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小型提取浓缩机组 控制系统设计
一、控制系统整体架构
采用：
PLC + 触摸屏（HMI）+ 现场仪表 + 传感器
构成集中控制+就地显示的双层架构。
1. PLC 布局与安装
- 安装位置：电控柜内中部
- 布局要点：
- 远离变频器、接触器、变压器等强干扰元件
- 上下留散热空间
- 模块排列：电源模块 → CPU → 模拟量模块 → 数字量模块
- 功能：
- 温度、压力、真空、液位自动控制
- 泵、阀、加热、搅拌顺序逻辑控制
- 故障报警、联锁保护
2. 触摸屏（HMI）布局
- 安装位置：电控柜面板上/悬臂操作箱
- 界面分区：
- 主画面：流程示意图、运行状态
- 参数设定：温度、真空、时间
- 实时曲线：温度/真空趋势
- 报警画面：故障记录、历史报警
- 手动操作画面：泵、阀单点控制
- 操作权限：操作员/管理员两级密码
3. 仪表布局（温控表、真空表、压力表）
- 安装位置：电控柜面板
- 用途：
- 作为触摸屏后备显示，断电/故障时仍可读
- 关键参数：加热温度、罐内真空、蒸汽压力
- 布局顺序：从上到下：温度 → 真空 → 压力
- 与PLC关系：
- 可单独控制，也可由PLC统一采集
二、传感器类型与布局位置
1. 温度传感器
- 类型：Pt100 热电阻
- 布局位置：
1. 提取罐温度：罐体下部侧壁（浸入料液）
2. 浓缩罐温度：浓缩罐下部/加热器出口
3. 加热介质温度：夹套/油浴/蒸汽进口
- 安装：
- 螺纹安装/法兰安装
- 加保护套管，便于拆卸校准
2. 压力传感器
- 类型：扩散硅压力变送器
- 布局位置：
1. 蒸汽进口压力：蒸汽管道调节阀前
2. 夹套压力：夹套上部
- 功能：
- 超压报警、联锁关阀
- 压力稳定控制
3. 真空传感器
- 类型：真空变送器/真空表
- 布局位置：
- 浓缩罐气相口 / 冷凝器上部（远离料液喷溅）
- 功能：
- 真空度自动控制（调节真空阀）
- 防干烧、防暴沸联锁
4. 液位传感器（小型机常用）
- 类型：
- 玻璃管液位计（就地显示）
- 电极式液位开关（防干烧）
- 静压式液位变送器（连续液位）
- 布局位置：
- 提取罐、浓缩罐下部侧壁
- 功能：
- 低液位停加热/停泵
- 高液位报警、防溢
三、信号接口设计
1. PLC 接口分类
- 数字量输入 DI：
- 急停、按钮、阀门反馈、液位开关、故障接点
- 数字量输出 DO：
- 接触器、电磁阀、指示灯、报警器
- 模拟量输入 AI：
- 温度 Pt100
- 压力 4–20mA
- 真空 4–20mA
- 液位 4–20mA
- 模拟量输出 AO（可选）：
- 调节阀控制（蒸汽阀、真空阀）
2. 传感器信号接口标准
- 温度：Pt100 三线制 → PLC 模拟量模块
- 压力/真空/液位：4–20mA 两线制 → 24V 供电
- 液位开关：无源接点 → DI
- 阀门反馈：开到位/关到位 → DI
- 电磁阀控制：DC24V 或 AC220V → DO
3. 通讯接口
- 触摸屏 ? PLC：RS485 / Ethernet
- 可选：PLC 向上位机、DCS 通讯：Modbus-RTU/TCP
四、现场布线与安装设计
1. 电控柜内部布局
- 左上：电源开关、断路器
- 左中：PLC、模拟量模块
- 右上：触摸屏/仪表
- 右侧：继电器、端子排
- 下部：接触器、变频器、散热空间
- 强弱电分开走线：
- 左侧弱电（传感器、通讯）
- 右侧强电（泵、阀、加热）
2. 现场传感器布线
- 传感器电缆：屏蔽电缆
- 屏蔽层：单端接地（柜内接地）
- 与动力电缆分开敷设，不共线槽
- 电缆入口用防水接头，柜内加线槽整理
3. 控制联锁设计（必做）
- 超温 → 停止加热
- 低液位 → 禁止加热、停泵
- 超压 → 关进气阀、报警
- 真空异常 → 停止浓缩、破真空
- 急停 → 全部输出切断
五、极简总结
- 控制：PLC+触摸屏为主，仪表为辅，集中+就地双显示
- 传感器：
- 温度：Pt100，装罐壁
- 压力：变送器，装蒸汽/夹套
- 真空：变送器，装浓缩罐气相
- 液位：电极/静压，装罐下部
- 接口：
- 模拟量：4–20mA、Pt100
- 开关量：无源接点、电磁阀控制
- 通讯：RS485/Ethernet
- 布局：柜内强弱电分离，现场屏蔽布线，安全联锁齐全
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