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基于PLC的皮革真空干燥烘干机控制系统的研究
发布时间：2013-10-17 08:31 来源：未知
0、前言
科学技术的发展使得电气控制技术在各领域中得到越来越广泛的应用，PLC技术在电气控制技术中占有非常重要的地位，它的应用使得电气控制技术发生了根本的变化。PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。PLC具有可靠性高、灵活性强、使用方便的优点，这些优点使得它在成为使用最为广泛的工业控制器。
1、我国皮革工业的生产工序
改革开放以来，我国皮革工业保持了持续增长，特别是十年来的快速发展，使我国皮革工业生产和出口位居世界第一。皮革加工过程分为三大部分，分别为：1，前期准备；2，水�。ㄖ聘铮�；3，后期整理。前期准备是对原皮的初步整理，包括：初修剪、浸水、退毛、去肉。第二部分是对经过前期处理的皮料进行进一步的加工，包括：初鞣脱脂、复鞣填充、鞣制、削里修边、染色、挂凉。后期整理包括：绷板、铲软、粒面修补、干削、熨平、压花滚涂、喷涂、上光封顶、修边、熨皮定型、成革、量革、包装。经过这些步骤才能将原始皮料处理成可供制衣等等用途的皮革。
2、皮革真空干燥烘干机简介
在皮革加工的各个环节都有不同类型，不同型号的机器来完成，各种机器尽管各有不同，但其功能是一样的，采用合适的机型有利于提高生产率，提高产品的质量。
干燥烘干机系列品种较多，各厂家生产了多种不同型号的干燥烘干机，其工作原理大体相同，技术也不断提高。如：GJ4C8-400X200X3真空干燥烘干机、GJ4C5-350X200X2真空干燥烘干机、旋转式绷平干燥烘干机、链板自撑式绷平干燥烘干机、通道式挂晾干燥烘干机、挂晾干燥烘干机等等。
3、皮革真空干燥烘干机控制系统及功能
以GJ4C8-400X200X3真空干燥烘干机为例。该机为三层升降式皮革真空干燥烘干机，中间干燥板与罩盖合为一体，三层可交错工作，该机适用于各种面革的一次干燥或二次干燥。该机由液压控制油缸升降，采用热水循环加热干燥板，由耐热橡胶板密封并抽真空，由干燥板加热同时真空抽气的综合作用，皮革干燥快，脱水度高，该机与其他形式的干燥烘干机比较，具有占地面积小，操作方便等优点，因此，该机是制革行业较为适用的皮革干燥设备。
它主要由液压系统、加热系统、真空系统、电气系统几部分组成。
3.1液压系统
l作用：用来控制罩盖升降
2主要由泵、油箱、油缸、管路和各种控制阀组成。
3工作原理：当罩盖需要升起工作时，电动机启动，油泵开始工作，调整溢流阔至工作压力，由电磁换向阀分油经单向节流阀，液控单向阀进入各油缸，将罩盖升起，由电气限位控制，换向阀停止，液控单向阀自锁，当罩盖需要落下时，电磁换向阀换向，压力油进入液控单向阀，控制油口，打开液控单向阀，罩盖在自重的作用下将油压出，液压油经液控单向阀，单向节流阀电磁换向阀回油箱，罩盖下落速度由单向节流阀调整，在工作中如有意外，罩盖自己滑落时，用手推动罩盖边的防护板由电气控制电磁换向阀关闭，使罩盖停止下滑。
3.2水循环加热系统
1作用：干燥板供水加热，保持温度恒定。
2组成：主要由电动机、热水泵、气动阀、气动隔膜阀换热器数字温度调节仪、热电偶以及连接管路组成。
3工作原理：工作时电动机起动，热水泵工作，将水经换热器、管路送至干燥板，通过干燥板回到热水泵进水口，形成循环回路．在输送过程中，换热器通蒸汽加热，由气动隔膜阀来控制温度，由热电偶传递信号给数字温度调节仪，如温度下降达不到工艺要求再由热电偶传递给数字调节仪，控制气动阀与气动隔膜阀打开供汽，达到工艺要求温度再停止供汽，使干燥板保持温度恒定。
3.3真空系统
1．作用：是将皮革干燥时，蒸发出的水蒸汽真空抽出．加快皮革的干燥速度。
2组成：由真空泵、真空阀、冷凝系统、气动阀、减压阀、真空表、阀门、连接管路等。
3.1作原理：工作时罩盖与干燥板闭合，封闭腔内水蒸气，经真空阀、冷凝系统由真空泵抽出，抽真空时真空阀关闭与大气相通口，封闭腔与冷凝器真空泵相通。在罩盖需升起时，必须破坏真空，此时真空阀关闭，真空泵相通口，封闭腔与大气相通三个真空阀各有单独的换向阀控制三层干燥封闭腔可以独立工作，也可以两层同时工作。热量，将水加热至需要温度，在没有通水时，不得通蒸汽加热，以防事故。
4、系统应用软件设计
4.1工艺流程
4.1.1．手动
如图2．手动时即相当于点动控制，各块板由升降按钮来相应控制。此时三块板可以停在工作区域的任何位置。
4.1-2．自动
当手动，自动选择转换按钮(SAl)在自动位置时，首先是三板下降其下限位置SQ10，二板下降至其下限位置SQ9，最后是一板下降至其下限位置SQ8，也就是自动过程的初始状态。
①按下自动循环运行按钮(SB15)，一板上升至其上限位置SQ5停止，并开始抽真空计时。抽真空时间一到，停止抽真空。与一板上升的同时，二、三板同时上升，并分别在SQ8、SQ9停下。
②再按下SB15 二板上升．升到上限位置SQ6停止�？汲檎婵占剖�，抽真空时间一到，停止抽真空。与二板上升的同时，三板上升，在SQ8位置停止。
③再次按下SB15后，此时有两种可能的情形：
(1)-板抽真空时间已经到了，这种情形时，一、二板同时下降，并下降到初始位置SQ8、sQ9。同时三板也下降，并在其下限位置SQ10停下，此时三板开始抽真空计时。
(2)-板抽真空时间还没到，这时三板上升，在其上限位置SQ7停止，并开始抽真空计时，等待一板抽真空时间到，一、二、三板同时下降，直至其各自的下限位置。
④再按下SB15，判断此时二板抽真空是否完成。如果完成了则一板可以上升至上限位置SQ5停止，二、三板分别上升至SQ8、SQ9位置，下面的过程即步骤①。如果此时二板抽真空仍然在继续，则等待其抽真空时间到后，自动执行①。
⑤再按下SB15，需要判断三板抽真空是否完成，如果完成了则二板可以上升至上限位置SQ6停止，三板上升至SQ8位置，下面的过程即步骤②。如果此时三板抽真空仍然在继续，则等待其抽真空时间到后，自动执行②。
整个过程自动循环。
4.2 PLC控制流程图
在笔者具体设计产品中，共需17个输入13个输出节点，选用西门子S7-200系列中的CPU226，AC/DC/继电器输入输出。因为它有24个输入，16个输出，它具有结构紧凑、体积小、重量轻、功能强等优点。
5、结束语
本文的创新点是：本设计方案选用了S7-200系列中的CPU226可编程控制器取代了传统的机械控制。实践证明其控制系统结构清楚、线路简单、工作可靠，同时设置了手动／自动控制开关，使系统维护更加方便、灵活，提高了系统的稳定性和可靠性。
