摘要：介紹以嵌入式PLC為主要控制器加人機(jī)界面的梭式窯溫控方案，并將該方案與傳統(tǒng)的以脈沖燃燒方式為主的控制方案進(jìn)行了比較。 1引言 傳統(tǒng)的脈沖燃燒方式梭式窯溫控系統(tǒng)多采用單回路PID調(diào)節(jié)儀與德國Krom公司的MPT-700P脈沖控制器解決，但該類脈沖控制器最多只有兩路輸入，而且價(jià)格特別昂貴。如果一座大容積梭式窯采用一臺(tái)脈沖控制器控制，如出現(xiàn)溫度不均勻現(xiàn)象，系統(tǒng)無法自動(dòng)抑制，只能手動(dòng)干預(yù)。本文介紹的案例，采用科威公司的Easy系列PLC加HITECH公司的人機(jī)界面解決方案。 1.1應(yīng)用場(chǎng)所： 2005年3月我公司中標(biāo)承建了唐山雷諾陶瓷有限公司的100立方脈沖燃燒方式梭式窯項(xiàng)目。該項(xiàng)目已于6月份竣工投產(chǎn)，設(shè)備已正常運(yùn)行。 2 用戶要求 2.1基本電器參數(shù)及要求 1、排煙風(fēng)機(jī)功率 37kw 2、助燃風(fēng)機(jī) 18.5kw 3、全窯24臺(tái)燃燒器，8個(gè)溫控區(qū)溫度按同一曲線自動(dòng)控制 4、窯壓、助燃風(fēng)壓手/自動(dòng)控制 5、PID調(diào)節(jié)，脈沖燃燒 6、火焰檢測(cè)，熄火保護(hù) 7、采用鏈條機(jī)自動(dòng)進(jìn)出窯車 8、異常情況報(bào)警，設(shè)備安全連鎖 3、系統(tǒng)方案 3、1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1、4臺(tái)Easy-M0808R-A0404NB混合型PLC和1臺(tái)Easy-M2416R開關(guān)量PLC，通過CAN總線組成主從站網(wǎng)絡(luò)，完成設(shè)備啟停，溫度、壓力控制以及過程控制。 2、機(jī)界面通過RS232與主站PLC的RS0口連接，所有手動(dòng)操作、參數(shù)設(shè)定、工況顯示均通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)。 3、在工廠配置一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，通過RS232與主站PLC的RS1口連接，監(jiān)視窯爐運(yùn)行狀態(tài)并記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。其他授權(quán)網(wǎng)絡(luò)用戶也可以通過訪問服務(wù)器方便地察看窯爐運(yùn)行情況或查閱窯爐歷史數(shù)據(jù)。 4、系統(tǒng)框圖 3.2系統(tǒng)特點(diǎn) 1、8個(gè)溫控區(qū)平均分配給3臺(tái)PLC控制，各區(qū)的熱電偶信號(hào)輸入與同區(qū)的脈沖閥占空比輸出安排在同一PLC上，而相關(guān)的控制參數(shù)也通過人機(jī)界面預(yù)置在該 PLC中。這樣處理好處是：1）、使溫度控制動(dòng)作在最短的時(shí)間得到響應(yīng)；2）、 減少了CAN通訊的數(shù)據(jù)交換量，加快了通訊速度；3）、便于故障診斷。 2、壓力控制、鏈條機(jī)動(dòng)作順序控制也是分別由單獨(dú)的PLC完成。 3、在人機(jī)界面中可預(yù)設(shè)三條燒成曲線，選取其中一條作為當(dāng)前工作曲線，同時(shí)提供8個(gè)溫控區(qū)作為動(dòng)態(tài)設(shè)定溫度。而每個(gè)溫控區(qū)均為獨(dú)立的PID調(diào)節(jié)。 4、在PLC程序中對(duì)PID作用方向的控制，方便地實(shí)現(xiàn)了窯爐加熱模式向冷卻模式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 3.3人機(jī)界面功能 1、設(shè)備啟停 2、系統(tǒng)溫度、壓力設(shè)定 3、系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定 4、脈沖參數(shù)設(shè)定 5、鏈條機(jī)控制參數(shù)設(shè)定 6、窯爐當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)顯示 7、系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)記錄 8、系統(tǒng)報(bào)警功能 3.3人機(jī)界面畫面 4 比較分析 我公司曾經(jīng)承建的唐山中陶瓷業(yè)的80M3脈沖燃燒式梭式窯采用的是以PID調(diào)節(jié)儀和MPT-700P脈沖控制器為主控元件的控制系統(tǒng)，以下是PLC/HMI控制系統(tǒng)與脈沖控制器控制系統(tǒng)的比較分析： 1、方便性：PLC控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，大量的儀表、按鈕、繼電器被簡(jiǎn)化。復(fù)雜的電路被PLC的程序和HMI的組態(tài)所代替。 2、一致性：通過PLC強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)的多溫區(qū)控制模式替代了脈沖控制器的單溫區(qū)控制模式。我們?cè)谔粕街刑沾蓸I(yè)的梭式窯的每輛窯車的上下左中右均放置測(cè)溫環(huán)，檢測(cè)窯內(nèi)各區(qū)溫度。出窯后檢測(cè)所有測(cè)溫環(huán)，最高溫度與最低溫度之差為14℃。我們?cè)诶字Z公司的PLC控制的梭式窯中作了同樣的檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)所有測(cè)溫環(huán)，最高溫度與最低溫度之差為8℃。 3、精確性：在正常運(yùn)行狀態(tài)下，PLC控制系統(tǒng)控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度跟蹤設(shè)定溫度的極限偏差-2℃到+3℃，脈沖控制器系統(tǒng)的極限偏差為±1℃。這說明PLC的PID參數(shù)需進(jìn)一步完善，程序的算法有待進(jìn)一步優(yōu)化。 4、靈活性：因?yàn)镻LC的程序和HMI組態(tài)可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況及用戶需求隨時(shí)修改，所以PLC系統(tǒng)具有更好的靈活性。 5、互連性：PLC控制系統(tǒng)通過一根電纜既可方便的將所有窯爐運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，進(jìn)而接入互聯(lián)網(wǎng)；脈沖控制器系統(tǒng)需配置各類通訊模塊才能將系統(tǒng)信息介入計(jì)算機(jī)。 6、經(jīng)濟(jì)性：PLC+HMI+PC：25000元左右，可以控制8個(gè)溫區(qū)；MPT-700P脈沖控制器+調(diào)節(jié)儀+數(shù)顯表+通訊模塊+工控機(jī)：54000元左右，只能控制1個(gè)溫區(qū)?；旌闲蚉LC系統(tǒng)具有更好的性價(jià)比。