功能、安全停機功能、自動點火功能、熄火保護功能、系統安全保護功能、狀態監測和自動報警功能、自動投入油槍和撤除

9、油槍功能、自動溫控功能、設備離線強制啟停功能、指示燈測試功能、模擬量控制功能等。噴霧干燥塔控制系統需要實現的主要功能如下：（1） 、自動順序啟動功能系統可實現順序啟動。程序能夠實現排風機，鼓風機，助燃風機，供油泵，增壓泵的順序啟動。（2） 、安全停機功能可以自動按供油泵，電磁閥，助燃風機的順序停止系統。停機過程中提供自動吹掃和系統自動復位功能。（3） 、 自動點火功能實現系統安全點火。點火條件成立時有燈指示，此時按下“點火”按鈕并保持 2 秒鐘以上，可自動實現安全點火；不具備點火條件時，沒有燈指示，操作“點火”按鈕，系統不予響應。（4） 、熄火自動保護功能點火過程和正常運行中因出現熄火信號，系

10、統能自動保護設備安全，并恢復到點火準備狀態。（5） 、系統安全保護功能系統出口超溫保護。出口溫度超過規定的故障限值 5 秒，打開“緊急排放閥” ；出口溫度超過故障限值 1 分鐘，執行“自動停機”以保證系統安全。（6） 、狀態檢測和自動警報功能11系統進口溫度，出口溫度，排煙溫度，塔內塔內負壓，料漿壓力異常時提供光字牌提示和聲音報警，并具有報警保持，等待確認功能（7） 、自動投入噴槍和撤除噴槍功能。在“自動模式”下，當投料溫度升高時增加燃燒量，溫度升高到一定值，自動增加一根噴槍；當投料溫度降低時減少燃燒量，溫度降低到一定值時自動減少一根噴槍。（8） 、指示燈測試功能在任何情況下，系統都可以檢測指

11、示燈是否能夠正常使用，按下“燈測試”按鈕，所有指示燈點亮，取消“燈測試”按鈕，所有指示燈回復原狀態。（9） 、點火之后系統進入手動控制，當滿足一定條件后系統自動切換到自動控制。2.2 如何使用好噴霧干燥塔如何使用好噴霧干燥塔技術指標水分蒸發速率最大為: 10 kg 氣體干燥速率最大為: 150 kg/h 注入空氣速率 350 C。主要功能可將溶液狀態的物料噴入噴霧干燥塔中，物料干燥后呈固體粉末狀態出料。應用范圍用于生物農藥，醫藥，食品微生物的干燥。特點：1、干燥速度快，完成只需數秒鐘；2、適宜于熱敏性物料干燥；3、使用范圍廣：根據物料的特性，可以用于熱風干燥、離心造粒和冷風造粒，大多特性差異很

12、大的產品都能用此機生產；4、由于干燥過程是在瞬間完成的，產成品的顆粒基本上能保持液滴近似的球狀，產品具有良好的分散性，流動性和溶解性；5、生產過程簡化，操作控制方便。噴霧干燥通常用于固含量 60%以下的溶液，干燥后，不需要再進行粉碎和篩選，減少了生產工序，簡化了生產工藝。對于產品的粒徑、松密度、水份，在一定范圍內，可改變操作條件進行調整，控制、管理都很方便；126、為了使物料不受污染和延長設備壽命，凡是與物料接觸部分，均可以采用不銹鋼材料制造。作用原理空氣經過濾和加熱，進入干燥器頂部空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進入干燥室。料液經塔體頂部的高速離心霧化器或高壓霧化器，噴霧成極細微的霧狀液珠，

13、與空氣并流接觸在極短的時間內可干燥為成品。成品連續地由干燥塔底部和旋風分離器中輸出，微塵物料由脈沖布袋收集器收集，廢氣由風機排空。噴霧干燥塔常見毛病與修復粘壁現象主要原因：（1）進料量太大, 不能充分蒸發；（2）噴霧開始前干燥室加熱不足；（3）開始噴霧時, 下料流量調節過大；（4）加入的料液不穩定。補救措施：適當減少進料量; 適當提高熱風的進口和出口溫度; 在開始噴霧時, 流量要小, 逐步加大, 調節到適當時為止; 檢查管道是否堵塞, 調整物料固形物含量, 保證料液的流動性。水分含量高主要原因：一般是排風溫度太低。補救措施：適當減小進料量, 以提高排風溫度。純度低主要原因：（1）空氣過濾效果不

14、佳；（2）積粉混入成品；（3）原料純度不高；（4）設備清洗不徹底。補救措施：13檢查空氣過濾器中過濾材質敷設是否均勻, 過濾器使用時間是否太長, 若是應立即更換; 檢查熱風入口處焦粉情況, 克服渦流; 噴物前應將料液過濾; 重新清洗設備。粉粒太細主要原因：含固量太低或進料量太小。補救措施：提高料液的含固量, 加大進料量, 提高進風溫度。跑粉現象主要原因：旋風分離器的分離效果差。補救措施：（1）檢查旋風分離器是否由于敲擊、碰撞而變形；（2）提高旋風分離器進出口的氣密性；（3）檢查其內壁及出料口是否有積料堵塞現象。噴頭轉速低主要原因：離心噴頭部件出了故障。補救措施：檢查噴頭內部件。蒸發量低主要原因

15、：(1) 整個系統的空氣量減少；(2) 熱風的進口溫度偏低；(3) 設備有漏風現象, 有冷風進入干燥室。補救措施: (1) 檢查離心機的轉速是否正常；(2) 檢查離心機調節閥位置是否正確；(3) 檢查空氣過濾器及空氣加熱器管道是否堵塞；(4) 檢查電網電壓是否正常；(5) 檢查電加熱器是否正常工作；(6) 檢查設備各組件連接是否密封。噴頭振動主要原因：（1） 噴頭的清洗和保養不當引起的噴盤內附有殘留物質或主軸產生彎曲和變形；（2） 離心盤動平衡不好。補救措施：14（1） 檢查噴霧盤內是否有殘存物質, 若有應及時清洗；（2） 發現主軸有異常, 要進行更換；（3） 對離心盤的動平衡重新調整或更換。

16、操作注意事項：1、首先開啟離心風機，然后開啟加熱器，并檢查是否漏氣、如正常即可進行預熱，因熱風預熱決定著干燥設備的蒸發能力，在不影響被干燥物料質量的前提下，應盡可能提高進風溫度。2、預熱時干燥室頂部安放霧化器處，干燥室部和旋風分離器下料口處必須密封，以免冷風進入干燥室，降低預熱效率。3、當干燥室進口溫度達到設定溫度時，開啟離心噴頭，當噴霧頭達到最高轉速時，開啟進料泵，加入清水噴霧 10 分鐘后更換成 料液，進料量應由小到大，否則將產生粘壁現象，直到調節到適當的要求。料液的濃度應根據物料干燥的性質來配制，以保證干燥后成品有良好的流動性。4、干燥成品的溫度和濕度，取決于排風溫度，在運行過程中，保持

17、排風溫度為一個常數是極其重要的，這取決于進料量的大小，下料量穩定，出口溫度是比較穩定的。若料液的含固量和流量發生變化時出口溫度也會出現變動。5、產品溫度太高，可減少加料量，以提高出口溫度，產品的溫度太低，則反之。對于產品溫度較低的熱敏性物料可增加加料量，以降低排風溫度，但產品的溫度將相應提高。15 第三章第三章 噴霧干燥塔組態王實現圖噴霧干燥塔組態王實現圖16第四章、控制系統流程圖第四章、控制系統流程圖4.1 燃燒系統流程圖排風機延時5s投鼓風機在吹掃條件滿足條件下，連續吹掃5分鐘吹掃成功供油泵不泄露的情況下，投燃料供油泵。投燃料增壓泵投助燃風機投燃料電磁閥投燃料調節閥投點火變壓器以上均滿足的

18、情況下，點火許可。長按點火指令2秒10s后火焰正常點火成功，系統準備好。緊急停爐或停止指令停止供油泵停止燃料電磁閥啟動否是否是否是否是停止助燃風機停止增壓泵、調節閥、點火變壓器停止指令停止鼓風機、延時5s后停排風機結束投料系統是否圖 4.1 燃燒系統流程圖17當按下開始按鈕 2s 后，啟動排風機，延時 5s 后，啟動鼓風機，使干燥塔內保持負壓。1. 啟動排風機、鼓風機后對系統進行連續吹掃 5 分鐘，若在吹到過程中某個開啟的排、鼓風機停止，則重新吹掃。吹掃過程中，吹掃進行中指示燈亮，吹掃結束后，指示燈滅。2. 吹掃成功后在燃料供油泵不漏油的情況下，依次開啟助燃風機、供油泵、燃料電磁閥、燃料調節閥

19、、點火變壓器。以上均正常投入時，點火許可，同時點火許可燈亮。3. 長按點火指令兩秒，若十秒后火焰正常，則點火成功，在無急停指令和停止指令的情況下，系統準備完畢，系統準備完畢指示燈亮，等待投料，同時自動轉為手動。否則依次停止供油泵、燃料電磁閥、助燃風機、增壓泵、調節閥、點火變壓器，若有停止指令，則依次停止鼓風機、排風機。否則，依次開啟助燃風機、供油泵、燃料電磁閥、燃料調節閥、點火變壓器?；謴偷近c火準備狀態。184.2 投料系統流程圖投料漿泵，延時5秒噴槍A.否則停止料漿泵、噴槍A。當投料溫度達到中等溫度設定值時，投噴槍B。否則停止噴槍B。當投料溫度達到最高溫度設定值時，投噴槍C.否則停止噴槍C。

20、點火成功，系統準備完畢。手動狀態自動狀態料漿泵噴槍A、B、C結束投料溫度達到最低溫度值是否圖 4.2 投料系統流程圖系統準備完畢后，當投料溫度未達到最低值時，為手動狀態，可以通過手動頭料漿泵、噴槍。1. 當投料溫度達到最低值時，自動由手動轉到自動狀態，先投入料漿泵。延時195s，投噴槍 A，不滿足時則停止，轉為手動。2. 當投料溫度達到中溫度值時，投噴槍 B。否則停止噴槍 B。3. 當投料溫度達到高溫度值時，投噴槍 C。否則停止噴槍 C。4.3 燃燒系統流程圖排風溫度異常塔內負壓異常進口溫度異常出口溫度異常聲音報警同時閃光報警。報警確認故障解除閃光變為平光。工作時，出現相關參數異常。報警燈熄滅

21、結束圖 4.3 燃燒系統流程圖20正常干燥過程中，若相關參數異常時，則會進行相應的報警警示。1. 當排風溫度異常時，會出現聲音報警，同時排風溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變為平光。故障解除后，報警燈熄滅。2. 當塔內負壓異常時，會出現聲音報警，同時塔內負壓異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變為平光。故障解除后，報警燈熄滅。3. 當進口溫度異常時，會出現聲音報警，同時進口溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變為平光。故障解除后，報警燈熄滅。4. 當出口溫度異常時，會出現聲音報警，同時出口溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變為平光。故障解除后，報警燈熄滅。4.4 除塵系統流程

22、圖每20秒氣錘A自動擊打5秒小火位置大火位置延時一分鐘，停止各設備。系統準備完畢，正常運行時。手動狀態氣錘A、B、C正吹布袋1、2、3、4、5、6、7、8反吹布袋1、2、3、4、5、6、7、8自動狀態結束投入正吹布袋1、2、3、4，延時55秒投入正吹布袋1、2、3、4、5、6、7、8，延時55秒自動狀態自動狀態已投入氣錘A自動狀態投入反吹布袋1、2、3、4、5、6、7、8，延時5秒投入反吹布袋1、2、3、4，延時5秒手動狀態急停指令，熄火信號或停止已投入氣錘B自動狀態自動狀態已投入氣錘B每20秒氣錘A自動擊打5秒每20秒氣錘A自動擊打5秒否是圖 4.4 除塵系統流程圖1. 點火成功系統準備完畢

23、后，在系統未達到相關要求時，設備啟動為自動狀態，21可以手動投入氣錘和布袋。2. 當小火位置時，自動由手動轉為自動，投入正吹布袋 1234，延時 55s，反吹布袋 1234，延時 5s。若無急停指令，停止指令或火焰狀態異常，則循環進行。若有則延時一分鐘，按順序停止布袋和氣錘。3. 當大火位置時，自動由手動轉為自動，投入正吹布袋 12345678，延時 55s，反吹布袋 12345678，延時 5s。若無急停指令，停止指令或火焰狀態異常，則循環進行。若有則延時一分鐘，按順序停止布袋和氣錘。4. 手動投入氣錘后，則氣錘變為自動狀態，每 20s 自動擊打 5s。22第五章第五章 控制控制 plc 梯

24、形圖梯形圖23第六章、控制系統調試報告第六章、控制系統調試報告 6.1 系統準備階段 啟動前的指示燈檢測檢測系統是否滿足點火條件系統準備完畢。 6.2 點火啟動過程系統啟動開機吹掃（10s）吹掃指示燈亮，排風機、鼓風機工作吹掃結束后吹掃指示燈滅，風壓正常啟動燃料泵10s 后啟動增壓泵10s 后啟動燃料電磁閥和助燃風機油壓正常10s 后啟動點火變壓器點火成功10 秒后關閉點火變壓器。 6.3 投料系統進入工作過程進口溫度的判定進口溫度正常5s 后啟動料漿泵料漿壓力的判定料漿壓力正常5s 后按進口溫度范圍選擇開啟噴槍個數 6.4 除塵系統進入工作點火指令長按 2 秒啟動排風機10s 后啟動鼓風機除

25、塵器的 3 個氣錘按一定頻率工作除塵器的 8 個布袋每 2 個一組按順序以一定的時間間隔工作規定的時間 6.5 手自切換系統 按下手/自切換鍵，PLC 脫離對設備的控制，同時切換到手動控制面板；再按下手/自切換鍵，切換到 PLC 控制狀態，PLC 恢復對設備的控制，同時切斷手動控制面板對設備的控制。 6.6 安全保護系統停機條件料漿泵，噴槍，燃料泵，助燃風機瞬間停止工作5s 后燃料增壓泵停止工作5s 后燃料電磁閥停止工作鼓風機和排風機保持工作（吹掃） ，布袋除塵器停止工作吹掃停止系統準備完畢。 6.7 報警系統報警系統預計實現的功能如下：報警條件達成（熄火報警除外）對應指示燈閃爍，報警蜂鳴器持續報警按下確認鍵指示燈切換成平光，蜂鳴器停止報警。