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    【摘要】本文主要介紹干燥制粒（制藥）設備上的使用臺達自動化產品需要用到的功能及能達到效果。從現有的設備要求來看，臺達自動化產品完全能夠滿足這些類型制藥設備的功能需求。 

    【Abstract】This paper mainly introduces the Delta automation products of drying granulating needed to use function and can achieve the result. From the existing equipment requirements, sets of automation products can completely meet the function demand of these types of pharmaceutical equipment. 

    【關鍵詞】干燥；制粒；加熱；變頻器；觸摸屏；PLC

    1 干燥制粒（制藥）設備基本原理

    人工把物料加入容器，然后PLC控制電磁閥把容器密封。啟動風機往容器內鼓風（即進風），進風需要經過加熱及過濾。進風將物料吹起呈沸騰狀。物料沸騰后需要通過噴槍往物料上噴漿料（即噴霧）。噴霧完成后繼續進風將物料吹干即可。

    2 控制系統要求

    （1）控制電磁閥按邏輯動作；

    （2）控制加熱器，精確控制進風溫度；

    （3）采集傳感器信號并保存、打印；

    （4）存儲設置參數；

    （5）控制風機頻率和噴液電機的頻率。

    控制系統方案如圖1所示。
  
                 
                                   圖1 控制系統方案  

    其中，觸摸屏、PLC、變頻器都采用臺達產品。模擬量模塊主要采用04AD和04DA模塊，溫度模塊主要采用04PT、04TC、DTC1000。打印機為選配，主要采用EPSON的ME2或者或煒煌微打。

    3 解決方案

    控制電磁閥按邏輯動作。這個是PLC的基本功能，采用臺達ES2及EH PLC均能滿足要求，而且控制可靠。PLC輸出點控制繼電器，再由繼電器控制電磁閥，這樣就解決了由于接線錯誤，造成PLC輸出點損壞的問題，而且設備出現動作故障后，方便客戶更簡單的判斷故障原因及解決故障。比如說，某個電磁閥不動作，只需要看對應的繼電器燈是否亮，其觸點是否接通。如果繼電器正常，就是電磁閥的問題。得出結論后由用戶自行更換即可。避免設備廠家派人過去解決，節約了成本。采用臺達觸摸屏，可以提示操作者按步驟操作，在沒有滿足條件的情況下，禁止操作者進行某些操作，保證了操作者的人身安全和財產安全。可以把動作過程以動畫的形式顯示出來，方便客戶理解設備的原理，觀察設備的運行狀況。利用報警功能，方便客戶維修。

    控制加熱器，精確控制進風溫度。一般要求進風溫度控制在±0.5℃以內。一般加熱方式有2種：電加熱和蒸汽加熱。這兩種加熱器的原理都是控制加熱器的溫度，從而影響加熱器與空氣的熱交換達到控制進風溫度的目的。電加熱根據加熱功率大小分別采用固態繼電器和可控硅移相觸發2種方式。蒸汽加熱采用比例閥控制進入加熱器的蒸汽量，進而控制加熱器溫度。

    固態繼電器加熱（電加熱）主要應用于小型設備，這種設備用于制藥廠家摸索工藝。溫度控制精度越高越好。這種情況我們一般采用臺達DTC1000V溫度控制模塊。該模塊測溫準確，可以接熱電阻及熱電偶等多種不同類型傳感器，其輸出的12V脈沖可以直接控制固態繼電器，簡化了電路。PLC通過RS485讀取模塊的測量值，寫入溫度控制的目標值，根據需要啟動模塊的自整定功能（AT）。使用該模塊后，試機時只需要進行一次自整定，完全可以不用手動修改PID參數就可以達到很好的控制效果，實際溫度可以控制在設定溫度的±0.1℃以內。

    可控硅移相觸發方式（電加熱）和蒸汽加熱方式一般用在大設備上，這種設備大批量生產。二者都需要用0～10V或者4～20mA的模擬量信號控制。這種情況我們一般采用臺達04PT或者04TC模塊測量溫度，配合PLC的模糊溫度控制功能（FTC指令），通過04DA模塊輸出模擬量信號進行加熱控制。FTC指令主要有2個參數，控制周期和加熱環境選擇，這2個參數都在觸摸屏上列出供用戶更改，如下圖2所示。用戶根據加熱器功率不同，選擇合適的控制周期和加熱環境，可以讓實際溫度控制在設定溫度的±0.3℃以內。
          
             
                      圖2 柱狀圖顯示當前FTC指令的輸出值，方便技術人員調試。

    采集傳感器信號并保存、打印。在生產過程中需要采集進風的風量，容器內的負壓值等信號。這些信號由傳感器變成4～20mA的模擬量信號輸出到04AD模塊上，PLC讀取04AD的轉換值并計算后在觸摸屏上顯示。利用觸摸屏的歷史緩沖區功能，可以定時把這些信號存儲在觸摸上。存儲的數據量根據不同型號的觸摸屏略有不同，如果需要大量存儲數據，可以插入U盤，把數據存入U盤。數據存儲到觸摸屏上以后，可以用歷史趨勢圖做成曲線，或者用歷史數值數據表顯示在觸摸屏上，可以復制到U盤上（CSV格式），然后在計算機上編輯。這些只需要在觸摸屏上作個元件就可以完成，非常方便。還可以用宏指令GETHISTORY配合觸摸屏的打印功能打印出來。如圖3所示。
           
                   

    圖 3 用戶選擇打印起始記錄和打印結束記錄后，會顯示出起始記錄和結束記錄的時間及數據，還可以顯示出當時的參數值（SET PARAMETERS部分）。按“打印按鈕”開始打印。打印的格式可以自己設計，例如加入自己公司的LOGO、必要的提示信息等。

    在存儲設置參數方面，使用觸摸屏的配方功能可以很方便地實現。只需要改變RCPNO的值就可以選擇對應的配方，使用BMOV宏指令可以把配方傳到PLC里或者把PLC的值傳到配方里。

    在控制風機頻率和噴液電機的頻率方面，風機使用臺達VFD-F系列變頻器，噴液電機一般采用VFD-M系列變頻器。臺達變頻器都帶有RS485通訊口，可以很方便的和PLC連接，PLC使用MODWR、MODRD指令和變頻器通訊，可以在觸摸屏上修改變頻器頻率，顯示變頻器工作狀態并控制變頻器的啟停，不需要額外增加元件。臺達變頻器的可靠性，大大減少設備廠家的售后服務成本。 

    4 總結

    在干燥制粒（制藥）設備上使用臺達的觸摸屏、PLC、變頻器可以滿足該類型設備的控制要求，而且線路簡單、集成度很高、使用方便、故障率低、節約成本。

    現在的工廠自動化程度越來越高，需要把工廠里不同的設備集中起來進行監控和控制，對設備廠家提出了更多的要求，要求廠家提供的設備能接入工廠現有的控制系統。在這方面，臺達提供了串口的MODBUS、以太網的MODBUS解決方案以及CANOPEN總線的解決方案。目前已經有很多廠家在采用串口的MODBUS將臺達觸摸屏連接到上位機監控系統上。臺達提供的解決方案，將幫助更多的設備廠家方便地將設備融入到集中控制系統中。