喷雾干燥塔控制系统设计PLC总课程设计报告

1、1PLC讨论课报告组号：_第十九组_小组成员：陈永秀、张丁文、刘红申、曹嘉元2贡献度排名第一名：曹嘉元 第二名：陈永秀 第三名：张丁文 第四名：刘红申3目录第一章、控制对象喷雾干燥塔的分析.41.1喷雾干燥塔背景描述.41.2喷雾干燥塔工艺流程简介.41.3燃烧系统.41.4干燥系统.61.5投料系统.71.6除尘系统.7第二章、 控制系统的硬件设计.92.1喷雾干燥塔控制功能描述.92.2如何使用好喷雾干燥塔.10第三章 喷雾干燥塔组态王实现图.14第四章、控制系统流程图.154.1燃烧系统流程图.154.2投料系统流程图.174.3燃烧系统流程图.184.4除尘系统流程图.19第五章 控制

2、plc梯形图.21第六章、控制系统调试报告.226.1系统准备阶段.226.2点火启动过程.226.3投料系统进入工作过程.226.4除尘系统进入工作.226.5手自切换系统.226.6安全保护系统.226.7报警系统.226.8真实调试结果.22第七章 心得体会.234第一章、控制对象喷雾干燥塔的分析1.1 喷雾干燥塔背景描述喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内， 干燥塔利用燃料燃烧 的能量将鼓风机送入的空气进行加热；热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超 细颗粒粉态成品。粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。热空气则通过布袋除

3、尘器除尘后排 除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业， 作为原料或成品加工的设备， 该设备一般都作为一套相对独立 的系统进行成套供应。1.2 喷雾干燥塔工艺流程简介喷雾干燥塔 P&ID 图如图 1-1 所示。按工艺流程，喷雾干燥塔控制系统可以分为燃烧系统、干燥系统、投料系统、布袋系统等1-1 喷雾干燥塔 P&ID 图1.3 燃烧系统排风机除尘器报脅确认3急停指令(DI)意外情况急停系第二章、 控制系统的硬件设计2.1喷雾干燥塔控制功能描述良好的控制系统的主要指标

4、是安全和经济， 本次课程设计控制对象喷雾干燥 塔的控制所示。9目标是在安全的前提下确保对象的工艺参数稳定，并以安全作为优化目 标。针对该喷雾干燥塔所提出的控制要求主要有以下方面的考虑：顺序启动功能、安全停机功能、 自动点火功能、熄火保护功能、系统安全保护功能、状态监测和 自动报警功能、自动投入油枪和撤除油枪功能、 自动温控功能、 设备离线强制启 停功能、指示灯测试功能、 模拟量控制功能等。 喷雾干燥塔控制系统需要实现的 主要功能如下：（1）、自动顺序启动功能 系统可实现顺序启动。程序能够实现排风机，鼓风机，助燃风机，供油泵， 增压泵的顺序启动。（2）、安全停机功能可以自动按供油泵，电磁阀，助燃

5、风机的顺序停止系统。停机过程中提供自 动吹扫和系统自动复位功能。（ 3）、 自动点火功能 实现系统安全点火。点火条件成立时有灯指示，此时按下“点火”按钮并保 持 2 秒钟以上，可自动实现安全点火； 不具备点火条件时， 没有灯指示， 操作“点火”按钮，系统不予响应。（4）、熄火自动保护功能点火过程和正常运行中因出现熄火信号， 系统能自动保护设备安全， 并恢复 到点火准备状态。（5）、系统安全保护功能系统出口超温保护。出口温度超过规定的故障限值 5 秒，打开“紧急排放阀”； 出口温度超过故障限值 1 分钟，执行“自动停机”以保证系统安全。（6）、状态检测和自动警报功能系统进口温度，出口温度，排烟温

6、度，塔内塔内负压，料浆压力异常时提供 光字牌提示和声音报警，并具有报警保持，等待确认功能7）、自动投入喷枪和撤除喷枪功能在“自动模式”下，当投料温度升高时增加燃烧量，温度升高到一定值，自 动增加一根喷枪； 当投料温度降低时减少燃烧量， 温度降低到一定值时自动减少 一根喷枪。（8）、指示灯测试功能在任何情况下，系统都可以检测指示灯是否能够正常使用，按下“灯测试” 按钮，所有指示灯点亮，取消“灯测试”按钮，所有指示灯回复原状态。（ 9）、点火之后系统进入手动控制， 当满足一定条件后系统自动切换到自动控制。102.2如何使用好喷雾干燥塔技术指标水分蒸发速率最大为 : 10 kg 气体干燥速率最大为

7、: 150 kg/h 注入空气速 率 350 C 。主要功能可将溶液状态的物料喷入喷雾干燥塔中，物料干燥后呈固体粉末状态出料。应用范围用于生物农药，医药，食品微生物的干燥。特点：1、干燥速度快，完成只需数秒钟；2、适宜于热敏性物料干燥；3、使用范围广：根据物料的特性， 可以用于热风干燥、 离心造粒和冷风造粒， 大多特性差异很大的产品都能用此机生产；4、由于干燥过程是在瞬间完成的， 产成品的颗粒基本上能保持液滴近似的球 状，产品具有良好的分散性，流动性和溶解性；5、生产过程简化，操作控制方便。喷雾干燥通常用于固含量60% 以下的溶液，干燥后，不需要再进行粉碎和筛选，减少了生产工序，简化了生产工艺

8、。 对于产品的粒径、松密度、水份，在一定范围内，可改变操作条件进行调整， 控制、管理都很方便；6、为了使物料不受污染和延长设备寿命， 凡是与物料接触部分， 均可以采用 不锈钢材料制造。作用原理空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配器，热空气呈螺旋状均匀地进 入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器或高压雾化器，喷雾成极细微 的雾状液珠，与空气并流接触在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由 干燥塔底部和旋风分离器中输出，微尘物料由脉冲布袋收集器收集，废气由 风机排空。喷雾干燥塔常见毛病与修复粘壁现象主要原因：（ 1）进料量太大 , 不能充分蒸发；（ 2）喷雾开始前干燥室加热不足；（ 3）开始

9、喷雾时 , 下料流量调节过大；（ 4）加入的料液不稳定。11补救措施：适当减少进料量 ; 适当提高热风的进口和出口温度 ; 在开始喷雾时 , 流量要 小, 逐步加大 ,调节到适当时为止 ; 检查管道是否堵塞 , 调整物料固形物含 量 , 保证料液的流动性。水分含量高主要原因：一般是排风温度太低。补救措施：适当减小进料量 , 以提高排风温度。纯度低主要原因：（1）空气过滤效果不佳；（2）积粉混入成品；（3）原料纯度不高；（4）设备清洗不彻底。补救措施：检查空气过滤器中过滤材质敷设是否均匀 , 过滤器使用时间是否太长 , 若是 应立即更换 ;检查热风入口处焦粉情况 , 克服涡流 ; 喷物前应将料液

10、过滤 ; 重新清洗设备。粉粒太细主要原因：含固量太低或进料量太小。 补救措施：提高料液的含固量 , 加大进料量 , 提高进风温度。跑粉现象主要原因：旋风分离器的分离效果差。补救措施：(1)检查旋风分离器是否由于敲击、碰撞而变形；(2)提高旋风分离器进出口的气密性；(3)检查其内壁及出料口是否有积料堵塞现象。喷头转速低主要原因：离心喷头部件出了故障。 补救措施：检查喷头内部件。蒸发量低主要原因：(1) 整个系统的空气量减少；(2) 热风的进口温度偏低；12(3) 设备有漏风现象 , 有冷风进入干燥室。 补救措施 :(1) 检查离心机的转速是否正常；(2) 检查离心机调节阀位置是否正确；(3) 检

11、查空气过滤器及空气加热器管道是否堵塞；(4) 检查电网电压是否正常；(5) 检查电加热器是否正常工作；(6) 检查设备各组件连接是否密封。喷头振动主要原因：( 1) 喷头的清洗和保养不当引起的喷盘内附有残留物质或主轴产生弯曲和 变形；( 2) 离心盘动平衡不好。补救措施：( 1) 检查喷雾盘内是否有残存物质 , 若有应及时清洗；( 2) 发现主轴有异常 , 要进行更换；( 3) 对离心盘的动平衡重新调整或更换。操作注意事项：1、首先开启离心风机，然后开启加热器，并检查是否漏气、如正常即可进行 预热，因热风预热决定着干燥设备的蒸发能力，在不影响被干燥物料质量的 前提下，应尽可能提高进风温度。2、

12、预热时干燥室顶部安放雾化器处， 干燥室部和旋风分离器下料口处必 须密封，以免冷风进入干燥室，降低预热效率。3、当干燥室进口温度达到设定温度时， 开启离心喷头， 当喷雾头达到最 高转速时，开启进料泵，加入清水喷雾 10 分钟后更换成 料液，进料量应由 小到大，否则将产生粘壁现象，直到调节到适当的要求。料液的浓度应根据 物料干燥的性质来配制，以保证干燥后成品有良好的流动性。4、干燥成品的温度和湿度，取决于排风温度，在运行过程中，保持排风 温度为一个常数是极其重要的，这取决于进料量的大小，下料量稳定，出口 温度是比较稳定的。若料液的含固量和流量发生变化时出口温度也会出现变 动。5、产品温度太高，可减

13、少加料量，以提高出口温度，产品的温度太低， 则反之。对于产品温度较低的热敏性物料可增加加料量，以降低排风温度，但产品的温度将相应提高。13第三章 喷雾干燥塔组态王实现图14第四章、控制系统流程图154.1燃烧系统流程图16当按下开始按钮 2s 后，启动排风机，延时 5s 后，启动鼓风机，使干燥塔内保持 负压。1.启动排风机、鼓风机后对系统进行连续吹扫 5 分钟，若在吹到过程中某个开 启的排、鼓风机停止，则重新吹扫。吹扫过程中，吹扫进行中指示灯亮，吹 扫结束后，指示灯灭。2.吹扫成功后在燃料供油泵不漏油的情况下， 依次开启助燃风机、 供油泵、 燃 料电磁阀、燃料调节阀、点火变压器。以上均正常投入

14、时，点火许可，同时 点火许可灯亮。3.长按点火指令两秒，若十秒后火焰正常，则点火成功，在无急停指令和停止 指令的情况下，系统准备完毕，系统准备完毕指示灯亮，等待投料，同时自 动转为手动。否则依次停止供油泵、燃料电磁阀、助燃风机、增压泵、调节 阀、点火变压器，若有停止指令，则依次停止鼓风机、排风机。否则，依次 开启助燃风机、供油泵、燃料电磁阀、燃料调节阀、点火变压器。恢复到点 火准备状态。174.2投料系统流程图投料浆泵，延时 5 秒喷枪 A.否则停止 料浆泵、喷枪 A。当投料温度达到中 等温度设定值时， 投喷枪 B。否则停 止喷枪 Bo_ *当投料温度达到最 高温度设定值时， 投喷枪 C.否则

15、停止喷枪 Co结束）图 4.2 投料系统流程图系统准备完毕后，当投料温度未达到最低值时，为手动状态，可以通过手动头料 浆泵、喷枪。1.当投料温度达到最低值时，自动由手动转到自动状态，先投入料浆泵。延时自动状态点火成功， 系 统准备完毕。185s，投喷枪 A,不满足时则停止，转为手动。2.当投料温度达到中温度值时，投喷枪B。否则停止喷枪 B。3.当投料温度达到高温度值时，投喷枪G 否则停止喷枪 Co4.3燃烧系统流程图19结束图 4.3 燃烧系统流程图 正常干燥过程中，若相关参数异常时，则会进行相应的报警警示。1.当排风温度异常时，会出现声音报警，同时排风温度异常灯闪烁报警，按下 报警确认后，闪

16、光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。2.当塔内负压异常时，会出现声音报警，同时塔内负压异常灯闪烁报警，按下 报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。3.当进口温度异常时，会出现声音报警，同时进口温度异常灯闪烁报警，按下 报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。4.当出口温度异常时，会出现声音报警，同时出口温度异常灯闪烁报警，按下 报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。4.4除尘系统流程图20图 4.4 除尘系统流程图1点火成功系统准备完毕后，在系统未达到相关要求时，设备启动为自动状态,可以手动投入气锤和布袋。2.当小火位置时，自动由手动转为自动，投入正吹布袋12

17、34，延时 55s ，反吹布袋 1234,延时 5s。若无急停指令，停止指令或火焰状态异常，则循环进行。 若有则延时一分钟，按顺序停止布袋和气锤。3.当大火位置时,自动由手动转为自动,投入正吹布袋12345678,延时 55s,反吹布袋 12345678,延时 5s。若无急停指令，停止指令或火焰状态异常，则 循环进行。若有则延时一分钟,按顺序停止布袋和气锤。4.手动投入气锤后，则气锤变为自动状态，每 20s 自动击打 5s。21第五章 控制 plc 梯形图22第六章、控制系统调试报告6.1系统准备阶段启动前的指示灯检测检测系统是否满足点火条件系统准备完毕。6.2点火启动过程系统启动一一开机吹扫

18、（10s）吹扫指示灯亮，排风机、鼓风机工作一一吹 扫结束后吹扫指示灯灭，风压正常启动燃料泵10s 后启动增压泵10s 后启动燃料电磁阀和助燃风机油压正常10s 后启动点火变压器点火成功 10 秒后关闭点火变压器。6.3投料系统进入工作过程进口温度的判定一一进口温度正常一一 5s 后启动料浆泵一一料浆压力的判定一 料浆压力正常 5s 后按进口温度范围选择开启喷枪个数6.4除尘系统进入工作点火指令长按 2 秒一一启动排风机一一 10s 后启动鼓风机一一除尘器的 3 个气锤 按一定频率工作除尘器的 8 个布袋每 2 个一组按顺序以一定的时间间隔工作 规定的时间6.5手自切换系统按下手/自切换键，PL

19、C 脱离对设备的控制，同时切换到手动控制面板；再按下 手/自切换键，切换到 PLC 控制状态，PLC 恢复对设备的控制，同时切断手动控 制面板对设备的控制。6.6安全保护系统停机条件一一料浆泵，喷枪，燃料泵，助燃风机瞬间停止工作一一 5s 后燃料增 压泵停止工作一一 5s 后燃料电磁阀停止工作一一鼓风机和排风机保持工作（吹 扫），布袋除尘器停止工作一一吹扫停止一一系统准备完毕。6.7报警系统报警系统预计实现的功能如下：报警条件达成 （熄火报警除外） 对应指示灯闪烁， 报警蜂鸣器持续报警 按下确认键指示灯切换成平光， 蜂鸣器停止报警。 注：该过程可以循环工作， 即按下确认键后第二个报警信号依然可以出发同样的报警。6.8真实调试结果上面为预期要达到的结果， 在程序完成之后经调试， 发现系统准备阶段的顺序启 动与顺序停止能成功实现，投料系统与除尘器系统也能成功实现，手自动切换、 安全保护系统也能实现， 在报警系统方面我们存在着不足， 就是报警声音必须通 过报警确认之后才能消除，不能通过其他方法来消除报警声音， 这个与实际不符 合，另外还有一个变频器的使用不是很