嵌入式PLC在隧道窯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

1、引言

　　隧道窯是一種連續(xù)式窯爐，由預(yù)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(dòng)控制，溫度、壓力的檢測(cè)、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(jià)比的隧道窯控制系統(tǒng)，已于2005年7月成功應(yīng)用在湖北華窯集團(tuán)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(fēng)機(jī)選型

　　排煙風(fēng)機(jī)： 15kw 一開一備 要星-三角啟動(dòng)。

　　助燃風(fēng)機(jī)： 15kw 一開一備 要星-三角啟動(dòng)。

　　急冷風(fēng)機(jī)： 11kw 一開一備 （變頻）

　　抽熱風(fēng)機(jī)： 15kw 一開一備 要星-三角啟動(dòng)。

　　快冷風(fēng)機(jī)： 7.5kw 一開一備 直接啟動(dòng)。

　　軸流風(fēng)機(jī)： 0.18kw 8臺(tái) 直接啟動(dòng)

　　5、 安全連鎖。

　　開關(guān)量互鎖：必須是硬件互鎖和軟件互鎖。在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)一步落實(shí)工藝互鎖要求。

　　6、使用人機(jī)界面控制

　　現(xiàn)場(chǎng)設(shè)人機(jī)界面，所有操作均可在人機(jī)界面上完成；

　　面板按鈕與人機(jī)界面按鈕互為備份。（集中分散型控制）

　　7.關(guān)控制信息能傳到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)只作信息管理用，不參與控制。

　　計(jì)算機(jī)畫面應(yīng)含有：現(xiàn)場(chǎng)模擬圖、溫度實(shí)時(shí)曲線圖、控制設(shè)定曲線圖、歷史趨勢(shì)曲線圖、并完成報(bào)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(hào)。

　　3.1、2溫度控制部分

　　18點(diǎn)溫度中，其中8點(diǎn)（設(shè)計(jì)時(shí)需指定）用來作溫度控制用。在這8點(diǎn)溫度控制中，其中7點(diǎn)是控制執(zhí)行器閥位值，改變?nèi)剂献⑷肓浚瑥亩箿囟确€(wěn)定。另外一點(diǎn)是控制急冷變頻器輸出頻率，改變急冷風(fēng)機(jī)運(yùn)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(fēng)、燃?xì)鈮毫Φ龋?/p>

　　每個(gè)控溫點(diǎn)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(guān)風(fēng)機(jī)部分

　　3.1.3、1 排煙風(fēng)機(jī)控制

　　排煙風(fēng)機(jī)一用一備，二者邏輯上互鎖，電氣控制采用兩套獨(dú)立的星-三角控制，每套占三個(gè)開關(guān)輸出點(diǎn)（主、星、三角），占三個(gè)開關(guān)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)、停止、故障），因此排煙風(fēng)機(jī)控制占用：

　　6點(diǎn)開關(guān)輸入：（啟動(dòng)、停止、故障）*2.

　　6點(diǎn)開關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.2助燃風(fēng)機(jī)控制

　　助燃風(fēng)機(jī)一用一備，二者邏輯上互鎖，電氣控制采用兩套獨(dú)立的星-三角控制，每套占三個(gè)開關(guān)輸出點(diǎn)（主、星、三角），占三個(gè)開關(guān)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)、停止、故障），因此排煙風(fēng)機(jī)控制占用：

　　6點(diǎn)開關(guān)輸入：（啟動(dòng)、停止、故障）*2.

　　6點(diǎn)開關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.3急冷風(fēng)機(jī)控制

　　急冷風(fēng)機(jī)快慢由變頻器調(diào)整，通過PLC內(nèi)部PID運(yùn)算輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，來控制變頻器的輸出頻率。同時(shí)在人機(jī)界面上也可以實(shí)行手自動(dòng)切換進(jìn)行控制。因此急冷風(fēng)機(jī)占用：

　　5點(diǎn)開關(guān)輸入：急冷A啟動(dòng)、急冷B啟動(dòng)、急冷停止、急冷A故障、急冷B故障

　　2點(diǎn)開關(guān)輸出：（運(yùn)行控制）*2.

　　1點(diǎn)模擬輸出：頻率調(diào)節(jié)（手自動(dòng)調(diào)節(jié)）。

　　3.1、3.4抽熱風(fēng)機(jī)控制

　　抽熱風(fēng)機(jī)一用一備，二者邏輯上互鎖，但電氣控制采用兩套獨(dú)立的星-三角控制，每套占三個(gè)開關(guān)輸出點(diǎn)（主、星、三角），占三個(gè)開關(guān)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)、停止、故障），因此抽熱風(fēng)機(jī)控制占用：

　　6點(diǎn)開關(guān)輸入：（啟動(dòng)、停止、故障）*2.

　　6點(diǎn)開關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.5快冷風(fēng)機(jī)控制

　　快冷風(fēng)機(jī)一開一備，直接輸出控制，因此占用：

　　6點(diǎn)開關(guān)量輸入：（啟動(dòng)、停止、故障）*2.

　　2點(diǎn)開關(guān)量輸出：（運(yùn)行控制）*2.

　　3.1、3.6軸流風(fēng)機(jī)控制

　　軸流風(fēng)機(jī)：0.18kw 8臺(tái)，直接輸出控制，因此占用：

　　3點(diǎn)開關(guān)量輸入：?jiǎn)?dòng)、停止、故障。

　　1點(diǎn)開關(guān)量輸出：運(yùn)行控制。

　　3.1、3.7安全連鎖

　　開關(guān)量互鎖：必須的硬件互鎖和軟件互鎖。在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)一步落實(shí)工藝互鎖要求。

　　3.2控制器件選型

　　據(jù)以上統(tǒng)計(jì)，有溫度采集8點(diǎn)；

　　開關(guān)量輸入：49點(diǎn)模擬量輸入：8點(diǎn)

　　開關(guān)量輸出；34點(diǎn)模擬量輸出；8點(diǎn)

　　故需選用：溫度采集模塊：CAN—AD1216 1臺(tái)

　　溫度控制：EASY—M0808R—A0404NB 2臺(tái)

　　風(fēng)機(jī)控制部分采用：Easy-M1608R 2臺(tái)

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

　　顯示控制的人機(jī)界面一臺(tái)（10.4英寸，真彩色），用于監(jiān)控的普通計(jì)算機(jī)一臺(tái)。其他電器部分：變頻器，開關(guān)電源，空氣開關(guān)，接觸器，繼電器，按鈕，指示燈，報(bào)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(chǎng)總線接口，可與各采集模塊、Easy系列的PLC互連組成網(wǎng)絡(luò)。

　　Easy-M0808R-A0404NB：

　　有8點(diǎn)開關(guān)量輸入、8點(diǎn)開關(guān)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(chǎng)總線接口，可與各采集模塊、PLC互連。

　　有與通用人機(jī)界面相連的RS0串口，便于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和操作。

　　有與計(jì)算相連的RS1串口，便于計(jì)算機(jī)記錄管理。

　　Easy-M2416R：

　　有24點(diǎn)開關(guān)量輸入、16點(diǎn)開關(guān)量輸出。

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

　　有與通用人機(jī)界面相連的RS0串口，便于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和操作。

　　有與計(jì)算相連的RS1串口，便于計(jì)算機(jī)記錄管理。

　　每臺(tái)塊Easy-M1608R：

　　有16點(diǎn)開關(guān)量輸入、8點(diǎn)開關(guān)量輸出。

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

　　有與通用人機(jī)界面相連的RS0串口，便于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)示和操作。

　　有與計(jì)算相連的RS1串口，便于計(jì)算機(jī)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(jiǎn)單，成本低廉，響應(yīng)速度快，性價(jià)比高，還可以根據(jù)實(shí)際需要很方便地進(jìn)行擴(kuò)展，有極強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性?，F(xiàn)場(chǎng)使用表明，其性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。