1、1 .緒論1.2 .系統分析21 .前配料22 .料漿制備與輸送23 .噴霧干燥過程24 .后配料35 .成品輸送包裝與儲運33 .系統設計41 .固液按比例混合42 .噴霧干燥過程43 .加酶控制84 .附加控制84 .儀表選型9.五總結10六.參考文獻11一.緒論洗衣粉作為日化行業的一類重要產品，在國內有幾十年的發展歷史，經歷了從最高塔干燥法是先將活性物單體和助劑調制成一定粘度的料漿，用高壓泵和噴射器噴成初的磚塔到鋼塔，再到無塔附聚成型幾個過程，到目前，高塔噴霧仍占主流。高塔噴霧成型技術是普通洗衣粉成型技術的一種。細小的霧狀液滴，與200300c的熱空氣進行傳熱，使霧狀液滴在短時間內迅速干

2、燥成洗衣粉顆粒。干燥后的洗衣粉經過塔底冷風冷卻，風送、老化、篩分制得成品。而塔頂出來的尾氣經過旋風分離器回收細粉，除塵后尾氣通過尾氣風機而排入大氣。隨著社會不斷進步，經濟飛速發展，無論是工業還是其它產業對生產的自動化程度和精度的要求越來越高。本設計詳細分析了加酶洗衣粉的生產過程控制，通過比值控制和前饋一一審級控制系統實現自動控制，能實現設計任務的要求：固液物質質量比按照3:2加入混合器中充分混合，進入干燥塔的熱空氣溫度維持在250-400C,超溫時能自動報警，粉料與酶按照160:1的比例混合。二.系統分析1 .前配料洗衣粉的原料有液體和粉體兩種，前配料生產線包括粉體計量、液體計量、粉漿配置、老

3、化等過程，工段主要是按照一定的要求，將液體和粉體原料通過計量加入配料鍋中去。配料的關鍵設備為配料鍋，目前國內的配料鍋基本采用不銹鋼雙速攪拌，旋轉方向相反，攪拌速度內快、外慢，可避免死角，確保料漿的穩定和均相。2 .料漿制備與輸送料漿制備與輸送工段是將進入配料鍋的原料攪拌反應后，再經過過濾、研磨均化后由高壓泵送到噴粉塔。因為原料有固體和液體兩種狀態，因此本工段的關鍵是使用各種原料在配料鍋中充分攪拌與反應，這就要求配料鍋有很強的快速攪拌能力。3 .噴霧干燥過程噴霧干燥法有順流式和逆流式兩種方法，本設計采用逆流式噴霧干燥法生產普通洗衣粉。逆流式噴霧干燥法是用高壓泵將料漿送至塔頂，經噴嘴向下噴出，熱風

4、則是從塔底經過進熱風口的導向板進入塔內，順塔壁以旋轉狀態由下向上經過塔頂。因此，從噴嘴噴射出來的料漿液滴與來自塔下方的熱風接觸，在塔內徐徐下降，與熱風形成逆流接觸傳熱，并逐漸干燥成粒子。逆流干燥得到堆密度300500g/L,水含量7%-15%一般為10流右的粉狀產品。比順流式要高，有利于產品的性能和狀態的穩定。由于逆流干燥中氣體在與仍然潮濕的液滴接觸后才離開塔,因而其溫度較低，因此逆流干燥的熱效率較高。由于世界各地幾乎都希望得到高密度洗衣粉，到目前為止，大多數洗衣粉的噴霧干燥都采用逆流方式。4 .后配料后配料工段過程為：過篩后的基粉進入基粉倉，經過電子皮帶稱或失重稱計量后傳送到總料輸送機其他輔

5、料和小料按基粉的一定比例稱量后也送到總料輸送機，然后全部的粉料進入后配混合器，與霧化后的非離子表面活性劑和香精等充分混合，得到的成品粉去包裝。此工段的重點一是粉體料的連續準確計量，二是粉料的充分混合。5 .成品輸送包裝與儲運此工段的流程為：從混合器出來的成品粉經過輸送皮帶到達成品粉倉，然后用包裝機包裝成小袋或大袋運至成品倉庫。成品粉的輸送方式有皮帶輸送和粉車輸送兩種。皮帶有可固定式的，但需要人工切換接料粉倉；也有帶導軌可移動的，這樣可以做成自動式，根據程序切換接料粉倉。帶導軌的皮帶已在由輕工業杭州機電設計研究院總承包的杭州妙潔洗衣粉項目中得到成功運用。粉車輸送可以對單車粉進行抽樣檢測，且成品粉

6、倉不需要太多，粉車自身可以緩沖儲存，但需要較多的操作工人和較多的粉車。三.系統設計1 .固液按比例混合在這個生產過程中，固液物質質量比按照3:2.加入混合器中充分混合，一旦比例失調，就會影響生產的正常進行，影響產品質量，浪費原料，消耗動力，造成環境污染，甚至產生生產事故。嚴格控制其比例，使其不進入爆炸范圍，對于安全生產來說十分重要。這種用來實現兩個或兩個以上參數之間保持一定比值關系的過程控制系統，均稱為比值控制系統。所以此控制系統選擇比值控制為控制系統。具工藝流程圖見附錄。2 .噴霧干燥過程對于該過程的溫度控制，要求進入干燥塔的熱空氣溫度維持在250C-400C,溫度波動范圍較大，擾動量主要為

7、反應產生的熱量以及蒸汽的流量。在過程控制中單回路控制系統是過程控制中結構最簡單的一種形式，它只用一個調節器，調節器也只有一個輸入信號，從系統方框圖看，只有一個閉環。在大多數情況下，這種簡單系統已經能夠滿足工藝生產的要求。但有些調節對象的動態特性雖然并不復雜，但控制的任務卻比較特殊，則單回路控制系統就無能為力了。另外，隨著生產過程向著大型、連續和強化方向發展，對操作條件要求更加嚴格，參數間相互關系更加復雜，對控制系統的精度和功能提出許多新的要求，對能源消耗和環境污染也有明確的限制。為此，需要在單回路的基礎上，采取其它措施，組成復雜控制系統，而前饋一一審級控制系統就是其中一種改善和提高控制品質的極

8、為有效的控制系統。溫度和流量是工業生產過程中最常用的兩個參數，對溫度和流量進行控制的裝置在工業生產中應用的十分普遍。溫度的時間常數T一般很大，因此有很大的容積遲延，如果用單回路控制系統來控制，可能無法達到較好的控制質量。而審級控制系統可以用一般常規儀表來實現，成本增加也不大，卻可以起到十分明顯的提高控制質量的效果，因此往往采用審級控制系統對溫度進行控制。系統中還采用了前饋控制，既可基于擾動來消除擾動對被控量的影響，又保證了被控變量的控制精度和穩定性。如流程圖所示，系統中副調節器為流量調節器FC,前饋控制器FFC采用動態前饋模型。采用動態前饋后，由于它幾乎每時每刻都再補償擾動對被控量的影響，故能

9、極大提高控制過程的動態品質，是改善控制系統品質的有效手段。由用級系統分析可知，系統對進入副回路的擾動影響有較強的抑制能力，而前饋控制能克服進入主回路的系統主要擾動。另外，由于前饋控制器的輸出不直接加在調節閥門上，而是作為副調節器的給定值，因而可以降低閥門特性的要求。實踐證明，這種復合控制系統的動、靜態品質指標均較高。圖1:噴霧干燥過程流程圖圖2:噴霧干燥過程前饋一串級控制系統框圖審級控制中，主調節器起定值控制的作用，一般要求無余差,因此選用PI或PID控制規律，而副調節器主要起隨動控制的作用，主要是為了保證主參數的控制質量，可以在一定的范圍內變化，允許有余差，因此只要選用P控制規律就可以了，一

10、般不引入積分和微分控制，積分控制會延長控制過程，減弱副回路的快速作用，微分控制會使調節閥動作過大，對控制不利。從生產工藝安全出發，調節閥選用氣開式，一旦調節閥損壞,調節閥處于全關狀態，以切斷蒸汽進入反應器，確保其設備安全。對于副回路控制，當調節閥開度增大時，蒸汽流量增大，溫度升高，故副過程的系數為正，要整個副回路為負反饋，則要求控制器為反作用式；管內溫度升高，反應器內溫度也升高，為保證整個回路為負反饋，則主調節器應為反作用式。3 .加酶控制某些原料如酶制劑、漂白粉、香精、殺菌劑等對溫度、濕度敏感，當溫度過高時，容易失活和變性，因此一般在后配料中加入粉液充分混合。洗衣粉中的香精，漂白劑，柔軟劑，

11、酶制劑等這些物料只可在洗衣粉冷卻分離后加入或通過特定的后配料裝置摻配進去。但酶制劑則需要采用顆粒酶混合法或酶直接黏結法才能加入。后配粉體采用皮帶秤來連續計量的，后配混合器是粉液混合的主要設備，內有液體料的噴嘴和粉體導流裝置。加酶控制也采用比值控制，將粉料與酶按照160:1的比例混合，使生產正常進行。具體控制流程見附錄。4 .附加控制為了使系統更好地運行，可加入溫度報警器、溫度指示器，超溫時能自動報警并能自動指示溫度數值。見附圖。四.儀表選型在控制系統中，一次儀表及其測量點的位置的選擇是非常重要的，它直接關系到系統能否可靠運行，因此，我們在選擇儀表時，應主要著眼于盡可能地減小測量滯后，同時也要裝

12、配維修方便。本設計所用的儀表儀器如下表1。表1:儀器儀表兀器件名稱型號參數數量溫度測量器JY5015熱電偶，溫度范圍0800C,防護等級：IP65,防爆等級：dIIBT4,精度：0.1%,能多點測量1溫度控制器AI-508防護等級：表殼IP53,量程范圍：-100230C,0.3級精度1流量測量器2HQ3512防護等級IP67,行程精度：1%,轉矩精度：10%,輸出轉速：5/14,全程時間：30S2流量控制器7ME6910環境溫度0500C,外殼防護等級：IP65,耐壓：2MPa1比值控制器BURKERT8601比列電磁閥，PWM頻率無限可調，可選RS232、RS485接口2報警器TAD-16

13、7溫度超過設置上下限時報警，監測溫度-50+150C,報警音量：120分貝，測量精度：垃1C1五.總結三周的課程設計很快結束了，在這次的課程設計中，我不僅檢驗了所學習的知識，也培養了如何運用所學知識，發現、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力。在剛開始設計時，我不知如何下手，也不太會用Visio畫圖,心里有些急，后來我告訴自己一定要靜下心來慢慢做，一定要相信自己。于是我一點點地開始做起來：上網查資料，看課本，并學習畫圖，并向老師、同學請教。在這個過程中，我增強了自主學習的能力，也充分體會到了與同學們相互探討，相互學習的樂趣，我還懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。當設計完成時，我心里充滿了喜悅和自豪。午里之行，始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。通過這次課程設計，我的學習能力不僅得到了提高，也增強了運用知識解決問題的能力。而且，這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管問題有多困難，我想我都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發現其中珍貴的事情，克服困難，用自己的辛勤和汗水創造未來！六.參