1 干燥制粒（制藥）設(shè)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(dòng)風(fēng)機(jī)往容器內(nèi)鼓風(fēng)（即進(jìn)風(fēng)），進(jìn)風(fēng)需要經(jīng)過(guò)加熱及過(guò)濾。進(jìn)風(fēng)將物料吹起呈沸騰狀。物料沸騰后需要通過(guò)噴槍往物料上噴漿料（即噴霧）。噴霧完成后繼續(xù)進(jìn)風(fēng)將物料吹干即可。

2  控制系統(tǒng)要求

（1）控制電磁閥按邏輯動(dòng)作；
（2）控制加熱器，精確控制進(jìn)風(fēng)溫度；
（3）采集傳感器信號(hào)并保存、打印；
（4）存儲(chǔ)設(shè)置參數(shù)；
（5）控制風(fēng)機(jī)頻率和噴液電機(jī)的頻率。
控制系統(tǒng)方案如圖1所示。

         其中，觸摸屏、PLC、變頻器都采用臺(tái)達(dá)產(chǎn)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(jī)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(dòng)作。這個(gè)是PLC的基本功能，采用臺(tái)達(dá)ES2及EH PLC均能滿足要求，而且控制可靠。PLC輸出點(diǎn)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(cuò)誤，造成PLC輸出點(diǎn)損壞的問(wèn)題，而且設(shè)備出現(xiàn)動(dòng)作故障后，方便客戶更簡(jiǎn)單的判斷故障原因及解決故障。比如說(shuō)，某個(gè)電磁閥不動(dòng)作，只需要看對(duì)應(yīng)的繼電器燈是否亮，其觸點(diǎn)是否接通。如果繼電器正常，就是電磁閥的問(wèn)題。得出結(jié)論后由用戶自行更換即可。避免設(shè)備廠家派人過(guò)去解決，節(jié)約了成本。采用臺(tái)達(dá)觸摸屏，可以提示操作者按步驟操作，在沒(méi)有滿足條件的情況下，禁止操作者進(jìn)行某些操作，保證了操作者的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。可以把動(dòng)作過(guò)程以動(dòng)畫(huà)的形式顯示出來(lái)，方便客戶理解設(shè)備的原理，觀察設(shè)備的運(yùn)行狀況。利用報(bào)警功能，方便客戶維修。
         控制加熱器，精確控制進(jìn)風(fēng)溫度。一般要求進(jìn)風(fēng)溫度控制在±0.5℃以?xún)?nèi)。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(dá)到控制進(jìn)風(fēng)溫度的目的。電加熱根據(jù)加熱功率大小分別采用固態(tài)繼電器和可控硅移相觸發(fā)2種方式。蒸汽加熱采用比例閥控制進(jìn)入加熱器的蒸汽量，進(jìn)而控制加熱器溫度。
         固態(tài)繼電器加熱（電加熱）主要應(yīng)用于小型設(shè)備，這種設(shè)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(tái)達(dá)DTC1000V溫度控制模塊。該模塊測(cè)溫準(zhǔn)確，可以接熱電阻及熱電偶等多種不同類(lèi)型傳感器，其輸出的12V脈沖可以直接控制固態(tài)繼電器，簡(jiǎn)化了電路。PLC通過(guò)RS485讀取模塊的測(cè)量值，寫(xiě)入溫度控制的目標(biāo)值，根據(jù)需要啟動(dòng)模塊的自整定功能（AT）。使用該模塊后，試機(jī)時(shí)只需要進(jìn)行一次自整定，完全可以不用手動(dòng)修改PID參數(shù)就可以達(dá)到很好的控制效果，實(shí)際溫度可以控制在設(shè)定溫度的±0.1℃以?xún)?nèi)。
        可控硅移相觸發(fā)方式（電加熱）和蒸汽加熱方式一般用在大設(shè)備上，這種設(shè)備大批量生產(chǎn)。二者都需要用0～10V或者4～20mA的模擬量信號(hào)控制。這種情況我們一般采用臺(tái)達(dá)04PT或者04TC模塊測(cè)量溫度，配合PLC的模糊溫度控制功能（FTC指令），通過(guò)04DA模塊輸出模擬量信號(hào)進(jìn)行加熱控制。FTC指令主要有2個(gè)參數(shù)，控制周期和加熱環(huán)境選擇，這2個(gè)參數(shù)都在觸摸屏上列出供用戶更改，如下圖2所示。用戶根據(jù)加熱器功率不同，選擇合適的控制周期和加熱環(huán)境，可以讓實(shí)際溫度控制在設(shè)定溫度的±0.3℃以?xún)?nèi)。

         采集傳感器信號(hào)并保存、打印。在生產(chǎn)過(guò)程中需要采集進(jìn)風(fēng)的風(fēng)量，容器內(nèi)的負(fù)壓值等信號(hào)。這些信號(hào)由傳感器變成4～20mA的模擬量信號(hào)輸出到04AD模塊上，PLC讀取04AD的轉(zhuǎn)換值并計(jì)算后在觸摸屏上顯示。利用觸摸屏的歷史緩沖區(qū)功能，可以定時(shí)把這些信號(hào)存儲(chǔ)在觸摸上。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量根據(jù)不同型號(hào)的觸摸屏略有不同，如果需要大量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可以插入U(xiǎn)盤(pán)，把數(shù)據(jù)存入U(xiǎn)盤(pán)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到觸摸屏上以后，可以用歷史趨勢(shì)圖做成曲線，或者用歷史數(shù)值數(shù)據(jù)表顯示在觸摸屏上，可以復(fù)制到U盤(pán)上（CSV格式），然后在計(jì)算機(jī)上編輯。這些只需要在觸摸屏上作個(gè)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(lái)。如圖3所示。

 

圖 3 用戶選擇打印起始記錄和打印結(jié)束記錄后，會(huì)顯示出起始記錄和結(jié)束記錄的時(shí)間及數(shù)據(jù)，還可以顯示出當(dāng)時(shí)的參數(shù)值（SET PARAMETERS部分）。按“打印按鈕”開(kāi)始打印。打印的格式可以自己設(shè)計(jì)，例如加入自己公司的LOGO、必要的提示信息等。  

         在存儲(chǔ)設(shè)置參數(shù)方面，使用觸摸屏的配方功能可以很方便地實(shí)現(xiàn)。只需要改變RCPNO的值就可以選擇對(duì)應(yīng)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(fēng)機(jī)頻率和噴液電機(jī)的頻率方面，風(fēng)機(jī)使用臺(tái)達(dá)VFD-F系列變頻器，噴液電機(jī)一般采用VFD-M系列變頻器。臺(tái)達(dá)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(tài)并控制變頻器的啟停，不需要額外增加元件。臺(tái)達(dá)變頻器的可靠性，大大減少設(shè)備廠家的售后服務(wù)成本。

4  總結(jié)
         在干燥制粒（制藥）設(shè)備上使用臺(tái)達(dá)的觸摸屏、PLC、變頻器可以滿足該類(lèi)型設(shè)備的控制要求，而且線路簡(jiǎn)單、集成度很高、使用方便、故障率低、節(jié)約成本。
         現(xiàn)在的工廠自動(dòng)化程度越來(lái)越高，需要把工廠里不同的設(shè)備集中起來(lái)進(jìn)行監(jiān)控和控制，對(duì)設(shè)備廠家提出了更多的要求，要求廠家提供的設(shè)備能接入工廠現(xiàn)有的控制系統(tǒng)。在這方面，臺(tái)達(dá)提供了串口的MODBUS、以太網(wǎng)的MODBUS解決方案以及CANOPEN總線的解決方案。目前已經(jīng)有很多廠家在采用串口的MODBUS將臺(tái)達(dá)觸摸屏連接到上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上。臺(tái)達(dá)提供的解決方案，將幫助更多的設(shè)備廠家方便地將設(shè)備融入到集中控制系統(tǒng)中。