1、引言

　　隧道窯是一種連續式窯爐，由預熱區、高溫區、急冷區和緩冷區組成，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、控制以及其它控制。我們采用科威EASY系列PLC開(kāi)發(fā)出的高可靠性、高性?xún)r(jià)比的隧道窯控制系統，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(hù)要求

　　1、溫度控制區8組。

　　2、溫度顯示區10組。

　　3、熱電偶：18支。 其中： K分度11支 S分度7支

　　4、風(fēng)機選型

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

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

　　急冷風(fēng)機： 11kw 一開(kāi)一備 （變頻）

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

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

　　軸流風(fēng)機： 0.18kw 8臺 直接啟動(dòng)

　　5、 安全連鎖。

　　開(kāi)關(guān)量互鎖：必須是硬件互鎖和軟件互鎖。在設計時(shí)進(jìn)一步落實(shí)工藝互鎖要求。

　　6、使用人機界面控制

　　現場(chǎng)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(guān)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(huà)面應含有：現場(chǎng)模擬圖、溫度實(shí)時(shí)曲線(xiàn)圖、控制設定曲線(xiàn)圖、歷史趨勢曲線(xiàn)圖、并完成報表打印功能。

　　3 、解決方案

　　3、1系統分析

　　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(diǎn)溫度中，其中8點(diǎn)（設計時(shí)需指定）用來(lái)作溫度控制用。在這8點(diǎn)溫度控制中，其中7點(diǎn)是控制執行器閥位值，改變燃料注入量，從而使溫度穩定。另外一點(diǎn)是控制急冷變頻器輸出頻率，改變急冷風(fēng)機運行速度，從而調節急冷區溫度。其它因素由人工調整（如助燃風(fēng)、燃氣壓力等）。

　　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，執行器采取開(kāi)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)機部分

　　3.1.3、1 排煙風(fēng)機控制

　　排煙風(fēng)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(gè)開(kāi)關(guān)輸出點(diǎn)（主、星、三角），占三個(gè)開(kāi)關(guān)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)、停止、故障），因此排煙風(fēng)機控制占用：

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

　　6點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.2助燃風(fēng)機控制

　　助燃風(fēng)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(gè)開(kāi)關(guān)輸出點(diǎn)（主、星、三角），占三個(gè)開(kāi)關(guān)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)、停止、故障），因此排煙風(fēng)機控制占用：

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

　　6點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.3急冷風(fēng)機控制

　　急冷風(fēng)機快慢由變頻器調整，通過(guò)PLC內部PID運算輸出4-20mA標準信號，來(lái)控制變頻器的輸出頻率。同時(shí)在人機界面上也可以實(shí)行手自動(dòng)切換進(jìn)行控制。因此急冷風(fēng)機占用：

　　5點(diǎn)開(kāi)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(kāi)關(guān)輸出：（運行控制）*2.

　　1點(diǎn)模擬輸出：頻率調節（手自動(dòng)調節）。

　　3.1、3.4抽熱風(fēng)機控制

　　抽熱風(fēng)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(gè)開(kāi)關(guān)輸出點(diǎn)（主、星、三角），占三個(gè)開(kāi)關(guān)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)、停止、故障），因此抽熱風(fēng)機控制占用：

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

　　6點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.

　　3.1、3.5快冷風(fēng)機控制

　　快冷風(fēng)機一開(kāi)一備，直接輸出控制，因此占用：

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

　　2點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出：（運行控制）*2.

　　3.1、3.6軸流風(fēng)機控制

　　軸流風(fēng)機：0.18kw 8臺，直接輸出控制，因此占用：

　　3點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入：?jiǎn)��?dòng)、停止、故障。

　　1點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出：運行控制。

　　3.1、3.7安全連鎖

　　開(kāi)關(guān)量互鎖：必須的硬件互鎖和軟件互鎖。在設計時(shí)進(jìn)一步落實(shí)工藝互鎖要求。

　　3.2控制器件選型

　　據以上統計，有溫度采集8點(diǎn)；

　　開(kāi)關(guān)量輸入：49點(diǎn)模擬量輸入：8點(diǎn)

　　開(kāi)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

　　溫度控制：EASY—M0808R—A0404NB 2臺

　　風(fēng)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(chē)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），用于監控的普通計算機一臺。其他電器部分：變頻器，開(kāi)關(guān)電源，空氣開(kāi)關(guān)，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)連接的現場(chǎng)總線(xiàn)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(kāi)關(guān)量輸入、8點(diǎn)開(kāi)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)連接的現場(chǎng)總線(xiàn)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，便于現場(chǎng)監視和操作。

　　有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。

　　Easy-M2416R：

　　有24點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入、16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出。

　　有與CAN網(wǎng)連接的現場(chǎng)總線(xiàn)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，便于現場(chǎng)監視和操作。

　　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(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入、8點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出。

　　有與CAN網(wǎng)連接的現場(chǎng)總線(xiàn)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，便于現場(chǎng)監示和操作。

　　有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。

　　4、總結

　　本控制系統采用EASY系列PLC，硬件結構簡(jiǎn)單，成本低廉，響應速度快，性?xún)r(jià)比高，還可以根據實(shí)際需要很方便地進(jìn)行擴展，有極強的靈活性和適應性�，F場(chǎng)使用表明，其性能穩定，運行可靠。

　　參考書(shū)目

　　[1]科威自控嵌入式PLC《EASY編程手冊》

　　[2]科威自控嵌入式PLC《EASY原理及應用》

　　[3]科威自控《混合型可編程邏輯控制器使用說(shuō)明書(shū)》

　　[4]科威自控《AD1216使用說(shuō)明書(shū)》

　　[5]HITECH《ADP軟體使用手冊》

　　[6]北京人民大學(xué)出版社《Visual Basic 程序設計教程》

作者：雷軍