PLC控制干燥器的实现

专业方向课程设计

题 目 无热再生压缩空气干燥机PLC控制系统设计 学 院 自动化学院

专 业 电气工程与自动化专业

班 级 07063011

学 号 07063040

学生姓名 李文志

指导教师 吴茂刚 张卫

完成日期 2010年9月19日

目录

一、无热再生干燥器介绍 (2)

1、工作原理

2、工艺流程

3、时序图

二、PLC控制系统设计 (5)

1、系统电气控制图

2、三菱顺序功能法和经验梯形图法编程

3、西门子S7-200编程

4、 S7-200程序软件模拟

三、结论 (14)

参考文献

一、 无热再生干燥器

1、干燥器简介

干燥器是通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。

1.1干燥器分类

干燥器可按操作过程、操作压力、加热方式湿物料运动方式或结构等不同特征分类。

按操作过程，干燥器分为间歇式(分批操作)和连续式两类；

按操作压力，干燥器分为常压干燥器和真空干燥器两类

按加热方式，干燥器分为对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。

按湿物料的运动方式，干燥器可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式；

按结构，干燥器可分为厢式干燥器、输送机式干燥器、滚筒式干燥器、立式干燥器、机械搅拌式干燥器、回转式干燥器、气流式干燥器、振动式干燥器等多种。

1.2干燥器的未来发展方向

干燥器的未来发展将在深入研究干燥机理和物料干燥特性，掌握对不同物料的最优操作条件下，开发和改进干燥器；另外，大型化、高强度、高经济性，以及改进对原料的适应性和产品质量，是干燥器发展的基本趋势；同时进一步研究和开发新型高效和适应特殊要求的干燥器，如组合式干燥器、微波干燥器和远红外干燥器等。

干燥器的发展还要重视节能和能量综合利用，如采用各种联合加热方式，移植热泵和热管技术，开发太阳能干燥器等；还要发展干燥器的自动控制技术、以保证最优操作条件的实现；另外，随着人类对环保的重视，改进干燥器的环境保护措施以减少粉尘和废气的外泄等，也将是需要深入研究的方向。

1.3无热再生干燥器主要优点

1.干燥器具有足够处理能力的干燥剂吸附容量，保证干燥效果达－40℃。

2. 控制阀门采用四阀结构，进气阀为常开型，排气阀为常闭型，具有较高的可靠性和安全性，即使电器出现故障维修，亦不影响正常供气。气动切断阀阀座，阀杆为不绣钢材料，密封为聚四氟乙烯，能保证30万次动作无泄漏。

3. 干燥器转换设有充压和均压过程，减小因阀门转换过程压力急速变化（四通阀、组合阀，梭阀），对干燥剂产生的冲击破碎。

4. 干燥器出口设置粉尘过滤器，确保成品气的质量，含尘量≤1mg/m3，粒径≤0.01μm。

1.4 RSXW型无热再生干燥器工作原理

RSXW型无热再生干燥器是利用吸附剂化学和物理吸附原理，使压缩空气中的水蒸气在工作压力下被吸附剂（氧化铝或分子筛）吸附，从而去除了压缩空气中的绝大部分水蒸汽，使压缩空气得到干燥。采用已干燥的压缩空气减压后脱附/再生饱和的吸附剂。

2、工艺流程

2.1、工艺流程图

图：1 旋风分离器 2 除油除尘过滤器 3 手动球阀(检修) 4 自动排水装置 5 切换阀（气动阀或电磁阀） 6 消声器 7 二位五通(三通)电磁阀（控制气动阀）8 吸附塔 9 手动球阀(节流减压) 10 对夹式止回阀 11 粉尘过滤器 12 空气出口阀 13 空气进口阀14 空气旁通阀 15 手动球阀（控制气动阀气源） 16 手动球阀（控制气动阀气源）

2.2、压缩空气干燥部分

压缩空气干燥部分由旋风分离器（选配件）、除油过滤器（选配件）、自动排水器、切换阀、吸附塔、排气阀、引气阀、二位五通(或二位三通)电磁阀和粉尘过滤器（选配件）组成，其工作流程如下：

干燥器开机后，DC-1塔吸附运行，DC-2塔再生。在预先设定的时序控制下，切换阀5-A打开、5-B关闭，排放阀5-B1打开、5-A1关闭，经过除油的湿压缩空气进入DC-1塔，水分被吸附剂吸附；干燥后的空气通过止回阀10-A排入下游管线；部分干燥压缩空气在压差的作用下通过阀9流向DC-2塔，其压力被降至接近大气压，由于降压后空气体积同比例增大，使再生用空气的相对湿度只有干燥空气的几分之一，这样这种特别干燥的再生空气中的水蒸气分压远远低于DC-2塔内吸附剂床层的水蒸气分压。吸附床层中的水蒸气在压差的作用下释放至再生空气中并被带走，再生空气通过排放阀5-B1和消声器6排入大气。

再生结束后，DC-1、DC-2塔切换不能马上切换，而是先关闭排放阀5-B1，DC-2塔压力升高至系统压力，即“均压”过程。因为再生时，吸附塔处于大气压状态，与吸附状态有较大的压差，如果直接切换会导致压力冲击，严重时引起机械故障。

2.3、吸附/再生的切换方式

当两个吸附塔的压力相同时，控制系统发出信号进行切换——DC-1塔再生、DC-2塔吸附。

本类型干燥器的吸附/再生周期如图2表示：

图2 PLC/LOGO 控制吸附/再生周期图

标准型干燥器是采用PLC/LOGO 控制干燥器的自动循环切换,由PLC/LOGO 发出电信号给二位五通(或二位三通)电磁阀控制切换阀动作，完成干燥器的自动循环切换。

3、时序图

时序图与工艺流程图符号对应关系

时序图 SV1 SV2 CV1 CV2 工艺流程图 5-B 5-A

5-A1

5-B1

二、PLC 控制系统设计

由于在干燥器停止工作后，机器的空气进口阀和出口阀不会立即关闭，这样A 塔和B 塔仍然与外界相连，可以自行均压；与此同时，A 塔和B 塔通过也可以通过手动球阀相互均压，因此可以认为当启动干燥器时，A 塔和B 塔的压强相等，无需再进行均压，机器直接进入干燥与再生状态。所以，本人所编写程序由SV2和CV2同时开启时开始。