一、前 言 紅外線烘干爐在烘干方面與其它干燥方式相比，越來越顯示出其優(yōu)越性，如：占地面積小，干燥周期短，節(jié)約能源和減少環(huán)境污染等。為了提高烘干爐加熱強度控制的準(zhǔn)確度和快速性，以及操作的方便性和易維護性，在控制系統(tǒng)中引入了PLC控制及觸摸屏人-機接口，下面著重討論該控制系統(tǒng)的組成、功能及特點。　　 在帶材深加工過程中，需要加熱烘干工藝的生產(chǎn)線很多，如:涂漆、復(fù)合、染色、涂塑等。為了適應(yīng)該類生產(chǎn)線生產(chǎn)連續(xù)、速度快、涂層薄等特點，大都采用了以輻射方式為主的紅外爐進行烘干。這種換熱方式最早可以追溯到30年代初，主要用于汽車油漆的烘烤和實驗室、醫(yī)院等,到了70年代，由于新的輻射材料的問世及高溫定向輻射技術(shù)的發(fā)展，使得紅外加熱干燥在薄物料特別是在帶材表面涂層（厚度一般在1～4 　　 二、系統(tǒng)的組成 該爐所處的生產(chǎn)線為雙涂雙烘涂層生產(chǎn)線（即安裝有兩臺紅外烘干爐），由于兩臺烘干爐與主控柜之間距離較遠，控制地點分散，若采用集中控制，則現(xiàn)場布線復(fù)雜，維護不便。綜合考慮生產(chǎn)線的布局特點，我們采用了帶有觸摸屏（人-機接口）監(jiān)控的PLC分布式控制方案，使現(xiàn)場布線、調(diào)試和維護十分便利，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下： 　　 系統(tǒng)中的生產(chǎn)線PLC（GE90-70系列）主控制站主要為烘干爐控制系統(tǒng)提供生產(chǎn)線帶材速度、厚度、寬度和工作狀態(tài)等工藝參數(shù)，以便烘干爐PLC控制主站根據(jù)這些參數(shù)進行相應(yīng)的控制；1#、2#爐監(jiān)控觸摸屏主要用來進行烘干爐工作狀態(tài)的控制及相應(yīng)工藝參數(shù)的設(shè)置，以及各類參數(shù)和信息的在顯示；烘干爐PLC分站主要來完成與觸摸屏的數(shù)據(jù)交換以及現(xiàn)場實際參量的數(shù)據(jù)采集，處理后通過GENIUS網(wǎng)絡(luò)再與烘干爐PLC控制主站及生產(chǎn)線PLC主控制站交換信息（此外，為了節(jié)約投資，該PLC分站在生產(chǎn)線中還擔(dān)負著涂層機相關(guān)設(shè)備的控制和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集）；烘干爐PLC控制主站主要完成由1#、2#烘干爐PLC分站上傳來的指令，同時根據(jù)現(xiàn)場采集的相關(guān)數(shù)據(jù)分別完成對1#、2#烘干爐相關(guān)設(shè)備的控制，從而保證了烘干爐控制系統(tǒng)與整條生產(chǎn)線工作的協(xié)調(diào)性及加熱控制的準(zhǔn)確和快速性。 　　 三、PLC系統(tǒng)的控制功能 1） 烘干爐PLC分站 烘干爐PLC分站位于現(xiàn)場1#及2#爐操作臺內(nèi)，采用了美國通用（GE）電氣公司的90-30系列PLC，主要完成下述控制功能： 操作接口管理，通過RS232接口實現(xiàn)與觸摸屏的數(shù)據(jù)交換； 從現(xiàn)場檢測裝置或傳感器采集數(shù)據(jù)并進行處理；　　 故障診斷和報警信息的處理； 烘干爐急?？刂疲僮髡邤?shù)據(jù)修改級別限制及密碼的管理。　　 與生產(chǎn)線PLC主控制站及烘干爐PLC控制主站通過GENIUS網(wǎng)絡(luò)進行相關(guān)信息交換。 此外，該PLC還完成了對涂層機電氣設(shè)備的控制與相關(guān)參量的數(shù)據(jù)采集，因與烘干爐控制無關(guān)，在此不再多述。 2） 烘干爐PLC控制主站 烘干爐PLC控制主站位于主控室內(nèi)，對兩臺烘干爐進行分別控制，互不干擾，主要完成下述控制： 使烘干爐的加熱強度與生產(chǎn)線的速度曲線相適應(yīng)； 烘干爐各區(qū)溫升曲線的設(shè)置與修正；　　 對整個烘干爐電控設(shè)備的聯(lián)鎖/時序邏輯控制； 對主控室內(nèi)的烘干爐控制設(shè)備的各種測量裝置或工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集和處理； 與生產(chǎn)線PLC主控制站及烘干爐PLC分控制站通過GENIUS網(wǎng)絡(luò)進行相關(guān)信息交換。 3） 觸摸屏人-機接口系統(tǒng) 觸摸屏（采用日本DIGTAL公司的GP570）是專為PLC的應(yīng)用而設(shè)計的小型工作站，適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，集主機、輸入輸出設(shè)備于一體，體積較小，可作為操作者與控制系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)的高效人—機接口，在本系統(tǒng)中安裝在現(xiàn)場操作臺面板上，主要用來完成下列任務(wù)： 賦予菜單管理功能，實現(xiàn)分頁和多屏顯示； 通過RS232接口完成與烘干爐PLC分控制站的數(shù)據(jù)交換；　　 通過功能鍵，可控制烘干爐所有電氣設(shè)備的工作狀態(tài)（如：工作方式的選擇、設(shè)備起動、停止等）； 在數(shù)據(jù)區(qū)上設(shè)置和修改烘干爐各區(qū)加熱模式，方便烘干爐多種工作模式的選擇； 顯示各區(qū)可控硅調(diào)壓器主要技術(shù)參數(shù)（電壓、電流等）及烘干爐工作狀態(tài)和在線溫度等重要參數(shù)； 顯示報警和診斷信息及相應(yīng)的解釋。 　　 四、系統(tǒng)通訊及數(shù)據(jù)交換 該分散式控制系統(tǒng)的通訊和數(shù)據(jù)交換主要是通過一個局域網(wǎng)（GENIUS總線）來實現(xiàn)的。 該局域網(wǎng)的通訊設(shè)備主要由主控制PLC（GE90-70）的GBC GENIUS總線控制器和分控制站PLC（GE90-30）的GCM+增強型GENIUS通訊模塊組成。 GENIUS總線是為工業(yè)環(huán)境中可靠通訊而設(shè)計的，其采用單屏蔽雙絞線，可避免電子噪音的干擾，數(shù)據(jù)可通過總線153.6K的速度傳送，傳送距離長達2000米。 GENIUS總線最多可連接32臺通訊設(shè)備，其中主控制站PLC中GBC的設(shè)備號必須設(shè)置為31#，其它分控制站PLC中的GCM+可根據(jù)位置進行自由設(shè)置，GENIUS通訊協(xié)議是一種點對點的“令牌總線”系統(tǒng)，有一種電子“令牌”（TOKEN）從0#設(shè)備到處1#設(shè)備（通過未采用的地址設(shè)備時消耗時間很少）循環(huán)傳送，如下圖。 當(dāng)某臺設(shè)備得到“令牌”時，它可向總線傳送多達128字節(jié)的全局數(shù)據(jù)，這些全局數(shù)據(jù)的信息對應(yīng)于PLC存儲器中的%I（開關(guān)量輸入）、%Q（開關(guān)量輸出）、%AI（模擬量輸入）、%AQ（模擬量輸出）、或%Q（參量寄存器）等相關(guān)信息。但每臺設(shè)備可在任何時候接受總線上所有其它設(shè)備傳送來的全局數(shù)據(jù)（并不局限于是否得到“令牌”）。這樣，通過GENIUS總線，烘干爐主控制站（PLC）既可采集到位于現(xiàn)場烘干爐控制分站上的輸入信息，又可將這些信息經(jīng)過處理后再發(fā)送給烘干爐控制分站進行輸出控制或在觸摸屏上進行狀態(tài)或數(shù)據(jù)顯示。 因為GENIUS總線上的通訊設(shè)備是采用雙絞線串行連接的，從而簡化了主控制站與分控制站之間的電氣連接，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少了電氣設(shè)備安裝的工作量和運行過程中的維護量。 該控制系統(tǒng)的觸摸屏（GP570）與系統(tǒng)的通訊，采用了RS232通訊電纜直接與烘干爐分控制站的PLC CPU模塊上的RS232接口相連。通過該連接，觸摸屏可與烘干爐分控制站PLC相互交換數(shù)據(jù)，而該分控制站PLC通過上面所述的GENIUS局域網(wǎng)可與烘干爐主控制站及生產(chǎn)線主控制站相互交換數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了由觸摸屏對烘干爐相關(guān)設(shè)備的控制和各種工藝參數(shù)的在線顯示以及故障信息的報警和故障診斷。 五、結(jié)束語 在烘干爐控制中引入PLC網(wǎng)絡(luò)及觸摸屏人-機接口控制系統(tǒng)，優(yōu)點主要表現(xiàn)在： 結(jié)構(gòu)配置符合標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化和模塊化原則，從而提高了整套系統(tǒng)的可靠性和易維護性； 各控制站之間數(shù)據(jù)傳送采用實時通訊鏈路，提高了數(shù)據(jù)的傳送速度，從而保證了控制系統(tǒng)的控制精度； 強有力的高效人-機接口系統(tǒng)（GP570觸摸屏），在操作者和烘干爐之間建立了有效的聯(lián)系手段，以對現(xiàn)場設(shè)備進行監(jiān)控，自診斷和初始化設(shè)置等； 允許將來通過安裝部分硬件和相關(guān)軟件而使整個控制系統(tǒng)的功能得到擴展； 由于各控制站之間采用了專用網(wǎng)絡(luò)，僅使用一根單屏蔽雙絞線便可將各分控制站與主控制站聯(lián)系起來，最大限度地簡化了現(xiàn)場布線，也使整個電氣安裝、調(diào)試和維護更為便利。