木材烘干机的自动监测与报警功能是如何实现的?

2025-04-11

报警装置触发与信息反馈

  • 当控制器判断烘干过程出现异常情况时,会立即触发报警装置。报警装置可以是声光报警器,通过发出响亮的声音和
    • 传感器类型
      • 热电偶 / 热电阻:用于测量烘干腔体内温度,精度可达 ±0.5℃,实时反馈至 PLC 控制系统。
      • 红外温度传感器:非接触式监测发热部件(如加热管、电机)表面温度,防止局部过热。
    • 报警逻辑
      • 当实测温度超过设定上限(如木材燃点阈值 180℃)时,触发声光报警器(蜂鸣器 + 警示灯),并通过显示屏显示 “超温报警”。
      • 联动控制:自动切断加热电源,启动应急冷却风机,同时向远程监控端发送报警信息(如短信、APP 推送)。

    2. 湿度监测与报警

    • 传感器类型
      • 电容式湿度传感器:安装于烘干腔体出风口,监测排出湿气的湿度值,判断木材干燥进度。
    • 报警逻辑
      • 当湿度低于工艺要求下限(如木材目标含水率以下)时,报警提示 “过度干燥”,防止木材开裂;
      • 当湿度异常升高(可能预示通风故障或设备漏水),报警并提示 “通风异常”。

    3. 烟雾 / 粉尘浓度报警

    • 传感器类型
      • 光电式烟雾传感器:检测腔体内是否产生烟雾(预示初期燃烧)。
      • 粉尘浓度传感器:监测环境中可燃粉尘浓度(如木屑粉尘爆炸下限约 40g/m³)。
    • 报警逻辑
      • 烟雾或粉尘浓度超过阈值时,立即触发报警,同时切断所有电源,启动灭火装置(如干粉喷淋)。

    4. 电机过载与故障报警

    • 监测方式
      • 电流传感器:串联于电机回路,实时监测工作电流。当电流超过额定值(如过载 110%),判断为过载。
      • 振动传感器:安装于电机轴承座,监测异常振动(预示轴承磨损或转子不平衡)。
    • 报警逻辑
      • 过载时报警并自动切换至变频调速模式(降低转速保护电机),若持续过载则停机;
      • 振动异常时报警并提示 “电机故障”,建议停机检修。

    5. 通风系统故障报警

    • 监测方式
      • 风压传感器:检测风机进出口风压,判断风道是否堵塞或风机故障(如风压骤降预示风机停转)。
    • 报警逻辑
      • 通风故障时报警并联动打开应急排风阀,防止可燃气体积聚。

    二、安全装置的实现方式

    安全装置通过机械、电气或电子手段直接干预设备运行,避免事故发生或降低事故后果。主要包括:

    1. 过热保护装置

    • 温度熔断器
      • 串联于加热电路中,当温度超过极限值(如 250℃)时,熔断器熔断并永久切断电源,需人工更换后才能重启。
    • 自动冷却系统
      • 配置独立冷却风机和循环水管道,当温度超限时自动启动冷却,降低腔体温度。

    2. 防爆装置

    • 防爆电机与电器
      • 烘干腔内电机、开关等采用Ex 防爆认证设备,防止电火花引燃粉尘。
    • 防爆泄压口
      • 在烘干腔体顶部设置防爆门,当内部压力超过设定值(如 0.1MPa)时,防爆门自动开启泄压,减少爆炸冲击。

    3. 漏电与接地保护

    • 漏电断路器(RCD)
      • 主电路安装漏电保护装置,当漏电电流超过 30mA 时,0.1 秒内切断电源,防止触电事故。
    • 等电位联结
      • 设备金属外壳、管道等通过接地扁钢连接至接地网,接地电阻≤4Ω,消除静电积累。

    4. 机械防护装置

    • 旋转部件防护栏
      • 风机、传送带等旋转部件设置全封闭防护栏,防止人员接触引发机械伤害。
    • 急停按钮
      • 设备操作面板及关键位置(如进料口、出料口)设置红色急停按钮,按下后立即切断所有动力电源,停机响应时间<0.5 秒。

    5. 灭火系统

    • 干粉灭火装置
      • 在烘干腔体顶部安装感温释放型干粉灭火装置,温度达到 160℃时自动破裂喷粉,覆盖燃烧区域。
    • 水喷淋系统(可选):
      • 针对大型烘干设备,配置火灾自动报警联动的水喷淋系统,通过烟雾传感器触发喷水。

    6. 冗余控制系统

    • 双回路电源
      • 关键设备(如报警系统、冷却风机)采用双电源供电,一路故障时自动切换至备用电源,确保安全功能不中断。
    • PLC 程序冗余
      • 控制系统采用冗余 PLC 模块,主模块故障时自动切换至备用模块,维持设备安全运行逻辑。

    三、典型控制流程示例

    以 “温度超温→报警→安全停机” 为例:

    1. 温度传感器检测到腔体温度达 190℃(超过设定上限 180℃);
    2. PLC 控制器接收信号后,立即触发声光报警,并通过 HMI 界面显示报警代码;
    3. 联动执行:切断加热电源,启动冷却风机,同时锁定进料 / 出料电机,防止故障期间物料进出;
    4. 人工干预:操作人员排查故障(如加热管短路),修复后复位报警,设备恢复运行。

    四、相关标准与规范

    木材烘干机的安全设计需符合以下国家标准:

    • GB 12367-2006 《木材工业机械 安全通则》
    • GB 15577-2018 《粉尘防爆安全规程》
    • GB 50054-2011 《低压配电设计规范》(漏电保护要求)
    • JB/T 6982-2013 《木材干燥设备》(性能与安全要求)

    通过以上传感器监测、自动控制逻辑及机械防护的协同作用,木材烘干机可实现对温度、湿度、粉尘等关键参数的实时监控,并在异常时快速响应,最大限度保障设备与人身安全。