CN101450276B - 一种吸附式干燥机控制器 - Google Patents

Abstract

一种吸附式干燥机控制器，包括进气气路切换控制装置和中央控制器。中央控制器包含有可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器连接有人机界面、A/D转换模块和用于连接网络的通讯模块；进气气路切换控制装置的各个输出端都分别直接或经过一个中间继电器与可编程逻辑控制器的一个输出端相连接，可编程逻辑控制器内部设有根据吸附式干燥机工作程序设定的控制模块；本发明在控制过程中分别对成品气和加热器出气口气体温度进行检测，并根据检测结果进行控制，使控制更加准确和节能。本发明不仅可通过人机界面进行操作，也可以进行远程操控，还可以通过网络进行操控，且设有运行指示和故障报警装置，功能完善。

Description

一种吸附式干燥机控制器

技术领域

本发明涉及压缩空气净化技术领域，具体涉及一种吸附式干燥机控制器。

背景技术

压缩空气净化行业是近年来在我国逐渐兴起并且发展较快的行业，在全球可用资源日益紧张的局势下，利用压缩空气作为动力源普遍应用在各行各业。但是随着市场竟争的日趋激烈，对产品质量及制造成本的要求也越来越高，同时对产品的控制性能和节能程度也越来越高。

目前国内的压缩空气吸附式干燥机的控制系统，均采用继电器、接触器等控制，致使控制系统存在结构复杂等如下诸多缺点：

1、功能不完善：目前国内的压缩空气吸附式干燥机的控制器，都不具备通信功能、报警功能、远程控制功能，只有就地控制功能，不能满足现代工业自动化控制需要。

2、维修量大，不可靠：由于电路元件多，接线复杂，不仅产品制造困难，不易维修，而且抗干扰能力弱，稳定性、可靠性差。

3、维修成本高：由于部分压缩空气吸附式干燥机生产厂商，不具备维修条件，所以只好将整块电路板发回到生产厂家维修，维修好以后再发回，再去安装，这样就形成了较高的维修费用，也给压缩空气吸附式干燥机生产厂商带来了不良的负面影响。

发明内容

本发明的基本任务是要克服上述公知技术的缺陷，提供一种结构简单，性能稳定可靠，便于生产和使用和维护的吸附式干燥机控制器。

本发明进一步的任务是要使得所述吸附式干燥机控制器具有人机交互友好，通讯功能、远程控制、运行指示和故障报警等功能更为完善的优点。

本发明更进一步的任务是要使得所述吸附式干燥机控制器具有较好的节能特点。

本发明的技术方案如下：

一种吸附式干燥机控制器，包括进气气路切换控制装置和中央控制器，其特征是：所述中央控制器设有可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器连接有一个人机界面，所述进气气路切换控制装置的各个控制端分别直接或经过中间继电器与可编程逻辑控制器的对应输出端相连接，可编程逻辑控制器内部设有根据吸附式干燥机工作程序设定的控制模块。

所述进气气路切换控制装置最好采用一体式的组合阀，其包括阀体、左气缸、右气缸，阀体分隔为上气室、左气室、中气室、右气室；上气室和中气室都分别与左气室、右气室连通；在左气室设有左充压阀座，右气室设有右充压阀座，左充压阀座和右充压阀座通过充压管连接起来；在左气室与上气室的连通口和左充压阀座之间设有阀塞，该阀塞与左气缸相连，左气缸的控制端直接或通过一个中间继电器与可编程逻辑控制器的一个输出端相连接；在右气室与上气室的连通口和右充压阀座之间设有阀塞，该阀塞与右气缸相连，右气缸的控制端直接或通过一个中间继电器与所述可编程逻辑控制器的一个输出端相连接；在中气室与左气室的连通口和中气室与右气室连通口之间设有滑动阀塞；中气室设有进气口，左气室设有左出气口，左出气口与第一吸附塔的进口相连接，右气室设有右出气口，右出气口与第二吸附塔的进口相接，上气室设有排气口；在此一体式组合阀的进气口处设有低压开关，低压开关的输出端与可编程逻辑控制器的一个输入端相连接。

所述进气气路切换控制装置也可以采用分体连接的四个独立的电控阀构成，其中第一电控阀与第二电控阀相串连，在串连处设有排气口，第三电控阀与第四电控阀相串连，在串连处设有进气口，第一电控阀和第三电控阀的另一端并接后与第一吸附塔的进气口相连接，第二电控阀和第四电控阀的另一端并接后与第二吸附塔的进气口相连接，这四个电控阀的控制端都分别直接或经过中间继电器与所述可编程逻辑控制器的一个输出端相连接。

所述可编程逻辑控制器的一个输出端直接或通过一个中间继电器与加热器的接触器线圈相连接。

所述可编程逻辑控制器连接有一个A/D转换模块。

所述A/D转换模块的模拟信号输入端连接有一个用于检测成品气露点温度的露点温度变送器。

所述A/D转换模块的模拟信号输入端连接有一个用于检测加热器出气口气体温度的温度变送器。

所述可编程逻辑控制器上连接有一个网络通信模块。

所述可编程逻辑控制器的输入端直接或通过中间继电器连接有一个远程允许开关和一个远程起停开关。

所述可编程逻辑控制器上有两个输出端分别直接或通过中间继电器连接有一个运行指示灯和一个故障指示灯，与故障指示灯并联的还有一个报警器。

本发明吸附式干燥机控制器的优点是：结构简单，控制性能稳定可靠；可采用模拟量控制，分别对露点温度和加热器出气口的气体温度进行检测，并根据检测结果和可编程逻辑控制器自身程序进行控制，使控制更加准确及节能；另外，本吸附式干燥机既可通过人机界面进行操控，也可进行远程控制，还能通过网络进行操控，并设有运行指示灯、故障指示灯和报警器，因而功能十分完善。

附图说明

图1为一种带加热器的吸附式干燥机的示意图；

图2、3为本发明吸附式干燥机控制器用于图1带加热器的吸附式干燥机的一种电路原理图；

图4为一种不带加热器的吸附式干燥机的示意图；

图5、6为本发明吸附式干燥机控制器用于图4不带加热器的吸附式干燥机的一种电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

一种带加热的吸附式干燥机，如图1所示，包括第一吸附塔1、第二吸附塔2、吸附式干燥机控制器、消声器13、加热器7、第一单向阀3、第二单向阀4、第三单向阀5、第四单向阀6、进气气路切换装置9和连接管件等，所用的进气气路切换装置为一体式的组合阀。

本发明吸附式干燥机控制器包括其中的进气气路切换控制装置9和中央控制器10(简称：控制器10)。

如图2、3所示，控制器10包括可编程逻辑控制器91、A/D转换模块92、通讯模块93、人机界面90、中间继电器、开关等。可编程逻辑控制器91的输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5分别与中间继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA6、KA7的线圈相连；中间继电器KA7常开触头KA7-1与中间继电器KA5常开触头KA5-1串联后与可编程逻辑控制器的输入端X1相连，中间继电器KA7常开触头KA7-2与中间继电器KA5常闭触头KA5-2串联后与可编程逻辑控制器的输入端X2相连，远程允许开关SA1与可编程逻辑控制器的输入端X3相连，低压开关17的常开触头17-1与可编程逻辑控制器的输入端X4相连；A/D转换模块92的模拟信号输入端连接有一个用于检测成品气的露点温度的露点温度变送器11和一个用于检测加热器出口气体温度的温度变送器12；可编程逻辑控制器连接有一个用于连接网络的通讯模块93。

加热器7通过接触器KM的常开触头KM-1和刀开关QF1连接到三相电源上。

中间继电器KA2的常开触头KA2-1与左气缸912的控制端相串联后接到控制电源上，形成左气缸的控制回路；中间继电器KA3的常开触头KA3-1与右气缸913的控制端串联后接到控制电源上，形成右气缸控制回路；中间继电器KA4的常开触头KA4-1与加热器的接触器KM的线圈串联后接到控制电源上，形成加热器控制回路；远程起停开关SB1与中间继电器KA5串联后接到控制电源上，形成远程起停控制回路；中间继电器KA1的常开触头KA1-1与运行指示灯HL2串联，形成运行指示回路；中间继电器KA6的常开触头KA6-1与故障指示灯HL3串联后连接到控制电源上，与故障指示灯并联的还有一个报警器ALM，形成故障指示报警回路；控制电源上还设有电源指示灯HL1。

控制原理：

第一吸附塔1吸附，第二吸附塔2再生，初始状态下中气室907的滑动阀塞916处于左边，在可编程逻辑控制器91控制下，中间继电器KA2、KA3均不得电，使继电器常开触头KA2-1、KA3-1处于常开状态，左气缸912和右气缸913都不得电，由气缸带动的阀塞914、915均处于上方，分别隔断上气室905与左气室906和上气室905与右气室908的连通口。压缩空气通过进气口901和低压开关17进入中气室907和右气室908，一部分压缩空气通过右出气口903、第二吸附塔2的进气口201进入到第二吸附塔2，另一部分压缩空气通过右充压阀座910、充压管911、左充压阀座909、左气室906、左出气口902、第一吸附塔1的进气口101进入到第一吸附塔1，经过相应的时间后第一吸附塔1和第二吸附塔2的压力平衡，此时均压过程完成；在可编程逻辑控制器91的控制下中间继电器KA3得电，中间继电器常开触头KA3-1闭合，右气缸913得电，得电后带动阀塞915往下运动把右充压阀座910堵住，从而隔断了左气室906与右气室908的连通并打开了上气室905与右气室908的连通口，使右气室908通过上气室905、排气口904、消声器13与大气相连通，因此此时右气室908的气压瞬间下降，与左气室906形成一定的压差，在压差的推动下滑块916向右移动，堵住中气室907与右气室908的连通口。因此进入到中气室907的压缩空气全部进入第一吸附塔1，在第一吸附塔1内得到干燥后通过吸附塔1的出口102再通过单向阀3从成品气出口14排出。成品气出口14的一部分空气通过管道进入到加热器7，经过加热器7加热后通过单向阀6进入吸附塔2，在吸附塔2中对吸附剂进行再生后通过吸附塔2的进口201、右出气口903、右气室908、上气室905、排气口904、消声器13排放到大气。

第二吸附塔2吸附，第一吸附塔1再生的工作原理与第一吸附塔1吸附，第二吸附塔2再生的工作原理相同，所属技术领域的普通技术人员都很容易根据第一吸附塔1吸附，第二吸附塔2再生的工作原理得出。

在吸附式干燥机的工作过程中，可编程逻辑控制器根据成品气出口14的露点温度以及自身的程序来控制双塔切换的时间和频率。当成品气的露点温度低于设定值时，吸附式干燥机就会增长吸附时间，减少双塔切换频率，减少压缩空气的损耗量；当成品气露点温度高于设定值时，可编程控制器立刻控制双塔切换，保证成品气露点温度在设定的范围内，从而达到控制准确且节能的目的。

在吸附式干燥机的工作过程中，可编程逻辑控制器根据加热器7出气口的气体温度及自身的程序来控制加热器7的工作。当加热器7的温度达到设定的上限值时，可编程逻辑控制器91使中间继电器KA4不得电，中间继电器常开触头KA4-1处于常开状态，接触器KM不得电，接触器常开触头KM-1处于常开状态，加热器7不得电，处于停止加热的状态，减少用电量；反之，当加热器的温度小于设定的下限值时，可编程逻辑控制器91使中间继电器线圈KA4得电，中间继电器常开触头KA4-1闭合，接触器线圈KM得电，接触器常开触头KM-1闭合，加热器7进入加热状态，从而使加热器的温度控制在设定的范围内，因此达到准确控制和节能的目的。

在吸附式干燥机的工作过程中，当吸附塔的气压过低时，低压开关17动作，可编程逻辑控制器91根据压力开关17的动作控制中间继电器KA2、KA3不得电，使中间继电器常开触头KA2-1、KA3-1处于常开状态，左气缸912和右气缸913不得电，由左气缸912和右气缸913带动的阀塞914、915处于上方，系统重新均压，保证系统所需的压力后再重新正常工作。

在吸附式干燥机的工作过程中，若要实现远程控制功能，先通过人机界面90使吸附式干燥机处于停止状态，把远程允许开关SA1闭合，可编程逻辑控制器91根据远程允许开关SA1的状态控制中间继电器KA7得电，中间继电器常开触头KA7-1、KA7-2闭合。此时，当远程起停开关SB1闭合时，中间继电器KA5得电，中间继电器KA5常开触头KA5-1闭合，中间继电器常闭触头KA5-2断开，可编程逻辑控制器91根据此输入信号控制吸附式干燥机启动；反之，运程起停开关SB1断开时，吸附式干燥机停止工作。

当电源有电时，电源指示灯HL1亮；当吸附式干燥机正常运行时，中间继电器KA1得电，中间继电器KA1常开触头KA1-1闭合，运行指示灯HL2亮；当吸附式干燥机出现故障时，中间继电器KA6得电，中间继电器KA6常开触头KA6-1闭合，故障指示灯HL3亮，报警器ALM发出报警声。

实施例2：

不带加热器的吸附式干燥机，如图4所示：包括吸第一附塔1、第二吸附塔2、吸附式干燥机控制器、消声器13、第一单向阀3、第二单向阀4、旁路管道15、节流孔板16、进气气路切换装置9，所用的进气气路切换控制装置为四个独立的电控阀。

如图5、6所示，本实施例吸附式干燥机控制器同样包括其中的进气气路切换控制装置9、中央控制器10(简称：控制器10)。

控制器10包括可编程逻辑控制器91、人机界面90、通讯模块93、中间继电器等。可编程逻辑控制器91的输出端Y1、Y2、Y6、Y7的输出端分别与中间继电器KA2、KA3、KA8、KA9相连接。

中间继电器KA2的常开触头KA2-1与电控阀181串联后连接到控制电源上；中间继电器KA3的常开触头KA3-1与电控阀182串联后连接到控制电源上；中间继电器KA8的常开触头KA8-1与电控阀183串联后连接到控制电源上；中间继电器KA9的常开触头KA9-1与电控阀184串联后连接到控制电源上。

当第一吸附塔1吸附，第二吸附塔2再生时，可编程逻辑控制器91控制中间继电器KA8、KA3得电，KA2、KA9不得电；第三电控阀183和第二电控阀182打开，第一电控阀181和第四电控阀184关闭。

压缩空气通过进气口、第三电控阀183进入第一吸附塔1；第二吸附塔2的气体经过第二吸附塔2的进气口201、第二电控阀182、消声器13排放到大气中。

反之，当第一吸附塔2吸附时，第一吸附塔1再生，原理同上，不再赘述。

Claims (8)

1.一种吸附式干燥机控制器，包括进气气路切换控制装置(9)和中央控制器(10)，其特征是：所述中央控制器(10)设有可编程逻辑控制器(91)，可编程逻辑控制器(91)连接有一个人机界面(90)，所述进气气路切换控制装置(9)的各个控制端分别直接或经过中间继电器与可编程逻辑控制器的对应输出端相连接，可编程逻辑控制器(91)内部设有根据吸附式干燥机工作程序设定的控制模块；所述进气气路切换控制装置(9)是一体式的组合阀，包括阀体、左气缸(912)、右气缸(913)，阀体分隔为上气室(905)、左气室(906)、中气室(907)、右气室(908)；上气室(905)和中气室(907)都分别与左气室(906)、右气室(908)连通；在左气室(906)设有左充压阀座(909)，右气室(908)设有右充压阀座(910)，左充压阀座(909)和右充压阀座(910)通过充压管(911)连接起来；在左气室(906)与上气室(905)的连通口和左充压阀座(909)之间设有阀塞(914)，该阀塞(914)与左气缸(912)相连，左气缸(912)的控制端直接或通过一个中间继电器与可编程逻辑控制器(91)的一个输出端相连接；在右气室(908)与上气室(905)的连通口和右充压阀座(910)之间设有阀塞(915)，该阀塞(915)与右气缸(913)相连，右气缸(913)的控制端直接或通过一个中间继电器与所述可编程逻辑控制器(91)的一个输出端相连接；在中气室(907)与左气室(906)的连通口和中气室(907)与右气室(908)连通口之间设有滑动阀塞(916)；中气室(907)设有进气口(901)，左气室(906)设有左出气口(902)，左出气口(902)和吸附式干燥机的第一吸附塔的进气口(101)相连接，右气室(908)设有右出气口(903)，右出气口(903)和吸附式干燥机的第二吸附塔的进气口(201)相连接，上气室(905)设有排气口(904)；在此一体式组合阀的进气口(901)处设有低压开关(17)，低压开关(17)的输出端与可编程逻辑控制器(91)的一个输入端相连接。

2.根据权利要求1的吸附式干燥机控制器，其特征是：所述可编程逻辑控制器(91)的一个输出端直接或通过一个中间继电器与加热器(7)的接触器线圈相连接。

3.根据权利要求1的吸附式干燥机控制器，其特征是：所述可编程逻辑控制器(91)连接有一个A/D转换模块(92)。

4.根据权利要求3的吸附式干燥机控制器，其特征是：所述A/D转换模块(92)的模拟信号输入端连接有一个用于检测成品气露点温度的露点温度变送器(12)。

5.根据权利要求3的吸附式干燥机控制器，其特征是：所述A/D转换模块(92)的模拟信号输入端连接有一个用于检测加热器出气口气体温度的温度变送器(11)。

6.根据权利要求1的吸附式干燥机控制器，其特征是：所述可编程逻辑控制器(91)上连接有一个网络通信模块(93)。

7.根据权利要求1的吸附式干燥机控制器，其特征是：所述可编程逻辑控制器(91)的输入端直接或通过中间继电器连接有一个远程允许开关(SA1)和一个远程起停开关(SB1)。

8.根据权利要求1的吸附式干燥机控制器，其特征是：所述可编程逻辑控制器上有两个输出端分别直接或通过中间继电器连接有一个运行指示灯(HL2)和一个故障指示灯(HL3)，与故障指示灯并联的还有一个报警器(ALM)。

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