论文部分内容阅读
[摘 要]随着PLC控制系统在工业调度中的广泛应用，与PLC相配套的控制装置也得到应用，尤其咋仪表风干器方面的应用功能更加显著。仪表风干器作为各类仪表的动力装置，其运行功能状态对整个仪表系统都有决定性作用。根据早期仪表风干器使用情况，其所用机械控制系统的功能性较差，阻碍了仪表装备的正常运行。本文分析了基于PLC控制系统的仪表风干器应用模式，对工业干燥系统提出了科学性的改造方案。
[关键词]仪表干燥器 仪表风 PLC
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0287-01
1、仪表风干燥器的工作原理
仪表风干燥器系统的工艺流程如图1所示。仪表风主要来自空气压缩机的压缩空气。空气首先进入合成空压机或空气空压机转变为1.0MPa的压缩空气，出口压力正常控制在1.0～1.2MPa，在进入干燥器前还要先进入气液分离器F1进行气液分离。将空气中的水分从空气中分离出来。分离的方法采用旋涡分离技术，将分离出来的液体由下面的放空阀排入空气中。其作用是：一方面减少由于温差的变化所带来的水分；另一方面可避免由于意外事故产生的液体对干燥剂或仪表及生产装置的损坏。分离后的气体经过四通阀的5～6端（或5～8）进入右塔H2（或左塔H1）干燥，干燥后的气体从右塔（或左塔）出来经过四通阀V1的2～1端（或4～1端）去现场，作为气动仪表及气动执行器，气动装置的动力源，当此时右塔（H2）作为工作塔（右塔工作指示灯亮），左塔作为再生塔（左塔再生指示灯亮）。两塔内分别装有活性氧化铝5A及分子筛作为干燥剂，用以对空气中微量的水分进行吸附。
在两个塔内进行加热为U型加热管，每个管内有六个加热管。有三相380V高压交流电给U型管供电，成三角形接法。每条线上带两个加热管。当右塔（或左塔）再生时PLC控制电源开关，K1～K3（或K4～K6）闭合，右塔（或左塔）再生时PLC控制电源开关，K1～K3（或K4～K6）断开，则其所对应的再生塔停止加热。以左塔（H1）现在为工作塔，左塔为再生塔来说。当右塔（H2）再生时内置的加热器通电加热，塔内的温度升高，塔内干燥剂分子的运动速度增加了，分子的快速运动增强了干燥剂的脱附作用，这时从左塔工作内干燥后的仪表风经过干燥器总出口，一部分仪表风经过V1阀3～2端进入右塔，这就是我们说的来自仪表干燥器总出口的反吹风作用，把右塔干燥剂分子上的水分带走了。反吹风经过V2阀的6～7端被排到空气中。这样吸附在干燥剂分子上的微量水分就被脱附掉了，这就达到了再生的目的。干燥剂的再生最佳温度为125℃，再生的温度最高不得超过250℃，如果超过250℃干燥剂就会失效。所以当温度超过250℃电子温度开关动作，加热器停止加热，当温度低于电子开关死区值时，加热器再次加热。当再生时间达到3小时30分时加热器停止加热，通过反吹风的作用，使再生塔右塔（H2）内的温度下降，这样有利于4小时后切换为工作塔时，干燥剂吸附作用的增强。
工作塔和再生塔的转换时间为4小时，当4小时后工作塔变为再生塔，再生塔变为工作塔。这时通过电磁阀SV1的这个四通阀来实现的。仪表风作用于气缸，驱动四通阀V1、V2同步动作。V2阀的5～6端通来自空气压缩机的空气，进入右塔（H2）进行干燥。干燥气通过V1阀的2～1端供给仪表工作，一部分仪表风通过V1阀的3～4端进入左塔（H）反吹风，又经过V2阀的8～7端排到空气中。转换后，左塔（H1）为工作塔，右塔（H2）为再生塔，左塔工作指示灯亮，右塔再生指示灯亮。就这样，每4小时两塔轮换一次，形成新一轮工作与再生。
如果仪表风干燥供气压力低于0.65MPa时压力开关动作，使得电磁阀带电，连锁阀膜头放空。阀一开，干燥气被切除的同时发出连锁动作报警。相应的指示灯亮，报告工作人员立刻采取行动，进行处理。
2、可编程控制器在仪表风干燥器中的应用
2.1 PLC的硬件系统
2.1.1 仪表风干燥系统的自动控制需要的软器件
有1个定时器、7个计数器。T550设定1分钟产生1个脉冲，C461设定1小时计数，C462设定3小时计数，C463设3小时30分计数，C464设定4小时计数，C465设定7小时计数，C466设定3小时30分计数，C467设定8小时计数。
2.1.2 I/O设备及I/O设备编号
输入装置与PLC输入点对应编号如表1所示。输出装置与PLC输出端对应编号如表1所示。
3、软件系统程序运行
软件系统运行是整个PLC运行的核心环节，其要根据电路设定情况执行操作命令，并且把电路调节器控制在最佳范围，这对于系统调控效率有很大的帮助。结合本次PLC设计的仪表风干燥器状况，软件系统运行要按照预先设定的流程操作。本次主要运行流程：按下起动按钮X400常开触点（X400）闭合，程序启动，计数器T550开始工作，启动指示灯Y430亮。计时器T550计时，当计时T=60 s时，即达到1分钟，产生一个脉冲信号。脉冲信号T550作用于计数器C461，X401为计数复位信号。计数器C461开始计数，每到1分钟，计时器T550就产生一个脉冲信号传给计数器C461计时器就产生一个数。当K=60，即计数器计到第60个数时，这时时间为1小时，C461产生一个脉冲作用于计数器C462，计数器C462开始计数。设定计数器的计数值为3，则计数器C462每小时计数1次，当计数3次（即3小时），产生一个脉冲信号作用与计数器C462，C462和T550共同作用于C463，从而使其3小时30分产生一个脉冲，当计数器C461产生一个脉冲作用于C462时，它也作用于C464，计数器C464每1小时计1次数，即K=4。即其每4小时产生一个脉冲信号。由于C461也作用于计数器C465和C467，其C465的K值为7，C467的K=8则其分别每1小时计1次数，7小时，8小时产生一个脉冲信号。当X400启动开关闭合时，X400接通，Y80输出，启动指示灯亮，计数器C461开始计数。此程序以右塔为工作塔，左塔为再生塔设定的。X403，X463常闭触点，所以左塔开始加热，Y432输出。X403闭合，Y434输出，左塔加热指示灯亮。
4、结束语
PLC控制系统应用于工业仪表风干燥器，改变了传统机械控制系统应用功能的缺陷，促進了工业电气调度模式的优化改进。对于新型干燥系统来说，企业还要对设备执行定期检修计划，及时发现工业系统存在的功能缺陷，提出与仪表风干燥器相配套的检修与维护方案。
[关键词]仪表干燥器 仪表风 PLC
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0287-01
1、仪表风干燥器的工作原理
仪表风干燥器系统的工艺流程如图1所示。仪表风主要来自空气压缩机的压缩空气。空气首先进入合成空压机或空气空压机转变为1.0MPa的压缩空气，出口压力正常控制在1.0～1.2MPa，在进入干燥器前还要先进入气液分离器F1进行气液分离。将空气中的水分从空气中分离出来。分离的方法采用旋涡分离技术，将分离出来的液体由下面的放空阀排入空气中。其作用是：一方面减少由于温差的变化所带来的水分；另一方面可避免由于意外事故产生的液体对干燥剂或仪表及生产装置的损坏。分离后的气体经过四通阀的5～6端（或5～8）进入右塔H2（或左塔H1）干燥，干燥后的气体从右塔（或左塔）出来经过四通阀V1的2～1端（或4～1端）去现场，作为气动仪表及气动执行器，气动装置的动力源，当此时右塔（H2）作为工作塔（右塔工作指示灯亮），左塔作为再生塔（左塔再生指示灯亮）。两塔内分别装有活性氧化铝5A及分子筛作为干燥剂，用以对空气中微量的水分进行吸附。
在两个塔内进行加热为U型加热管，每个管内有六个加热管。有三相380V高压交流电给U型管供电，成三角形接法。每条线上带两个加热管。当右塔（或左塔）再生时PLC控制电源开关，K1～K3（或K4～K6）闭合，右塔（或左塔）再生时PLC控制电源开关，K1～K3（或K4～K6）断开，则其所对应的再生塔停止加热。以左塔（H1）现在为工作塔，左塔为再生塔来说。当右塔（H2）再生时内置的加热器通电加热，塔内的温度升高，塔内干燥剂分子的运动速度增加了，分子的快速运动增强了干燥剂的脱附作用，这时从左塔工作内干燥后的仪表风经过干燥器总出口，一部分仪表风经过V1阀3～2端进入右塔，这就是我们说的来自仪表干燥器总出口的反吹风作用，把右塔干燥剂分子上的水分带走了。反吹风经过V2阀的6～7端被排到空气中。这样吸附在干燥剂分子上的微量水分就被脱附掉了，这就达到了再生的目的。干燥剂的再生最佳温度为125℃，再生的温度最高不得超过250℃，如果超过250℃干燥剂就会失效。所以当温度超过250℃电子温度开关动作，加热器停止加热，当温度低于电子开关死区值时，加热器再次加热。当再生时间达到3小时30分时加热器停止加热，通过反吹风的作用，使再生塔右塔（H2）内的温度下降，这样有利于4小时后切换为工作塔时，干燥剂吸附作用的增强。
工作塔和再生塔的转换时间为4小时，当4小时后工作塔变为再生塔，再生塔变为工作塔。这时通过电磁阀SV1的这个四通阀来实现的。仪表风作用于气缸，驱动四通阀V1、V2同步动作。V2阀的5～6端通来自空气压缩机的空气，进入右塔（H2）进行干燥。干燥气通过V1阀的2～1端供给仪表工作，一部分仪表风通过V1阀的3～4端进入左塔（H）反吹风，又经过V2阀的8～7端排到空气中。转换后，左塔（H1）为工作塔，右塔（H2）为再生塔，左塔工作指示灯亮，右塔再生指示灯亮。就这样，每4小时两塔轮换一次，形成新一轮工作与再生。
如果仪表风干燥供气压力低于0.65MPa时压力开关动作，使得电磁阀带电，连锁阀膜头放空。阀一开，干燥气被切除的同时发出连锁动作报警。相应的指示灯亮，报告工作人员立刻采取行动，进行处理。
2、可编程控制器在仪表风干燥器中的应用
2.1 PLC的硬件系统
2.1.1 仪表风干燥系统的自动控制需要的软器件
有1个定时器、7个计数器。T550设定1分钟产生1个脉冲，C461设定1小时计数，C462设定3小时计数，C463设3小时30分计数，C464设定4小时计数，C465设定7小时计数，C466设定3小时30分计数，C467设定8小时计数。
2.1.2 I/O设备及I/O设备编号
输入装置与PLC输入点对应编号如表1所示。输出装置与PLC输出端对应编号如表1所示。
3、软件系统程序运行
软件系统运行是整个PLC运行的核心环节，其要根据电路设定情况执行操作命令，并且把电路调节器控制在最佳范围，这对于系统调控效率有很大的帮助。结合本次PLC设计的仪表风干燥器状况，软件系统运行要按照预先设定的流程操作。本次主要运行流程：按下起动按钮X400常开触点（X400）闭合，程序启动，计数器T550开始工作，启动指示灯Y430亮。计时器T550计时，当计时T=60 s时，即达到1分钟，产生一个脉冲信号。脉冲信号T550作用于计数器C461，X401为计数复位信号。计数器C461开始计数，每到1分钟，计时器T550就产生一个脉冲信号传给计数器C461计时器就产生一个数。当K=60，即计数器计到第60个数时，这时时间为1小时，C461产生一个脉冲作用于计数器C462，计数器C462开始计数。设定计数器的计数值为3，则计数器C462每小时计数1次，当计数3次（即3小时），产生一个脉冲信号作用与计数器C462，C462和T550共同作用于C463，从而使其3小时30分产生一个脉冲，当计数器C461产生一个脉冲作用于C462时，它也作用于C464，计数器C464每1小时计1次数，即K=4。即其每4小时产生一个脉冲信号。由于C461也作用于计数器C465和C467，其C465的K值为7，C467的K=8则其分别每1小时计1次数，7小时，8小时产生一个脉冲信号。当X400启动开关闭合时，X400接通，Y80输出，启动指示灯亮，计数器C461开始计数。此程序以右塔为工作塔，左塔为再生塔设定的。X403，X463常闭触点，所以左塔开始加热，Y432输出。X403闭合，Y434输出，左塔加热指示灯亮。
4、结束语
PLC控制系统应用于工业仪表风干燥器，改变了传统机械控制系统应用功能的缺陷，促進了工业电气调度模式的优化改进。对于新型干燥系统来说，企业还要对设备执行定期检修计划，及时发现工业系统存在的功能缺陷，提出与仪表风干燥器相配套的检修与维护方案。