嵌入式PLC在隧道窯控制系統(tǒng)中的應用

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1、引言

　　隧道窯是一種連續(xù)式窯爐，由預熱區(qū)、高溫區(qū)、急冷區(qū)和緩冷區(qū)組成，主要用于建筑陶瓷、日用陶瓷等燒制。隧道窯的控制涉及傳動控制，溫度、壓力的檢測、控制以及其它控制。我們采用科威EASY系列PLC開發(fā)出的高可靠性、高性價比的隧道窯控制系統(tǒng)，已于2005年7月成功應用在湖北華窯集團中亞窯爐公司承建的越南某隧道窯中。下面介紹此窯的控制方案。

　　2、用戶要求

　　1、溫度控制區(qū)8組。

　　2、溫度顯示區(qū)10組。

　　3、熱電偶：18支。 其中： K分度11支 S分度7支

　　4、風機選型

　　排煙風機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。

　　助燃風機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。

　　急冷風機： 11kw 一開一備 （變頻）

　　抽熱風機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。

　　快冷風機： 7.5kw 一開一備 直接啟動。

　　軸流風機： 0.18kw 8臺 直接啟動

　　5、 安全連鎖。

　　開關量互鎖：必須是硬件互鎖和軟件互鎖。在設計時進一步落實工藝互鎖要求。

　　6、使用人機界面控制

　　現(xiàn)場設人機界面，所有操作均可在人機界面上完成；

　　面板按鈕與人機界面按鈕互為備份。（集中分散型控制）

　　7.關控制信息能傳到計算機，計算機只作信息管理用，不參與控制。

　　計算機畫面應含有：現(xiàn)場模擬圖、溫度實時曲線圖、控制設定曲線圖、歷史趨勢曲線圖、并完成報表打印功能。

　　3 、解決方案

　　3、1系統(tǒng)分析

　　3、1、1溫度采集部分

　　10支熱電偶，K、S兩種分度號。

　　3.1、2溫度控制部分

　　18點溫度中，其中8點（設計時需指定）用來作溫度控制用。在這8點溫度控制中，其中7點是控制執(zhí)行器閥位值，改變?nèi)剂献⑷肓?，從而使溫度穩(wěn)定。另外一點是控制急冷變頻器輸出頻率，改變急冷風機運行速度，從而調(diào)節(jié)急冷區(qū)溫度。其它因素由人工調(diào)整（如助燃風、燃氣壓力等）。

　　每個控溫點占用一路模擬量輸出，急冷變頻器占用一路模擬量輸出，執(zhí)行器采取開度定位方式。

　　因此溫度控制占用：

　　8路模擬量（輸入、輸出）。

　　3.1、3相關風機部分

　　3.1.3、1 排煙風機控制

　　排煙風機一用一備，二者邏輯上互鎖，電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關輸出點（主、星、三角），占三個開關輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風機控制占用：

　　6點開關輸入：（啟動、停止、故障）*2.

　　6點開關輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.2助燃風機控制

　　助燃風機一用一備，二者邏輯上互鎖，電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關輸出點（主、星、三角），占三個開關輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風機控制占用：

　　6點開關輸入：（啟動、停止、故障）*2.

　　6點開關輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.3急冷風機控制

　　急冷風機快慢由變頻器調(diào)整，通過PLC內(nèi)部PID運算輸出4-20mA標準信號，來控制變頻器的輸出頻率。同時在人機界面上也可以實行手自動切換進行控制。因此急冷風機占用：

　　5點開關輸入：急冷A啟動、急冷B啟動、急冷停止、急冷A故障、急冷B故障

　　2點開關輸出：（運行控制）*2.

　　1點模擬輸出：頻率調(diào)節(jié)（手自動調(diào)節(jié)）。

　　3.1、3.4抽熱風機控制

　　抽熱風機一用一備，二者邏輯上互鎖，但電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關輸出點（主、星、三角），占三個開關輸入點（啟動、停止、故障），因此抽熱風機控制占用：

　　6點開關輸入：（啟動、停止、故障）*2.

　　6點開關輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.5快冷風機控制

　　快冷風機一開一備，直接輸出控制，因此占用：

　　6點開關量輸入：（啟動、停止、故障）*2.

　　2點開關量輸出：（運行控制）*2.

　　3.1、3.6軸流風機控制

　　軸流風機：0.18kw 8臺，直接輸出控制，因此占用：

　　3點開關量輸入：啟動、停止、故障。

　　1點開關量輸出：運行控制。

　　3.1、3.7安全連鎖

　　開關量互鎖：必須的硬件互鎖和軟件互鎖。在設計時進一步落實工藝互鎖要求。

　　3.2控制器件選型

　　據(jù)以上統(tǒng)計，有溫度采集8點；

　　開關量輸入：49點模擬量輸入：8點

　　開關量輸出；34點模擬量輸出；8點

　　故需選用：溫度采集模塊：CAN—AD1216 1臺

　　溫度控制：EASY—M0808R—A0404NB 2臺

　　風機控制部分采用：Easy-M1608R 2臺

　　另需做主站的PLC（Easy-M1608R）1臺，用于控制拖車部分的PLC（Easy-M1608R）4臺，

　　顯示控制的人機界面一臺（10.4英寸，真彩色），用于監(jiān)控的普通計算機一臺。其他電器部分：變頻器，開關電源，空氣開關，接觸器，繼電器，按鈕，指示燈，報警器，柜體等。

　　CAN-AD1216：

　　有16路溫度輸入

　　有與CAN網(wǎng)連接的現(xiàn)場總線接口，可與各采集模塊、Easy系列的PLC互連組成網(wǎng)絡。

　　Easy-M0808R-A0404NB：

　　有8點開關量輸入、8點開關量輸出。有4路模擬量輸入、4路模擬量輸出。

　　有與CAN網(wǎng)連接的現(xiàn)場總線接口，可與各采集模塊、PLC互連。

　　有與通用人機界面相連的RS0串口，便于現(xiàn)場監(jiān)視和操作。

　　有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。

　　Easy-M2416R：

　　有24點開關量輸入、16點開關量輸出。

　　有與CAN網(wǎng)連接的現(xiàn)場總線接口，可與各采集模塊、PLC互連。

　　有與通用人機界面相連的RS0串口，便于現(xiàn)場監(jiān)視和操作。

　　有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。

　　每臺塊Easy-M1608R：

　　有16點開關量輸入、8點開關量輸出。

　　有與CAN網(wǎng)連接的現(xiàn)場總線接口，以便于各采集模塊相連。

　　有與通用人機界面相連的RS0串口，便于現(xiàn)場監(jiān)示和操作。

　　有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。

　　4、總結(jié)

　　本控制系統(tǒng)采用EASY系列PLC，硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，響應速度快，性價比高，還可以根據(jù)實際需要很方便地進行擴展，有極強的靈活性和適應性。現(xiàn)場使用表明，其性能穩(wěn)定，運行可靠。