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21世紀初,煙(yān)葉烘烤設備經曆了(le)一次全國性的更新換代,幾年之内,新式密集烤房就取代沿用(yòng)了(le)近百年的自(zì)然通風(fēng)普通烤房,取得了(le)一次重大(dà)進步。不過,新式密集烤房依然用(yòng)煤作(zuò)燃料,不但(dàn)産生CO2/SO2等有害氣體,污染環境,而且烘烤成本也(yě)居高(gāo)不下(xià)。因此,選擇清潔能(néng)源、降低(dī)烘烤成本就成爲煙(yān)草科技工(gōng)作(zuò)者必需研究突破的重要課題。
用(yòng)空(kōng)氣能(néng)熱泵加熱系統替換原有燃煤式密集烤房的加熱系統，研制成功了(le)空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房。通過空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房和(hé)燃煤式密集烤房進行煙(yān)葉烘烤對(duì)比試驗表明(míng)，空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房能(néng)降低(dī)煙(yān)葉烘烤成本，提高(gāo)煙(yān)葉質量，而且更加環保，因此，空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房開(kāi)始陸續替代燃煤式密集烤房。
01方案背景
空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房主要包括主機熱泵和(hé)烘烤房等兩個部分：主機熱泵裝置，主要由蒸發器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥、風(fēng)機五大(dà)部件組成，通過讓工(gōng)質（制冷劑）不斷完成蒸發（吸取環境中的熱量）→壓縮→冷凝（放(fàng)出熱量）→節流→再蒸發的熱力循環過程，從(cóng)而将環境裏的熱量轉移到(dào)空(kōng)氣中。
02客戶需求
1
溫度控制分爲上(shàng)棚和(hé)下(xià)棚控制。
2
加熱需要通過加熱時(shí)間線性加熱。
3
升溫時(shí)間和(hé)恒溫時(shí)間需要有10段控制
4
幹球溫度和(hé)濕球溫度要有10段控制
5
加熱10段中可以任意設置啓動段數和(hé)結束段數
6
風(fēng)機需要有10段運行控制，每段運行需要分4種速度分别是低(dī)速、中速、中高(gāo)速和(hé)高(gāo)速
7
膨脹閥需要跟進壓縮機開(kāi)啓和(hé)停止用(yòng)線性比例來(lái)調節開(kāi)度
03解決方案
空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房的核心控制系統是億維UN126 PLC，搭載3台UN131擴展模塊、1台UN132擴展模塊，使用(yòng)億維物聯網觸摸屏UH 510W作(zuò)爲人機交互界面。
設計(jì)參數
控制系統(UniMAT)
UN126-2AE23-0XB8*1
UN131-7PC22-OXA8*3
UN 132-0HD22-0XA8*1
工(gōng)作(zuò)電源
380V 50HZ
額定電流
30A
空(kōng)壓機數量
4
整機尺寸
長4.5m×寬2m×高(gāo)3m
04硬件配置
| 硬件明(míng)細表 | |
| 億維PLC主機 | UN126-2AE23-0XB8 1台 |
| 億維PLC主機 | UN131-7PC22-OXA8 3台 |
| 億維PLC擴展 | UN 132-0HD22-0XA8 1台 |
| 億維人機界面 | UH 510W-34G01-0AA0 1台 |
| 傳感器 | 若幹 |
| 電氣部件 | 若幹 |
| 機械部件 | 若幹 |
硬件配置圖
05機械結構
機械結構分布圖
06電氣控制
空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房的電氣控制主要分爲主電路和(hé)控制電路兩部分。主電路采用(yòng)AC380V供電，主電路主要壓縮機、風(fēng)機、電加熱等供電，控制電路采用(yòng)DC24V供電，控制電路主要給PLC控制單元、散熱風(fēng)扇、HMI操作(zuò)界面、電磁閥、傳感器和(hé)指示燈等控制信号供電，并通過電源指示燈來(lái)進行電源顯示；；控制電路還采用(yòng)固态繼電器、普通繼電器等電氣部件進行控制電路中間轉換控制。
IO接線原理(lǐ)圖
電氣櫃控制圖
07工(gōng)藝流程
控制流程
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解決方案&I/O配置表（主站(zhàn)） |
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輸入點配置表 |
輸出點配置表 |
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編号 |
批注 |
編号 |
批注 |
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I0.0 |
相序報(bào)警 |
Q0.0 |
一号壓縮機Q |
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I0.1 |
雙速風(fēng)機1号報(bào)警 |
Q0.1 |
二号壓縮機Q |
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I0.2 |
雙速風(fēng)機2号報(bào)警 |
Q0.2 |
三号壓縮機Q |
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I0.3 |
雙速風(fēng)機3号報(bào)警 |
Q0.3 |
四号壓縮機Q |
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I0.4 |
排濕風(fēng)機報(bào)警 |
Q0.4 |
中間風(fēng)機低(dī)速輸出 |
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I0.5 |
蒸發風(fēng)機報(bào)警 |
Q0.5 |
二側風(fēng)機低(dī)速輸出 |
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I0.6 |
一号壓縮機過熱報(bào)警 |
Q0.6 |
中間風(fēng)機高(gāo)速輸出 |
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I0.7 |
一号壓縮機低(dī)壓報(bào)警 |
Q0.7 |
二側風(fēng)機高(gāo)速輸出 |
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I1.0 |
一号壓縮機高(gāo)壓報(bào)警 |
Q1.0 |
一号加熱輸出 |
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I1.1 |
二号壓縮機過熱報(bào)警 |
Q1.1 |
二号加熱輸出 |
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I1.2 |
二号壓縮機低(dī)壓報(bào)警 |
Q1.2 |
蒸發風(fēng)機啓動 |
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I1.3 |
二号壓縮機高(gāo)壓報(bào)警 |
Q1.3 |
排濕風(fēng)機 |
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I1.4 |
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Q1.4 |
脈沖閥輸出 |
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I1.5 |
三号壓縮機過熱報(bào)警 |
Q1.5 |
三号加熱輸出 |
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I1.6 |
三号壓縮機低(dī)壓報(bào)警 |
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I1.7 |
三号壓縮機高(gāo)壓報(bào)警 |
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I2.0 |
四号壓縮機過熱報(bào)警 |
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I2.1 |
四号壓縮機低(dī)壓報(bào)警 |
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I2.2 |
四号壓縮機高(gāo)壓報(bào)警 |
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I2.3 |
一号壓縮機過載報(bào)警 |
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I2.4 |
二号壓縮機過載報(bào)警 |
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I2.5 |
三号壓縮機過載報(bào)警 |
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輸入輸出點配置
08工(gōng)藝編程應用(yòng)
幹球升溫設置控制程序
蒸發風(fēng)機PID控制示例圖
觸摸屏畫(huà)面設計(jì)
09實施效果
空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房更加低(dī)碳環保。利用(yòng)氟利昂能(néng)量切片技術，高(gāo)密度懸浮态微沸技術幹燥物料，有效降低(dī)了(le)廢氣排放(fàng)，減少大(dà)氣污染，助力打赢污染防治攻堅戰。
空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房智能(néng)化程度高(gāo)，可實現(xiàn)自(zì)主決策，手機遠程監視(shì)、遠程操控。自(zì)動匹配物料特性，生成最佳烘烤曲線，實現(xiàn)多模式烘幹、溫濕度精準控制，确保烘烤效果最佳。
空(kōng)氣能(néng)熱泵密集烤房性價比高(gāo)，節省投資與人工(gōng)費用(yòng)，節省投資20%，多級能(néng)效綜合利用(yòng)，循環熱效率高(gāo)，省電80%、省時(shí)30% ，安裝使用(yòng)便捷，标準化、模塊化設計(jì)，一體成型，動展開(kāi)迅速，接電即用(yòng)，滿足不同物料的烘幹需求。
