戚彩虹，郝永澤

（唐山三友集團(tuán)有限公司，河北 唐山 0 6 3 3 0 5）

L O G O！在干燥器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

戚彩虹，郝永澤

（唐山三友集團(tuán)有限公司，河北 唐山 0 6 3 3 0 5）

介紹無熱再生吸附式干燥器的工作流程和以西門子L O G O！為主控單元的控制系統(tǒng)。利用L O G O！模塊的輸出信號(hào)控制干燥器的4個(gè)電磁閥的切換。

L O G O??；干燥器；自動(dòng)控制；再生

壓縮空氣干燥器，是為化工、輕工、石油、紡織等行業(yè)的氣動(dòng)控制、氣動(dòng)儀表、氣動(dòng)元件以及工業(yè)用氣提供干燥壓縮空氣氣源的重要工藝設(shè)備，其工作的可靠性直接影響著生產(chǎn)控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。我公司使用的無熱再生干燥器由于運(yùn)行時(shí)間較長，部分元件老化，致使控制系統(tǒng)失效，亟待改造。干燥器工作流程具有周期循環(huán)的特性，通過實(shí)際論證探討，我們開發(fā)了基于西門子L O G O！的干燥器自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1 工藝流程

無熱式再生干燥器，具有雙塔四閥結(jié)構(gòu)，兩塔進(jìn)氣閥為氣關(guān)閥，再生閥為氣開閥，工作流程結(jié)構(gòu)如圖1所示。無需外部熱源，利用自熱再生的方法對(duì)壓縮空氣進(jìn)行吸附干燥；采用雙塔結(jié)構(gòu)，一塔在一定壓力下吸附壓縮空氣中的水分，另一塔用稍高于大氣壓的一小部分干燥空氣使吸附塔中的干燥劑再生，經(jīng)過一定時(shí)間，兩塔切換，這樣就保證了干燥壓縮空氣的連續(xù)供應(yīng)。

1.1 干燥器工作周期

表1 無熱再生干燥器工作周期

1.2 上半周期：A塔吸附，B塔再生

開機(jī)后，A塔做吸附運(yùn)行，B塔則做再生運(yùn)行。在預(yù)先設(shè)定的時(shí)序控制下，B塔進(jìn)氣閥I B關(guān)閉，再生閥R B打開。壓縮空氣通過進(jìn)氣閥I A進(jìn)入吸附塔A，在向上的流動(dòng)時(shí)，混合組分中的水蒸汽被有吸附活性的吸附劑所吸附，失去水分的干燥壓縮空氣在本身壓力作用下，推開設(shè)置在頂端的止回閥C A，其中有一部分空氣通過排氣出口進(jìn)入用氣管網(wǎng)，另一部分空氣作為再生氣在到達(dá)出口前從氣流中分出，經(jīng)R V的流量控制，減壓到接近大氣壓，然后自上而下流入吸附塔B。

A塔流出的干燥空氣吸附B塔內(nèi)上半個(gè)周期吸附下來的水分在低水分壓下得以解吸，解吸出來的水蒸汽以再生氣為載體，通過B塔底部的再生閥R B和消聲器MF排空，B塔內(nèi)的吸附劑由于脫水而獲得再生。B塔再生過程持續(xù)4m i n后，再生閥R B關(guān)閉，吸附塔B開始升壓直到兩塔壓力平衡。升壓需要4 8s，以保證兩塔壓力平衡，否則可能引起出口處壓力波動(dòng)，完成后進(jìn)氣閥I B打開。干燥器進(jìn)入下半個(gè)工作周期。

1.3 下半周期：B塔吸附，A塔再生

B塔進(jìn)氣閥I B打開6s后，A塔進(jìn)氣閥I A關(guān)閉；再6s后，A塔再生閥R A打開。現(xiàn)在吸附塔B進(jìn)入吸附階段，吸附塔A進(jìn)入再生狀態(tài)，A塔再生4 m i n后，再生閥R A關(guān)閉，進(jìn)入4 8s升壓過程，升壓平衡后A塔進(jìn)氣閥I A打開，這樣就完成了一次切換動(dòng)作。吸附塔B工作半個(gè)周期后重新回到再生狀態(tài)，完成一個(gè)循環(huán)周期。一個(gè)周期里，每個(gè)吸附塔都經(jīng)過了三個(gè)階段：吸附—再生—充壓。進(jìn)氣閥和再生閥的動(dòng)作程序由程序控制器（L O G O）進(jìn)行控制。

圖1 無熱再生干燥器的工藝流程

2 系統(tǒng)構(gòu)成

干燥器自動(dòng)控制系統(tǒng)由2 4 V D C開關(guān)電源、L O G O主模塊以及電磁閥等元件組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖標(biāo)釋義：1.Q F——斷路器2.S A——開關(guān)3.HL 1——電源指示燈；HL 2——A塔吸附燈HL 3——A塔再生燈4.I A——A塔進(jìn)氣閥；I B——B塔進(jìn)氣閥RA——A塔再生閥；R B——B塔再生閥

2.1 開關(guān)電源

西門子2 4 V D C開關(guān)電源，通過A C／D C轉(zhuǎn)換器將2 2 0V交流電轉(zhuǎn)換為2 4 V D C直流電，為L O GO！主模塊及電磁閥提供驅(qū)動(dòng)能源，具有高效、穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)。

2.2 L O GO！模塊

本系統(tǒng)具有1個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，根據(jù)工作環(huán)境和輸入輸出點(diǎn)的要求，我們選用L O G O！2 4 R C模塊為主控單元，控制電磁閥通斷的切換。L O G O！是西門子公司生產(chǎn)的一種微型P L C產(chǎn)品，是具有輸入輸出功能的可編程邏輯控制模塊，采用大規(guī)模集成電路，使用軟件編程控制，減少了電氣元件，可靠性高，具有體積小、抗振、價(jià)格低廉、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 電磁閥

電磁閥是自動(dòng)化儀表的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它用電磁鐵推動(dòng)閥門的開啟與關(guān)閉，屬于兩位式控制，多用于接通、切斷或轉(zhuǎn)換氣路、液路等。此系統(tǒng)中，電磁閥用于控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的打開與關(guān)閉。

3 控制方案

L O GO！2 4 R C微型控制器有兩種編程方法，一是利用編程軟件L O GO！S O F T V 6.0進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，二是通過顯示面板直接在本機(jī)上編程。軟件編程具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，可以實(shí)現(xiàn)程序的總體瀏覽、程序的輸入輸出注釋、程序的上載和下載、程序的調(diào)試和修改等；可以無外設(shè)進(jìn)行程序的全部或分解仿真運(yùn)行，以檢驗(yàn)程序是否符合設(shè)計(jì)要求。本項(xiàng)目中我們采用L O G O！S O F T V 6.0進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，程序仿真運(yùn)行準(zhǔn)確后，通過數(shù)據(jù)線直接下載到控制模塊。

3.1 控制點(diǎn)分配

項(xiàng)目中的數(shù)字量I／O分配如表2所示。

表2 控制系統(tǒng)I／O分配表

3.2 程序設(shè)計(jì)

根據(jù)輸入輸出端子的定義和控制系統(tǒng)的流程，我們使用L O GO！S O F T V 6.0在微機(jī)上對(duì)干燥器自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足生產(chǎn)的工藝需求。程序設(shè)計(jì)如圖3所示。

通過圖3可以清晰了解L O GO！系統(tǒng)對(duì)工藝的控制流程。I 1為自動(dòng)控制啟動(dòng)信號(hào)，輸出點(diǎn)Q 1、Q 2、Q 3、Q 4分別為A塔進(jìn)氣、B塔進(jìn)氣、A塔再生、B塔再生控制信號(hào)。

圖3 干燥器自動(dòng)控制系統(tǒng)程序圖

當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)I 1有效時(shí)，開啟上半周期系統(tǒng)控制，A塔干燥，B塔再生。啟動(dòng)信號(hào)同時(shí)觸發(fā)延時(shí)接通觸發(fā)器B 0 0 6及異步脈沖觸發(fā)器B 0 0 2，B 0 0 6延時(shí)6s后，觸發(fā)異步脈沖觸發(fā)器B 0 0 1控制B塔再生4m i n；B 0 0 2按時(shí)間運(yùn)行，控制A塔干燥（B塔進(jìn)氣閥關(guān)閉）4m i n 6s。此后兩塔同時(shí)沖壓4 8s，上半周期運(yùn)行結(jié)束。

A塔干燥開始信號(hào)，使能B 0 0 3模塊延時(shí)5m i n開啟下半周期運(yùn)行。下半周期B塔干燥4m i n 6s；B塔干燥開始信號(hào)，使能A塔再生延時(shí)6s開啟，再生持續(xù)4m i n。此后A、B兩塔同時(shí)沖壓4 8s，下半周期運(yùn)行結(jié)束。系統(tǒng)運(yùn)行如此循環(huán)。當(dāng)啟動(dòng)按鈕斷開時(shí)，輸入信號(hào)I 1無效，系統(tǒng)停止運(yùn)行。

4 結(jié) 語

此控制系統(tǒng)由一臺(tái)L O GO！控制無熱再生干燥器的四閥通斷，系統(tǒng)簡單。實(shí)踐證明L O GO！可編程控制器在小型系統(tǒng)控制上具有簡單快捷、控制可靠的特性。自投用以來，控制系統(tǒng)未發(fā)生故障，值得推廣應(yīng)用。

［1］ 王擁軍.L O G O！可編程邏輯繼電器在P TA裝置上的應(yīng)用［J］.聚酯工業(yè)，2 0 0 7（6）

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