小型提取濃縮機組 控制系統設計
一、控制系統整體架構
采用：
PLC + 觸摸屏（HMI）+ 現場儀表 + 傳感器
構成集中控制+就地顯示的雙層架構。
1. PLC 布局與安裝
- 安裝位置：電控柜內中部
- 布局要點：
- 遠離變頻器、接觸器、變壓器等強干擾元件
- 上下留散熱空間
- 模塊排列：電源模塊 → CPU → 模擬量模塊 → 數字量模塊
- 功能：
- 溫度、壓力、真空、液位自動控制
- 泵、閥、加熱、攪拌順序邏輯控制
- 故障報警、聯鎖保護
2. 觸摸屏（HMI）布局
- 安裝位置：電控柜面板上/懸臂操作箱
- 界面分區：
- 主畫面：流程示意圖、運行狀態
- 參數設定：溫度、真空、時間
- 實時曲線：溫度/真空趨勢
- 報警畫面：故障記錄、歷史報警
- 手動操作畫面：泵、閥單點控制
- 操作權限：操作員/管理員兩級密碼
3. 儀表布局（溫控表、真空表、壓力表）
- 安裝位置：電控柜面板
- 用途：
- 作為觸摸屏后備顯示，斷電/故障時仍可讀
- 關鍵參數：加熱溫度、罐內真空、蒸汽壓力
- 布局順序：從上到下：溫度 → 真空 → 壓力
- 與PLC關系：
- 可單獨控制，也可由PLC統一采集
二、傳感器類型與布局位置
1. 溫度傳感器
- 類型：Pt100 熱電阻
- 布局位置：
1. 提取罐溫度：罐體下部側壁（浸入料液）
2. 濃縮罐溫度：濃縮罐下部/加熱器出口
3. 加熱介質溫度：夾套/油浴/蒸汽進口
- 安裝：
- 螺紋安裝/法蘭安裝
- 加保護套管，便于拆卸校準
2. 壓力傳感器
- 類型：擴散硅壓力變送器
- 布局位置：
1. 蒸汽進口壓力：蒸汽管道調節閥前
2. 夾套壓力：夾套上部
- 功能：
- 超壓報警、聯鎖關閥
- 壓力穩定控制
3. 真空傳感器
- 類型：真空變送器/真空表
- 布局位置：
- 濃縮罐氣相口 / 冷凝器上部（遠離料液噴濺）
- 功能：
- 真空度自動控制（調節真空閥）
- 防干燒、防暴沸聯鎖
4. 液位傳感器（小型機常用）
- 類型：
- 玻璃管液位計（就地顯示）
- 電極式液位開關（防干燒）
- 靜壓式液位變送器（連續液位）
- 布局位置：
- 提取罐、濃縮罐下部側壁
- 功能：
- 低液位停加熱/停泵
- 高液位報警、防溢
三、信號接口設計
1. PLC 接口分類
- 數字量輸入 DI：
- 急停、按鈕、閥門反饋、液位開關、故障接點
- 數字量輸出 DO：
- 接觸器、電磁閥、指示燈、報警器
- 模擬量輸入 AI：
- 溫度 Pt100
- 壓力 4–20mA
- 真空 4–20mA
- 液位 4–20mA
- 模擬量輸出 AO（可選）：
- 調節閥控制（蒸汽閥、真空閥）
2. 傳感器信號接口標準
- 溫度：Pt100 三線制 → PLC 模擬量模塊
- 壓力/真空/液位：4–20mA 兩線制 → 24V 供電
- 液位開關：無源接點 → DI
- 閥門反饋：開到位/關到位 → DI
- 電磁閥控制：DC24V 或 AC220V → DO
3. 通訊接口
- 觸摸屏 ? PLC：RS485 / Ethernet
- 可選：PLC 向上位機、DCS 通訊：Modbus-RTU/TCP
四、現場布線與安裝設計
1. 電控柜內部布局
- 左上：電源開關、斷路器
- 左中：PLC、模擬量模塊
- 右上：觸摸屏/儀表
- 右側：繼電器、端子排
- 下部：接觸器、變頻器、散熱空間
- 強弱電分開走線：
- 左側弱電（傳感器、通訊）
- 右側強電（泵、閥、加熱）
2. 現場傳感器布線
- 傳感器電纜：屏蔽電纜
- 屏蔽層：單端接地（柜內接地）
- 與動力電纜分開敷設，不共線槽
- 電纜入口用防水接頭，柜內加線槽整理
3. 控制聯鎖設計（必做）
- 超溫 → 停止加熱
- 低液位 → 禁止加熱、停泵
- 超壓 → 關進氣閥、報警
- 真空異常 → 停止濃縮、破真空
- 急停 → 全部輸出切斷
五、極簡總結
- 控制：PLC+觸摸屏為主，儀表為輔，集中+就地雙顯示
- 傳感器：
- 溫度：Pt100，裝罐壁
- 壓力：變送器，裝蒸汽/夾套
- 真空：變送器，裝濃縮罐氣相
- 液位：電極/靜壓，裝罐下部
- 接口：
- 模擬量：4–20mA、Pt100
- 開關量：無源接點、電磁閥控制
- 通訊：RS485/Ethernet
- 布局：柜內強弱電分離，現場屏蔽布線，安全聯鎖齊全
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