文档介绍：1 绪论
缫丝工业的原料是蚕茧,那么蚕茧干燥(又称烘茧)则是提高蚕茧质量和出丝率的一项重要环节。我国是一个产茧量很大的国家,由于我国烘茧工艺和设备比较落后,所以蚕茧质量与其他先进国家相比还有很大的差距。
之前,蚕茧干燥工艺控制完全依赖于传统的热工仪表和手工操作,存在着温度波动、方法周期长、生产效率低、能耗高、难于控制等难题[1]。现阶段,国外学者对蚕茧干燥方法进行了多种实验,如高频干燥法、真空冻结干燥法、红外线干燥法、射线辐射法、微波干燥法等[2];而我国现有的烘茧设备主要是利用对流热来干燥蚕茧。其都不能达到运行稳定可靠,控制简单的功能。而本文是利用热风循环烘干机PLC控制,来实现鲜茧烘干全过程温湿度的自动控制,并达到结构简单,运行稳定可靠的要求。
课题背景及意义
可编程控制器(PLC或PC)是一种具有极高可靠性的新型的通用工业自动化控制装置,具有配置灵活、可靠性高等优点。热风循环烘干机实现对鲜茧的烘干,干燥时间长短、均匀情况等,直接影响蚕茧的质量。本设计利用PLC控制烘茧机,传感器检测控制使内腔温湿度达到平衡,组态王演示,从而实现运行稳定可靠、操作简单、干燥时间短、蚕茧质量高的效果。
可编程逻辑控制器的产生和发展
随着制造业和过程工业的发展,越来越多的现场监控和处理工作,将需要自动化程度更高的控制系统来进行完成。1969年美国数字设备公司(DEC)研制出第一台控制器,创造性的引入了程序控制功能,使其控制系统较继电-接触器控制系统更精确、可靠与稳定。如今,许多大中型控制系统都采取PLC控制系统与硬件系统相结合的方法应用在工业生产上[3]。
本设计采用PLC控制热风循环烘茧过程,因其有高可靠性、抗干扰能力强;编程简单,使用方便;体积小,能耗低等优点,使烘茧过程更稳定可靠,从而提高蚕丝的质量。
传感器
所有具有信息的感知、采集、转换、传输和处理功能的器件都属于传感器或智能传感器,其已成为各应用领域中不可或缺的技术工具。例如,在各种工业现场生产设备的自动控制中都需要用到传感器来进行温度、湿度等的监控。因此,可以毫不夸张地说:传感器及其技术是现代科学技术迅速发展的保证。
本设计控制系统中需用到温、湿度传感器,来进行内腔温湿度的监测与控制[4],从而使蚕茧在三个腔室中恒温、湿度条件下烘干。
King View组态软件
组态王开发监控软件是一种新型的工业自动控制系统,同时具有经济、易于扩展、开发周期短、开放性好、适应性强等优点。一般情况下把该系统划分为三个层次:管理层、监控层和控制层,组态开发要考虑到数据、画面、动画和编程,这几方面问题。
,利用组态王软件和PLC进行通信,使用King View组态软件在上位机上完成热风循环烘茧工作过程动态仿真,将热风循环烘干机控制系统的控制器的各种数据采集到上位机,现场操作人员根据数据然后实施相应的操作。这样操作人员不需要深入生产现场,就可以获得实时数据进行操作,则既优化了控制现场作业,又提高了生产效率。
本章小结
通过对课题设计涉及的技术,简要阐明,方便的为下面进行设计。
2 热风循环烘茧控制系统设计简介
热风循环烘茧控制系统的组成
该控制系统主要由一个输茧网,一个出茧网,三个腔室,一个排湿风机,一个鼓风机,四个传感器组成[5]。
鲜茧由输茧网传送带传送至内腔,电动机带动传送带运动,经三个腔室,蚕茧由出茧网送出,电动机带动传送带运动。
热风循环烘茧控制系统的过程
1 热风循环烘茧控制系统的简易图
热风循环烘茧机采用“直干法”烘茧,其工作简易过程为:鲜茧首先由自动铺茧机输入到主机干燥室,然后在机械传动系统的作用下水平移动,并进入下一层茧网,依次经过高、中、低3个温度区,蚕茧干燥后由出茧机输送出干燥室。
热风机将热风炉的热风经高、中、低温管分别输入高、中、低温区,温度由控制板来实现控制风量;湿气由排湿风机抽出,经排湿风口排出。简易图如图2-1。
图2-1 热风循环烘茧机简易工作图
2 热风循环烘茧控制系统的控制要求及其流程图
(1) 本设计关键在于三个腔室的温湿度控制:
1. 首先要测量3个腔室的温度,分别对应于烘箱内部的高温区、中温区、低温区三个层面的温度,蚕茧干燥的适宜温度在102~110℃。此设计控制三个腔室的温度分别为:高温区温度为106℃;中温区温度为90℃;低温区温度为70℃。
2. 系统设计的被控制量为烘箱内的烘茧温度,为达到控制系统的要求,则系统的温度波动范围不可以超过±4℃。该设计系统采用温湿度传感器来检测三个腔室的温湿度,温湿度超过界限时,出现报警,通过关(开)风门来控制温度的降、升。
3. 系统的输出:为了保持烘茧箱内部的温度趋于均衡,该控制系