薄板烘丝机散热器蒸汽压力自动控制研究及应用

摘 要 通过对蒸汽压力变化和温度变化相关联的基本规律的研究，发现对系统的影响因素消除相关影响。改进散热器压力控制模式，加装蒸汽压力检测元件和气动控制薄膜阀，组成蒸汽压力自动控制单元，稳定散热器蒸汽气源压力控制。对散热器的供应汽源压力与温度进行检测和控制保证气源的压力稳定，为系统提供稳定的蒸汽压力控制，进一步稳定热风温度，解决烘丝机出口水分控制的一个直接的干扰因素。并对实际应用效果进行对比调查，解决相关问题。

关键词 薄板烘丝机；散热器；蒸汽压力；自动控制系统；阀门定位器

中图分类号TS4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）106-0172-02

0引言

SH-623型薄板烘丝机的热风系统主要由散热器、调节风门、热风风机、热风管道、和薄板烘丝机筒体共同组成热风控制系统。经过散热器的加热空气通过调节风门实现与室温空气的按比例混合，接近设定的热风温度实现热风的控制，为薄板烘丝机提供稳定温度的热风，实现过程的基础环境变量的稳定。其中散热器的加热蒸汽压力控制是依靠手动截止阀实现其开启的，手动阀的开启受操作人员的开启量影响，会对散热器的压力和温度造成影响和波动。另外外部气源蒸汽的压力变化也会造成散热器的温度的波动，从而影响热风系统的温度变化造成系统的震荡。

1现状分析

我厂使用的蒸汽使外部供应的蒸汽，受外部条件和使用环境的变化，蒸汽压力变化较大。 大约在6.5Mpa～7.7 Mpa之间变化，会造成蒸汽的温度的变化在162℃～169℃之间。可见蒸汽压力的变化和温度变化存在一定的相关性，在不同的压力点蒸汽自身的温度和热交换能力存在较大的差异，对整个热交换系统会有较大的影响，造成系统的震荡和波动。对热风控制系统的控制的精度和稳定性都会有较大的影响，为此建立稳定的蒸汽压力供应系统，是热风系统控制精度提高的基础的保证。针对设备工作的具体情况对蒸汽压力变化进行调查统计，每小时的采用30个监测数据，两分钟记录一个压力瞬时值。原有散热器压力检测数据如下：压力（公斤）。

图1 散热器压力统计折线图

从统计角度不难发现薄板烘丝机主蒸汽来气压力波动较大在（6.5kg～7.5kg）的范围内波动，故此散热器蒸汽的压力变化较大同事会使散热器的温度变化也会比较大，引起系统控制的变化震荡。可见要精细调稳定控热风温度，重中之重是稳定散热器的压力和温度变化，减少系统的干扰因素。

2薄板烘丝机散热器蒸汽压力自动控制系统改造措施

建立蒸汽压力稳定智能自动控制单元，改进原有的散热器压力控制，加装蒸汽压力检测元件和气动控制薄膜阀，组成散热器蒸汽压力自动控制单元。稳定进入蒸汽气源压力控制，减少蒸汽的压力波动和温度波动，进一步稳定热风温度控制的基础变量，提高热风温度控制精度和过程能力指数。

图 2 蒸汽压力自动控制系统图

通过PLC内部的PID控制器，建立蒸汽压力稳定控制系统。通过PID控制器对带定位器的薄膜阀的开启量的控制调节，确保输出稳定压力的蒸汽，保证散热器供给气源的压力稳定。散热器的供汽压力稳定就能保证散热器的温度稳定，减少热风加热源的波动和干扰提高热风温度的控制精度和能力指数。

图3 薄板烘丝机散热器蒸汽压力自动控制原理图

薄板烘丝机散热器供汽蒸汽压力控制，采用自动控制单元对其压力进行自动调节后，能够保证供汽压力恒定供给散热器作为加热源。蒸汽的压力恒定散热器的温度就相对稳定减少波动，减少热风加热源的波动干扰。为热风温度的自动控制和调节打好基础，提高系统的控制精度和可靠性实现控制系统的自动智能调节。

3薄板烘丝机散热器供汽蒸汽压力控制系统改进的目的和意义

应用效果检验：薄板烘丝机散热器供汽蒸汽压力控制系统设计、制造、安装调试和正式投入使用后，薄板烘丝机散热器供汽蒸汽压力控制情况得到了明显得改善，满足了工序的生产工艺要求。

薄板烘丝机散热器蒸汽供给压力自动控制单元建立后，能对散热器的供应蒸汽按设定值实现精细稳定的调节。保证蒸汽的压力稳定在设定值正负0.05Mpa以内，并且能够实现散热器蒸汽压力的数据采集功能，能够记录散热器蒸汽压力历史数据并加以保存，以便于今后进行数据的分析和比较。系统改进后热风温度控制系统更加稳定，控制精度明显提高，温度波动较小批次过程能力指数有了较大的提升。

图4 改进后散热器压力统计折线图

5结论

本文通过对薄板烘丝机散热器供汽蒸汽压力控制系统的改进和实际应用进行了相关的陈述，创新性的改进，实现薄板烘丝机散热器供汽蒸汽压力控制的连续性、稳定性，同时保证进入散热器蒸汽的稳定，减少蒸汽压力的供给波动。实现蒸汽压力的精确控制。此次研究应用改进为其他蒸汽气源压力控制提供理论依据和借鉴之处，便于我们推广使用生产环节的精细化控制，为打造特色中式卷烟加工企业做出自己应有的贡献。

参考文献

[1]许建营.烟草工艺与调香技术.中国纺织出版社.

[2]贺力克.自动控制技术.科学出版社.

[3]吴宗泽，主编.机械零件设计手册.机械工业出版社，2003.

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