茧腔不含水的煮茧装置的控制系统及其控制方法
【专利摘要】一种茧腔不含水的煮茧装置的控制系统：包括：PLC控制器、温度监测采集模块、主罐、辅罐、真空度传感器、温度传感器、真空度开关、液位开关、真空泵、多个电磁阀、多个水气循环管路、文本显示屏等。本发明还包括这种控制系统的控制方法。本发明的有益效果是：通过对煮茧装置内真空、温度、液位的监测比较，时间延时的控制，实现高真空度下的茧腔完全吐水。采用上、下进排气管路依次进蒸汽的方式对湿润茧层的蚕茧进行蒸煮，保证了适度、均匀的煮茧效果。
【专利说明】茧腔不含水的煮茧装置的控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制系统，具体涉及一种蚕茧蒸煮装置的控制系统及其控制方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]传统煮茧一般采用不锈钢循环煮茧机进行煮茧，机内104个茧笼循环经加茧部、浸溃部、高温渗透部、低温渗透部、蒸煮部、调整部、保护出茧部完成一次煮茧周期。其间各部位的进汽、进水及温度调节均由人工控制阀门来完成煮茧工艺的要求。
[0004]循环煮茧过程是通过升温和降温来实现的，由于循环煮茧机结构限制，各部段虽有隔断但不能完全隔离，温差不明显，蚕茧吐水效果不理想，在吐水不完全的情况下采用蒸汽蒸煮，必然导致茧腔有水部蒸煮温度低于无水部的蒸煮温度，往往出现有水部偏生无水部适中的状况，若提高蒸煮温度或延长蒸煮时间，又导致有水部煮茧适中，无水部煮茧偏熟的情况，茧层无法均匀受热，从而影响了茧层适度、均匀的煮熟，影响煮茧质量和原料消耗。
[0005]由于循环煮茧机无自动控制系统，通过手动阀门来调节进汽量、进水量的大小，以满足煮茧各部位工艺要求的温度，阀门调节量的多少因人而异、全凭经验控制，导致煮茧质量不稳定。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明克服了现有技术的不足，提供一种茧腔不含水的煮茧装置的控制系统，通过对煮茧装置内真空、温度、液位的监测比较，时间延时的控制，实现高真空度下的茧腔完全吐水，并采用上、下进排气管路依次进蒸汽的方式对湿润茧层的蚕茧进行蒸煮，保证了适度、均匀的煮茧效果。
[0008]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种茧腔不含水的煮茧装置的控制系统:包括:
PLC控制器:用于控制整个系统；
温度监测采集模块:用于煮茧装置的主罐的温度采集及监测，所述的温度采集模块连接在PLC控制器的扩展插口上；
主罐:用于盛装蚕茧，并在主罐中完成煮茧工艺，主罐上部有一根上进排气管，下部有一根下进排气管；
辅罐:用于辅助排水；
真空度传感器:用于监测煮茧装置的主罐内部的真空度；
温度传感器:用于采集煮茧装置的主罐内部的温度；
真空度开关:用于设置真空度；
液位开关:用于感知主罐内水位并传输给PLC控制器，分为上液位开关和下液位开关； 真空泵:抽取主罐内空气以符合煮茧工艺要求；多个电磁阀:均通过中间继电器与PLC控制器连接，接受PLC控制器的命令打开或关
闭；
多个水气循环管路:用于连接整个煮茧装置系统；
文本显示屏:用于显示并设置包括蒸煮温度、渗透延时、吐水时间、蒸煮延时时间的参数。
[0009]更进一步而言:
所述的多个电磁阀包括电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、电磁阀E、电磁阀F和电磁阀G ;所述的多个水气循环管路包括循环管路A、循环管路B、循环管路C、循环管路D主罐I上部有一根上进排气管、主罐I的下部有一根下进排气管；上进排气管通过循环管路A与真空泵连接，上进排气管和真空泵之间的循环管路A上安装有电磁阀F，连接上进排气管和蒸汽进口循环管路B上安装有电磁阀A，连接下进排气管和蒸汽进口的循环管路C上安装有电磁阀B，连接辅罐和下进排气管的循环管路D上安装有电磁阀D，连接辅罐与系统管路A的循环管路E上安装有电磁阀C，辅罐的位置比主罐低。辅罐下部还连接有循环管路F，通过电磁阀E控制循环管路F的开闭。
[0010]本发明还包括茧腔不含水的煮茧装置的控制系统的控制方法:其所述的方法包括自动控制模式和手动控制模式，其中自动控制模式包括如下步骤:
步骤1:真空渗透:
主罐内放置有干茧,真空泵开启，电磁阀F开启，经由上进排气管抽取主罐内空气，当真空度传感器监测到主罐内真空度等于设定真空度时，PLC控制器控制电磁阀G开启，常温水进入主罐，当水位达上液位开关位置，上液位开关动作，PLC控制器关闭电磁阀G，渗透延时Tl计时开始，渗透延时时间Tl时间到，关闭真空泵3，渗透过程完成；
注:以茧层充分渗润为目的设置渗透延时Tl的值，在真空环境下，常温液态水能够很快充满茧腔，为使茧层充分渗润，一般设置渗透延时Tl在30秒左右。
[0011]步骤2:减压吐水
渗透延时Tl时间到，触发吐水工艺过程开始:PLC控制器控制打开电磁阀D和电磁阀E，主罐内的水经由辅罐外排，当液位到达下液位开关时，排水延时T2计时开始,使辅罐内的水继续外排，当排水延时T2时间到，关闭电磁阀E、电磁阀F，打开真空泵3、电磁阀C，从下进排气管抽真空，当真空度达到设定值时，吐水延时T3计时开始，吐水延时T3的时间到，茧腔吐水过程完成；
注:以辅罐充分排水为目的设置排水延时T2的值，辅罐内排水彻底，便于储存茧腔内吐出的大量渗透水，根据排水速度设置T2时间，一般设置15秒左右。
[0012]以茧腔充分吐水为目的设置吐水延时T3的值，在真空度逐渐升高的过程中茧腔同时进行吐水，一般真空度达到设定值时，茧腔内渗透水已大部分排除，为使茧腔吐水更充分设置吐水延时T3的值，一般设置15-20秒左右。
[0013]步骤3:减压蒸煮，减压蒸煮分为上进蒸汽蒸煮和下进蒸汽蒸煮两个过程，具体为:
吐水延时T3时间到，触发减压蒸煮过程开始:打开电磁阀A、关闭电磁阀B，蒸汽由上进排气管进入主罐，真空泵通过下进排气管5抽真空，当温度传感器16监测到主罐内温度等于设定值时，蒸煮延时T4计时开始，蒸煮延时T4时间到，上进蒸汽蒸煮过程结束，触发下进蒸汽蒸煮过程开始，关闭电磁阀A、电磁阀C、电磁阀D，打开电磁阀B、电磁阀F，蒸汽通过下进排气管进入主罐，真空泵通过上进排气管4抽真空，当温度传感器17监测到主罐内温度等于设定值时，蒸煮延时T5计时开始，当蒸煮延时T5时间到时，控制程序将此时温度传感器16、17的温度值进行比较，当温度差小于5度时，减压蒸煮过程完成，当温度差大于5度时，程序暂停，声光报警器20开启，操作人员可进行手动补偿；
注:由于不同茧质的蚕茧对煮茧适熟度的要求不同，为达到合适的煮茧适熟度，在蒸煮达到设定温度时，设置上、下进蒸汽蒸煮过程的时间分别为:蒸煮延时T4和蒸煮延时T5，一般情况设置为O秒，特殊茧质可适度调整。
[0014]步骤4:常规的调整、保护。
[0015]更进一步来说:
所述的控制系统在自动运行状态时，出现异常情况，操作人员可操作进入手动运行模式，进行手动补偿；当遇到停电状况，再来电时，文本显示器提示继续运行或重新开始，工作人员可根据实际情况选择继续运行或重新开始。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、通过对煮茧装置内真空、温度、液位的监测比较，时间延时的
控制，实现高真空度下的茧腔完全吐水。
[0017]2、采用上、 下进排气管路依次进蒸汽的方式对湿润茧层的蚕茧进行蒸煮，保证了适度、均匀的煮茧效果。
[0018]
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明系统的装置结构示意图；
图2为本发明核心控制部分PLC配线图；
图3为本发明控制柜面板图。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步阐述。
[0022]本发明茧腔不含水煮茧装置控制系统由两部分组成，一是核心控制部分:包含温度采集模块29、文本显示器26、与文本显示器26进行实时通讯的PLC控制器28，构成该发明的核心部分，二是控制系统的装置结构部分:包括温度传感器16、17、真空度传感器15、上液位开关38、下液位开关39、主罐1、辅罐2、电磁阀6、7、8、9、10、11、13、水气管路等构成。
[0023]如图2所示，所述PLC控制核心部分，事先将编写好的PLC控制程序写入PLC控制器28，将编写好的文本显示程序写入文本显示器26，温度监测功能模块29连接在PLC控制器28的扩展插口上，温度传感器A16、温度传感器B17分别连接在温度采集模块29的CHl、CH2 口上，文本显示器26通过MD2-FX2N通讯电缆与PLC控制器28连接，启动按钮21、手/自动选择钮22、复位按钮23、继续运行按钮24、急停按钮25、真空度开关27、电磁阀A6、电磁阀B7、电磁阀C8、电磁阀D9、电磁阀E10、电磁阀Fl1、电磁阀G13的手动控制按钮30、31、32、33、34、35、36、真空泵3的手动控制按钮37、上液位开关38、下液位开关39分别连接到PLC 控制器 28 的输入端口 X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20端子上，其中手动时拨片连接XI，自动时拨片连接X2。自动运行指示灯18、手动运行指示灯19、声光报警指示灯20、电磁阀6、7、8、9、10、11、13通过中间继电器ΚΑΙ、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7 分别连接到 PLC 控制器 28 的输出端口 Y0、Yl、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10, Yll端子上，真空泵3通过交流接触器KMl连接在Y12端子上。PLC控制器工作电压为24伏，输出端指示灯、电磁阀工作电压为220伏，真空泵工作电压为380伏。
[0024]如图1所示，所述控制系统的装置结构部分，包括:主罐1、多个系统管路A、B、C、D、E、F、电磁阀A6、电磁阀B7、电磁阀C8、电磁阀D9、电磁阀E10、电磁阀F11、电磁阀G13、辅罐2、真空泵3和系统管路上的蒸汽进口 12、液态水进口 14，主罐I上部有一根上进排气管
4、主罐I的下部有一根下进排气管5 ;上进排气管4通过系统管路A与真空泵3连接，上进排气管4和真空泵3之间的系统管路A上安装有电磁阀Fl I，连接上进排气管4和蒸汽进口12的系统管路B上安装有电磁阀A6，连接下进排气管5和蒸汽进口 12的系统管路C上安装有电磁阀B7，连接辅罐2和下进排气管5的系统管路D上安装有电磁阀D9，连接辅罐2与系统管路A的系统管路E上安装有电磁阀C8,辅罐2的位置比主罐I低。辅罐2下部还连接有系统管路F，通过电磁阀ElO控制管路的开闭。真空度传感器15、温度传感器A16、温度传感器B17、上液位开关38、下液位开关39安装在主罐I内。
[0025]自动运行模式下工艺控制过程包括:真空渗透、减压吐水、减压蒸煮、调整、保护出茧。具体为:
通过文本显示器26设置蒸煮温度、渗透延时时间、吐水时间、蒸煮延时时间，通过真空度开关27设置真空度，手/自动选择钮21选择在自动运行档位，自动运行指示灯18亮，按下启动按钮21，茧腔不含水煮茧装置进入自动运行状态:
步骤1:真空渗透。
[0026]主罐I内放置有干茧，真空泵3开启，电磁阀11开启，经由上进排气管4抽取主罐内空气，当真空度传感器15监测到主罐I内真空度等于设定真空度时，电磁阀13开启，常温水14进入主罐，当水位达上液位开关38位置，液位开关动作，PLC控制器关闭电磁阀13，渗透延时Tl计时开始，Tl时间到，关闭真空泵3，渗透过程完成。
[0027]步骤2:减压吐水
Tl时间到触发吐水工艺过程开始:打开电磁阀9、10，主罐内的水排除装置外，当液位到达下液位开关39时，排水延时T2计时开始，使辅罐内的水继续外排，当T2时间到，关闭电磁阀10、电磁阀11，打开真空泵3、电磁阀8，从下进排气管抽真空，当真空度达到设定值时，吐水延时T3计时开始，T3时间到，茧腔吐水过程完成。
[0028]步骤3:减压蒸煮，减压蒸煮分为上进蒸汽蒸煮和下进蒸汽蒸煮两个过程。
[0029]T3时间到触发减压蒸煮过程开始:打开电磁阀6、关闭电磁阀7，蒸汽由上进排气管4进入主罐I，真空泵通过下进排气管5抽真空，当温度传感器A16监测到主罐内温度等于设定值时，蒸煮延时T4计时开始，T4时间到，上进蒸汽蒸煮过程结束，触发下进蒸汽蒸煮过程开始，关闭电磁阀6、电磁阀8、电磁阀9，打开电磁阀7、电磁阀11，真空泵通过上进排气管4抽真空，蒸汽12通过下进排气管5进入主罐1，当温度传感器17监测到主罐内温度等于设定值时，蒸煮延时T5计时开始，T5时间到，控制程序将此时温度传感器16、17的温度值进行比较，当温度差小于5度时，减压蒸煮过程完成，当温度差大于5度时，程序暂停，声光报警器20开启，操作人员可进行手动补偿。
[0030]步骤4:常规的调整、保护。
[0031]手动模式:将控制面板上手/自动选择钮22选择在手动运行档位上，手动运行指示灯19亮，通过手动控制按钮30、31、32、33、34、35、36、37分别对电磁阀A6、电磁阀B7、电磁阀C8、电磁阀D9、电磁阀E10、电磁阀F11、电磁阀G13和真空泵3进行点动控制。
[0032]停电保持、急停等应急状况:控制系统程序设计均选用停电保持软元件进行编程，因此控制系统具有停电保持功能。当系统在自动运行状态时，出现异常情况，操作人员可按下急停按钮25，进入手动运行模式，进行手动补偿。当遇到停电状况，再来电时，文本显示器提示“继续运行或重新开始？ ”工作人员可根据实际情况选择，若继续运行可按下继续运行按钮24，若重新开始，可按下复位按钮23后按照自动运行操作规程进行。
【权利要求】
1.一种茧腔不含水的煮茧装置的控制系统:其特征在于:包括: PLC控制器(28):用于控制整个系统； 温度监测采集模块(29):用于煮茧装置的主罐(1)的温度采集及监测，所述的温度采集模块(29 )连接在PLC控制器(28 )的扩展插口上； 主罐(1):用于盛装蚕茧，并在主罐中完成煮茧工艺，主罐(1)上部有一根上进排气管(4)，下部有一根下进排气管(5)； 辅罐(2):用于辅助排水； 真空度传感器(15):用于监测煮茧装置的主罐(1)内部的真空度； 温度传感器:用于采集煮茧装置的主罐(1)内部的温度； 真空度开关:用于设置真空度； 液位开关:用于感知主罐(1)内水位并传输给PLC控制器，分为上液位开关(38)和下液位开关(39); 真空泵:抽取主罐(1)内空气以符合煮茧工艺要求； 多个电磁阀:均通过中间继电器与PLC控制器(28)连接，接受PLC控制器的命令打开或关闭； 多个水气循环管路:用于连接整个装置系统； 文本显示屏(26):用于显示并设置包括蒸煮温度、渗透延时时间、吐水时间、蒸煮延时时间的参数。
2.根据权利要求1所述的茧腔不含水的煮茧装置的控制系统，其特征在于:所述的多个电磁阀包括电磁阀A (6)、电磁阀B (7)、电磁阀C (8)、电磁阀D (9)、电磁阀E (10)、电磁阀F (11)和电磁阀G (13);所述的多个水气循环管路包括循环管路A、循环管路B、循环管路C、循环管路D主罐I上部有一根上进排气管(4)、主罐1的下部有一根下进排气管(5);上进排气管(4 )通过循环管路A与真空泵3连接，上进排气管(4 )和真空泵(3 )之间的循环管路A上安装有电磁阀F (11)，连接上进排气管(4)和蒸汽进口( 12)循环管路B上安装有电磁阀A (6)，连接下进排气管(5)和蒸汽进口 12的循环管路C上安装有电磁阀B (7)，连接辅罐(2)和下进排气管(5)的循环管路D上安装有电磁阀D (9)，连接辅罐(2)与系统管路A的循环管路E上安装有电磁阀C (8)，辅罐2的位置比主罐I低，辅罐2下部还连接有循环管路F，通过电磁阀E (10)控制循环管路F的开闭。
3.一种茧腔不含水的煮茧装置的控制系统的控制方法:其特征在于:所述的方法包括自动控制模式和手动控制模式，其中自动控制模式包括如下步骤: 步骤1:真空渗透: 主罐(1)内放置有干茧，真空泵(3)开启，电磁阀F (11)开启，经由上进排气管(4)抽取主罐(1)内空气，当真空度传感器(15)监测到主罐(1)内真空度等于设定真空度时，PLC控制器控制电磁阀G (13 )开启，常温水进入主罐(1)，当水位达上液位开关(38 )位置，上液位开关(38)动作，PLC控制器关闭电磁阀G (13)，渗透延时Tl计时开始，渗透延时Tl时间到，关闭真空泵(3)，渗透过程完成； 步骤2:减压吐水 渗透延时Tl时间到，触发吐水工艺过程开始:PLC控制器控制打开电磁阀D(9)和电磁阀E (10)，主罐(1)内的水排出主罐(1)外进入辅罐(2)，当液位到达下液位开关(39)时，排水延时T2计时开始，使辅罐内的水继续外排，当排水延时T2时间到，关闭电磁阀E(10)、电磁阀F (11)，打开真空泵(3)、电磁阀C (8)，从下进排气管抽真空，当真空度达到设定值时，吐水延时T3计时开始，吐水延时T3时间到，茧腔吐水过程完成； 步骤3:减压蒸煮，减压蒸煮分为上进蒸汽蒸煮和下进蒸汽蒸煮两个过程，具体为: 吐水延时T3时间到，触发减压蒸煮过程开始:打开电磁阀A (6)、关闭电磁阀B (7)，蒸汽由上进排气管(4)进入主罐(1)，真空泵(3)通过下进排气管(5)抽真空，当温度传感器A (16)监测到主罐内温度等于设定值时，蒸煮延时T4计时开始，蒸煮延时T4时间到，上进蒸汽蒸煮过程结束，触发下进蒸汽蒸煮过程开始，关闭电磁阀iU6)、电磁阀C(8)、电磁阀D (9)，打开电磁阀B (7)、电磁阀F(ll)，蒸汽(12)通过下进排气管(5)进入主罐(I )，真空泵(3)通过上进排气管(4)抽真空，当温度传感器B (17)监测到主罐内温度等于设定值时，蒸煮延时T5计时开始，当蒸煮延时T5时间到时，控制程序将此时温度传感器A (16)、温度传感器B (17)的温度值进行比较，当温度差小于5度时，减压蒸煮过程完成，当温度差大于5度时，程序暂停，声光报警器20开启，操作人员可进行手动补偿； 步骤4:调整、保护。
4.根据权利要求3所述的茧腔不含水的煮茧装置的控制系统的控制方法，其特征在于:所述的控制系统在自动运行状态时，出现异常情况，操作人员可操作进入手动运行模式，进行手动补偿 ；当遇到停电状况，再来电时，文本显示器提示继续运行或重新开始，工作人员可根据实际情况选择继续运行或重新开始。
【文档编号】D01B7/00GK103789843SQ201410079944
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】陈祥平, 王建平, 段春稳, 刘季平, 范小敏, 黎钢 申请人:四川省丝绸工程技术研究中心, 四川省丝绸科学研究院