基于数据分析欧姆龙PLC在石膏板干燥机中的应用

摘 要 本文结合实际项目从干燥机的工艺流程入手，详细的分析了其运行的原理。在充分考虑了生产过程的稳定可靠性及维护的便捷性后，采用了欧姆龙的PLC系统。并通过合理的温度控制方式达到了在生产过程中降低能耗及提高产品合格率的目标。

关键词 欧姆龙PLC；干燥机；温度控制

前言

纸面石膏板工业经过近30年的发展，已经形成一个较完整的产业。近年来，随着供给侧改革和去产能的需求，石膏板产品的市场竞争已趋向于白热化，产品价格一路走低。因此，企业只有通过提高整体设备的稳定性，降低能耗，提高成品率等内部降本增效措施，才能使企业在激烈的市场竞争中生存和发展。

众所周知，干燥机系统的控制稳定性是影响石膏板产品质量和能耗的关键技术之一。因此，本项目希望通过基于欧姆龙PLC的研究来实现提高石膏板干燥机的控制，从而有效提高石膏板的产品质量和降低能耗，提升企业和产品的市场竞争力。

1 干燥机部分的工艺流程

结合本项目的情况说明，干燥机由三个区组成，本文以一区为例进行说明。每个区均通过导热油经热交换器加热循环空气（见图一风系统），再通过循环空气在干燥机内蒸发石膏板中的水分。温度控制方面，用PLC 取代了传统的仪表控制，干燥机每个区的循环空气入口和出口温度的测量值送到PLC。经过计算，PLC 控制各自的导热油调节阀（见图二导热油系统），以满足每个区工艺参数要求。同时通过控制室上的HMI，可以方便地集中修正各个调节阀的PID 参数。

2 PLC系统的硬件配置

2.1 CPU选型

根据上述给出的工艺说明，可以明确整个干燥机系统中所需控制的模拟量较多，同时考虑HMI部分与下位机的采用以太网通讯，因此本项目选择了CPU单元为欧姆龙CJ2系列中的CJ2H-CPU65-EIP。

2.2 模拟量模块选型

基于调试阶段的便捷以及與设备采购的沟通，模拟量的输入输出模块，均选为4-20mA信号接口，即分别为AI：CJ1W-AD081-V1；AO：CJ1W-DA08C。

2.3 HMI选型

HMI部分选型为带以太网接口的NS12-TS01B-B2。

3 PLC系统的软件说明

3.1 温度控制方式

循环空气入口和出口的热电阻测量值，经传感器送到一个计算单元，其输出作为干燥机运行温度的测量信号，送给温度调节器，进而控制导热油的调节阀（见图二V11、V12），维持干燥机的运行温度稳定[1]。调节器设有偏差指示和手动—自动切换开关，在手动的位置上时，可以手动开启和关闭控制阀。

调节器的设定值为：αtE +（1-α）tA 其中α≤1，tE为循环空气入口温度，tA为循环空气出口温度。

3.2 高温油控制阀的控制

每个干燥区的回油管路上，设有两个控制阀（见图二V11、V12），其运行的方式如下

（1）在控制室内，通过温度控制与调节装置可以进行手动操作，调节器投入运行时，控制阀的调节范围如图三所示。

开度“a”由试生产时确定，并用限位开关来整定的。这样总是有一个基本的油量通过，要使循环空气风道内的温度波动，不会超过最大值，至于油量应当注意调节器起作用时，不论调节的幅度多大，也不要有突然的变化。

（2）当循环风机出口压力消失或者出现不容许的降低时，循环空气入口温度超温时，以及干燥机停止运行等情况下，控制装置起作用，将两个控制阀全部关闭[2]。待恢复正常调节器重新投入运行时，V11控制阀立即达到基本油量的开度，然后再在此基础上进行调节。

4 结束语

本系统已于2017年5月顺利投入运行，从运行的情况及操作人员的反馈来看，有以下几点的提高。

①系统的引入较显著地降低了操作人员的工作强度，同时也更便于维护。②系统的引入改进了干燥机的控制技术，提高了纸面石膏板生产线的自动化控制程度，有利于推动石膏板行业的技术进步，符合国家产业政策。③在干燥机环节（生产线的主要能耗环节）中对能源的利用更合理有效，这不仅有助于提高石膏板的产品质量，同时避免了在生产过程中出现的二次浪费、二次污染，与当前国家提倡和引导的节能减排政策相符。

参考文献

[1] 蒋燕君.自动控制原理[M].重庆：重庆大学出版社，2008：77-79.

[2] 王骥程，祝和云.化工过程控制工程[M].北京：化学工业出版社，1991：32-33.

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