西门子变频器说明书TGN5000说明书.docx

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西门子变频器说明书TGN5000说明书

全自动高浓套管杀菌机使用说明书

TGN-5000型

2008年7月

前言

全自动高浓套管杀菌机是为适用无菌灌装工艺的物料杀菌而设计的，也可用于其它条件的物料杀菌，适用于各种果汁及浓缩果汁。

无菌包装是在无菌条件下，将预先杀过菌并冷却的产品装填并密封在无菌的铝塑包装袋中，以达到在非冷藏条件下长期保存的目的。

本文通过套管杀菌机各部件的功能、操作方法的介绍，力图使用户对整机有一个较为全面的了解，能在较短的时间内掌握该机的正常操作规程，并能对设备进行较好的维护和保养。

如果设备的某一种部分或某一部件进行了改进或增删，并与本书有不符之处时，我们的现场安装调试人员有权对此书进行更改并通知用户。

一设备简介

TGN—5000型全自动高浓套管杀菌机主要技术参数如下：

生产能力：

5吨/小时

物料杀菌温度：

≤110℃

系统耐压：

＜60bar

电力：

380V68KW

蒸汽：

0.6MPa400～700kg/h

压缩空气：

0.7MPa300L/M

二主要部件功能简介

TGN-5000型全自动高浓套管杀菌机，主要由以下部件构成：

物料桶、杀菌水桶、热水桶、杀菌泵、杀菌清洗泵、转子泵、三缸物料泵、过滤器组、主体换热器、板式换热器、管件阀门和控制系统等组成。

1.物料桶

用于存放物料或者清洗用水，容积为2000升，配有清洗球、进水阀、搅拌器和高低液位传感器。

其中液位传感器设置三个液位：

高位、低位、最低位。

高、低位分别控制前级供料泵（厂家提供）的停止和起动（当物料桶液位到低位时，液位传感器发出指令，使得前级供料泵起动，给物料桶供料，当物料桶液位达到高位时，泵则停止）。

当物料到低位时，前级供料泵不能供料（暂时无料需要等待或前级生产已经结束），则需手动停止前级供料泵，以免泵的损坏。

当液位处于最低位报警时，立即将待料/灌装旋钮旋至待料位置，此时AV8换向到低温返回管，AV3自动关闭，强制停止灌装。

物料自循环等待前级供料，当物料桶液位又回到低位以上时，将待料/灌装旋钮旋至灌装位置，各阀自动回到正常灌装位置。

当前级生产结束时，则起动物料桶给水阀门DV3给物料桶加水，当水位达到低位以上时，各泵、阀自动回到正常灌装位置。

搅拌器是对物料桶中的物料进行搅拌，避免物料分层。

清洗球是在物料桶进水时对桶壁进行清洗。

2.杀菌水桶、热水桶

用于存放杀菌循环水（最好是软化水），容积200升，耐压4bar。

配有安全阀、液位计、手动补水球阀、压力表及玻璃液面计。

当水位处于低位时，报警灯亮，手动打开补水球阀JV4，水位到达高液位时，手动关闭JV4。

3.杀菌清洗泵

该泵为不锈钢离心泵，耐温、耐酸碱，泵的出口压力达到0.5MPa，流量在50m3/h左右。

设备杀菌时，该泵打热水；设备清洗时，该泵打清洗水或酸碱液。

4.热水泵

该泵为不锈钢离心泵，耐温、耐酸碱，泵的出口压力达到0.36MPa，流量在30m3/h左右。

5.转子泵

该泵为不锈钢转子泵，采用手轮式无级调速，作用是给三缸输送泵喂料。

6.三缸输送泵

该泵是一种不锈钢柱塞泵，主要起增压输送作用，其出口扬程可达60bar，耐温、耐酸碱，曲轴采用油浴润滑，采用变频器无级调速。

出口处装有耐震隔膜式压力表。

7.过滤器组

它安装于转子泵和三缸泵之间，作用是将大颗粒或片状物过滤，以免堵塞或损伤三缸泵的单向阀。

它由两个过滤器和四个手动蝶阀组成，两个过滤器并联连接。

8.换热器组件

换热器主体主要由加热器、保持器、终冷却器和低温返回冷却器组成。

保持器为单层，物料的杀菌过程主要在这里进行。

其他均各为四层套管结构，内、外层分别通入过热水或冷却水，中间层为物料层，且物料与水逆行流动，并在每层管之间设置了扰流板，水均形使得料和成紊流，提高换热效率。

冷却水进入终冷却器或低温返器回冷却，随物料的流向自动切进换（即：

当物料流经终冷却器时，此路冷却水、出水阀门自动打开，此时低温返回冷却器的冷却水阀门关闭，反之亦然）。

终冷却器的水流量由终冷物料温度的要求自动进行调节。

9.换热器

换热器用来产生过热水。

10.管件及阀门系统

本设备共配有9个气控换向阀和多个气控碟阀，加上一些手动阀门及管路系统，把各部件有机地联系在一起。

11.控制系统

控制系统包括温度控制、液位控制、各个泵、阀的动作控制，统一由PLC进行控制。

操作主要由触摸屏操作，另配有手动转换开关。

三泵和阀功能简介

1泵

转子泵：

耐酸碱，120℃，手轮调速，4m3/h，6bar，7.5KW

三缸泵：

耐酸碱，120℃，变频调速，5m3/h，60bar，30KW

杀菌泵：

耐酸碱，150℃，50m3/h，5bar，15KW

过热水泵：

150℃，30m3/h，3.6bar，11KW

搅拌电机：

40转/分，

⒉薄膜阀

蒸汽用（MR1）:

耐150℃,10bar,DN50（阀体执行机构，电器定位器）

⒊气控换向阀

AV1：

三缸泵、杀菌泵换向阀，属两位三通换向阀，耐高压60bar，耐酸碱，150℃，换向有状态显示。

AV2：

转子泵多余物料回流背压阀，属两位两通开关阀，5bar，耐酸碱，120℃。

AV5：

物料桶、杀菌罐换向阀，属两位三通换向阀，5bar，耐酸碱，150℃。

AV6：

物料桶、物桶排放换向阀，属两位三通换向阀，5bar，耐酸碱，150℃。

AV7：

热水桶回水背压。

AV8：

保持器、低温返回冷却器换向阀，属两位三通换向阀，60bar，耐酸碱，150℃，换向有状态显示。

AV9：

物料冷却出口背压阀，属两位两通开关阀，10bar，耐酸碱，150℃。

AV10：

低温返回背压阀，属两位两通开关阀，全过程使用，10bar，耐酸碱，150℃。

AV11：

逆向清洗换向阀，属两位三通换向阀，只在逆向清洗时使用，15bar，耐酸碱，150℃。

⒋气动蝶阀

DV1：

物料桶、杀菌清洗泵连接开关阀，只在启动杀菌清洗泵清洗时该阀打开，10bar，耐酸碱，150℃。

DV2：

杀菌罐、杀菌清洗泵连接开关阀，只在预杀菌时打开该阀，10bar，耐酸碱，150℃。

DV3：

物料桶进水阀，只在清洗补水时打开该阀，清洗时受液位传感器控制，10bar，耐酸碱。

DV4：

杀菌泵出口阀

DV5：

只在正向清洗和预杀菌时打开，10bar，耐酸碱，150℃。

DV6和DV13：

终冷却水进水、回水阀。

DV10和DV11：

低返却器冷却水进水、回水阀，它们共用一个电磁阀，10bar，常温。

DV12：

物料桶排空阀，10bar，常温。

⒌气动角座阀

JV1、JV2：

管道杀菌时用，配合使用，JV1吹气，冷却器中的水经JV2排出。

JV4、JV5：

分别为杀菌桶、热水桶排气阀。

6温度传感器：

1物料温度：

只显示

⑵加热温度：

保持器进口温度，控制AV8，由PID模拟控制蒸汽薄膜阀。

⑶保持器出口温度：

只显示

⑷终冷温度：

只显示

⑸过热水温度：

只显示

⑹过热水回水温度：

只显示

四操作规程

一开机前的准备：

1.压缩空气：

≥0.7MPa300L/M

2.电压：

380V±38V

3.蒸汽：

≥0.7MPa700公斤/小时

4.软化水：

≥0.3MPa

5.冷却水：

50m3/h18℃

6.杀菌泵、热水泵手动通冷却水。

7.1-2%烧碱液。

8.手动打开杀菌罐、热水罐排气球阀。

9.打开压缩空气总阀门，排净空气中的水，注意各压力表显示。

总气压：

6bar

调压阀1：

5～6bar

AV1/AV8：

5～6bar

AV7：

1.5bar

AV9：

1bar

AV10：

1.5bar

AV2：

1.5bar

MR1：

5bar

10.各路蒸气密封通上蒸气。

警告：

1）压缩空气、蒸汽、电力等外围条件不具备时，不得开机；

2）灌装机未准备就绪时，不得开机；

3）杀菌机未检修完毕时，不得开机；

4）前期设备在2小时内不能提供物料到杀菌机时，不得开机；

5）对杀菌机操作不熟练者，不得开机。

二灌装程序

（一）预杀菌（上电后，旋钮旋到预杀菌生产程序）

1.手动打开两水桶进水球阀QV1、QV4。

将面板上自动/手动旋钮旋到自动，再将灌装旋钮旋到灌装开，按下启动按钮，启动杀菌、灌装程序。

2.杀菌泵前后的蝶阀DV2、DV4打开，阀AV1换向至杀菌清洗泵，阀AV5换向至杀菌水桶，阀AV8换向保持器，保持器进口温控仪PID自动调至123℃。

3.当杀菌罐液位传感器和热水罐液位传感器均显示高液位时，延时3分钟，杀菌清洗泵启动。

当有水回流时手动关闭进水。

4.包装机阀AV4加背压1bar。

5.1分钟后，过热水泵启动，蒸汽薄膜阀打开，当有水回流时手动关闭进水。

6.当终冷温度显示120℃时，开始自动记录杀菌时间，提示计时开始！

7.控制前级供料泵供料至高位止。

8.计时30分钟后，提示计时到！

（二）转换程序（该程序紧跟预杀菌程序进行）

1.计时30分钟后，且物料达到高位时，准备生产，将杀菌钮复位，将灌装钮打到开状态，开始进料转换，保持器进口温控仪PID自动调至108℃。

2.延时1分钟，低温返回冷却水蝶阀DV10、DV11打开，2分钟后，杀菌泵停止。

3.延时2秒，阀AV5换向物桶，AV6排放，阀AV8换向低温返回管，阀AV1换向三缸泵，杀菌泵前后的蝶阀DV2、DV4关闭。

4.延时3秒，转子泵启动，阀AV2加背压。

5.延时3秒，三缸泵，油泵启动。

6.15分钟后或从AV6排出物料后，点击触摸屏（生产过程控制）中料顶返回管结束按钮。

1加热温度达到108℃时，阀AV8换向保持器，低温返回冷却水蝶阀DV10、DV11同时关闭，冷却水排水蝶阀DV6，DV13打开。

2加热温度未到108℃时，此时阀AV6指向物桶；直到加热温度达到108℃时，阀AV8换向至保持器，阀AV6换向排放，低温返回冷却水蝶阀DV10、DV11同时关闭。

315分钟后或从阀AV6再次排出料后，点击触摸屏（生产过程控制）中料顶保持器结束按钮，阀AV6换向物料桶，设备提示可以生产准备！

料顶水程序结束，可通知灌装机进行灌装。

（三）灌装生产程序

阀AV8受加热温度控制，决定是否换向；冷却水进水、排水各阀DV10、DV11、DV13、MR2受阀AV8（或者说RTD2）控制而打开、关闭，终冷温度控制在38℃。

但是在生产过程中，会出现等待料的现象，如果前级生产暂时无料需要等待时，则手动将待料/灌装旋钮旋到待料即可，此刻开始运行待料程序；旋到待料状态时，强制把阀AV8换向低温返回管，冷却水进水、排水各阀DV6、DV13关闭，保持器进口温控仪PID自动调至75℃。

当前级生产有料时，再手动将待料/灌装旋钮旋到灌装位置，保持器进口温控仪PID自动调至108℃。

（四）转换程序（用水顶料）

1.如果前级处理通知生产结束时，且物料桶液位传感器最低位报警时，点击触摸屏中手动按钮，则物料桶进水蝶阀DV3打开进水。

2.生产约2桶后，停止灌装，阀AV6换向排放。

3.手动关掉热水泵，根据排料情况再关掉物料泵，输送泵，油泵。

4.按下急停按钮，全线停机。

各泵、阀回到起始状态。

注意:

在灌装的过程中，应经常观察气源和各阀门的压力变化,特别是总气源和蒸汽压力表压力值的变化,如果压力变化较大，应及时调整到正常值。

如果保持器进口温度较低（物料一直返回物桶），应及时调小冷却水的手动阀门或降低三缸泵的速度，当温度升到设定值时，方可调大冷却水阀门，同时提高三缸泵的速度。

注意:

在灌装的过程中，应经常察看热水桶的液位变化，发现热水桶液位较低时，应及时手动补水。

首先手动将待料/灌装旋钮旋到‘待料’，然后打开热水桶的卸压阀，当热水桶压力表指示值为0时，手动打开热水桶进水球阀，启动外部进水泵。

若进水泵出口压力可达到3bar以上,可不进入‘待料’程序，不降低热水桶的压力，先启动外部进水泵，再手动打开热水桶进水球阀。

看见液位超过玻璃管上的液位时，保持一段时间或者见补水泵无法补进水时，关闭进水球阀。

补水结束后，关闭卸压阀和外部供水泵。

手动将待料/灌装旋钮旋到‘灌装’，进入正常灌装程序。

注意:

在灌装过程中，应注意电控柜的散热,发现电控柜较热时，应及时进行外部强制冷却。

三清洗程序

1.手动清洗物料走过的所有通道，具体见清洗流程。

四手动程序

所有手动按钮都在触摸屏上。

触摸屏上所有按钮都是交替式按钮，即点击一下，打开；再点击一下，关闭。

每个按钮之前有一个状态指示灯，指示按钮状态——当指示灯为绿色，说明对应的按钮是开状态；当指示灯为红色，说明对应的按钮是关闭状态。

当进行手动操作时，应先将操作面板上自动/手动旋钮旋到手动，手动操作不会有任何安全自锁，操作者应该对设备有相当的了解。

手动按钮的分布详见触摸屏。

注意:

触摸屏上按钮为软按钮，轻轻点击即可，切勿用力。

恢复灌状操作:

1、第一步，来电后开机——手动状态（必须）

2、第二步，将按钮打到灌装状态（其他按钮都在复位状态），将启动按钮打到开状态！

3、第三步，AV1-物料泵，AV5，6指向物桶，AV8-返回管

4、第四步，AV2，DV10，11，AV9，10，AV7打开

5、第五步，启动输送泵，送油泵，物料泵，热水泵

6、第六步，手动打开恢复灌装再复位

7、最后，3分钟后，将按钮转换到自动状态，恢复生产完成！

五常见故障及解决方法

1.当发现某个电机应该运行却未运行时，先检查该电机的空气开关是否跳闸。

2.当发现某个电机出现故障时，应先关闭该电机的空气开关，故障排除后再打开。

3.当发现三缸泵电机应该运行却停转，且发现变频器面板上出现报警时，关闭三缸泵电机的空气开关，1分钟后，再将它打开。

4.当发现记录仪或温控仪表的温度显示值出现异常时，应先检查温度传感器的连接是否可靠，连接接口是否进水。

5.灌装袋有气

1）泵及其前段管道密封不严，吸进气体，更换密封件。

2）气控阀AV8、AV9及灌装机气控阀AV3、AV4密封件损坏，空气进入料管道。

6.预杀菌时温度较长时间升不到预置温度（120℃）

1）总蒸汽压力是否≥0.5MPa，，蒸汽是否含水太多。

2）蒸汽薄膜阀的控制气压是否正常。

3）控制气压正常时，蒸汽薄膜阀不能打开或不能开至正常位置，拆下薄膜阀，清洗除锈，使它开至正常位置。

7.物料冷却温度降不下来

1）冷却水流量不够。

2）冷却水温度过高。

3）冷却水管路结垢或堵塞。

4）物料泵速度太快。

8.杀菌机显示温度不正确

1）传感器接触不良或传感器进水（测量传感器电阻正常电阻值100Ω）。

2）温度仪表损坏，更换之。

3）传感器到仪表之间引线断路，找出断路地方并排除之。

六设备维护及其检修

1.每次生产结束后，应抽出最后一根加热器的内层管，检查其是否有结垢现象（在正常清洗之后），如有结垢现象，应该再进行碱洗过程，延长清洗时间，如果结垢严重，应将加热器内层管抽出进行人工擦洗。

2.生产结束后，检查冷却水管路是否有结垢现象，如果有水垢，则该系统应该用2%～5%HNO3溶液浸泡清洗。

3.所有不锈钢螺钉在装配前必须涂上硅脂（或者黄油），以免螺钉受力后出现咬死现象。

4.每次生产前，都要检查所有密封圈是否损坏（包括换热器主体、管路、阀等各处密封圈），并及时更换。

三缸泵、转子泵按照要求应该定期更换所用油。

三缸泵用油：

40#机械油。

转子泵用油：

壳牌220齿轮油。

物料桶下面的压力式液位传感器及丝堵要定期（每批料生产完后）拆下来清洗。

5.转子泵和三缸泵之间并联的两个过滤器，交叉使用。

当使用一个时，另一个要拆下来清洗干净，定期再将另一个拆下来清洗。

每班一洗。

6.所有调压阀的压力不能小于1bar，否则电磁阀不能换向。

7.生产过程中，要注意转子泵出口压力表要求有压力（不能为0），否则三缸泵会空运转，无菌袋内容易产生气体（既要求转子泵流量大于三缸泵流量），转子泵可用手动调节调速器增加转子泵转速——流量。

7AV8等气动换向阀的调节螺母应拧紧，使得V型密封圈与轴密封好，　以免漏料。

8在室温小于等于零度时，设备运行结束，须将设备内所有存水排出。

排水步骤如下：

1）拆开主体换热器或管道与物料罐、杀菌桶、过热水桶或泵之间的管道街头，特别是处于低处的管道接头，务必要打开，低处会有存水，何况低处是排水口。

2）主体换热器的排放，可借助压缩空气迅速排放掉绝大部分存水（压缩空气的接入须先安装随机配带的专用接头）。

排放方法见下图所示。

但要确定所有存水一滴不溜的被排出设备，需拆开管道进行检验，可借助吊车等工具。

单组换热器如图

（1）所示：

说明：

A，B分别为内层物料的出口和入口。

1，2分别为外层水的出口和入口。

3，4分别为内层水的出口和入口。

物料层与水层是完全隔开的，水的排出与物料层没有关系。

可借助压缩空气将外层水和内层水排出。

若在3口接入压缩空气，可将水从4口排出。

同理，若在1口接入压缩空气，可将水从2口排出。

多组换热器如图

（2）所示，为中冷却器的排水，终冷却器共有两组管道。

可借助压缩空气将外层水和内层水排出。

若在3口接入压缩空气，可将水从4口排出。

同理，若在1口接入压缩空气，可将水从2口排出。

3）过热水发生器的排放，须借助吊车等工具，将其存水彻底排放干净。

4）每一步做完排水均需检验，务必保证设备内存水完全排出。

七系统原理图及部分结构图

气控阀AV1、AV8的结构图

气控阀AV9、AV10的结构图

八特别警告

警告：

1、此设备在运行过程中，压力非常高，故需在运行过程中随时注意观察设备的压力变化，牢记操作规程，必要时使用急停按钮停止设备的运行。

并在日常维护中，开机准备时，加强对设备管道接头和高压泵（含三缸泵和转子泵）的维护和保养。

2、当室外温度小于等于零度时，设备在运行结束后，务必将设备内所有存水，排放干净。

需拆开管道进行检验是否排放干净。

若有存水，设备将会损坏。