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(yīng)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(fēng)機選型
排煙風(fēng)機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
助燃風(fēng)機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
急冷風(fēng)機： 11kw 一開一備 （變頻）
抽熱風(fēng)機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
快冷風(fēng)機： 7.5kw 一開一備 直接啟動。
軸流風(fēng)機： 0.18kw 8臺 直接啟動
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(shè)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。
計算機畫面應(yīng)含有：現(xiàn)場模擬圖、溫度實時曲線圖、控制設(shè)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(shè)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(fēng)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(fēng)、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(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，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風(fēng)機控制占用：
6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）*2.
6點開關(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，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風(fēng)機控制占用：
6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）*2.
6點開關(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(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(fēng)機占用：
5點開關(guān)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(guān)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(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，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此抽熱風(fēng)機控制占用：
6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）*2.
6點開關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.
3.1、3.5快冷風(fēng)機控制
快冷風(fēng)機一開一備，直接輸出控制，因此占用：
6點開關(guān)量輸入：（啟動、停止、故障）*2.
2點開關(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點開關(guān)量輸入：啟動、停止、故障。
1點開關(guān)量輸出：運行控制。
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(guān)量輸入：49點模擬量輸入：8點
開關(guān)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(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(guān)電源，空氣開關(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(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(luò)。
Easy-M0808R-A0404NB：
有8點開關(guān)量輸入、8點開關(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(guān)量輸入、16點開關(guān)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(guān)量輸入、8點開關(guān)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(yīng)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(yīng)性?，F(xiàn)場使用表明，其性能穩(wěn)定，運行可靠。
參考書目
[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(yīng)用》
[3]科威自控《混合型可編程邏輯控制器使用說明書》
[4]科威自控《AD1216使用說明書》
[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(shè)計教程》
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(yīng)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(fēng)機選型
排煙風(fēng)機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
助燃風(fēng)機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
急冷風(fēng)機： 11kw 一開一備 （變頻）
抽熱風(fēng)機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
快冷風(fēng)機： 7.5kw 一開一備 直接啟動。
軸流風(fēng)機： 0.18kw 8臺 直接啟動
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(shè)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。
計算機畫面應(yīng)含有：現(xiàn)場模擬圖、溫度實時曲線圖、控制設(shè)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(shè)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(fēng)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(fēng)、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(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，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風(fēng)機控制占用：
6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）*2.
6點開關(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，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風(fēng)機控制占用：
6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）*2.
6點開關(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(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(fēng)機占用：
5點開關(guān)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(guān)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(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，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此抽熱風(fēng)機控制占用：
6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）*2.
6點開關(guān)輸出：（主、星、三角）*2.
3.1、3.5快冷風(fēng)機控制
快冷風(fēng)機一開一備，直接輸出控制，因此占用：
6點開關(guān)量輸入：（啟動、停止、故障）*2.
2點開關(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點開關(guān)量輸入：啟動、停止、故障。
1點開關(guān)量輸出：運行控制。
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(guān)量輸入：49點模擬量輸入：8點
開關(guān)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(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(guān)電源，空氣開關(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(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(luò)。
Easy-M0808R-A0404NB：
有8點開關(guān)量輸入、8點開關(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(guān)量輸入、16點開關(guān)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(guān)量輸入、8點開關(guān)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(yīng)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(yīng)性?，F(xiàn)場使用表明，其性能穩(wěn)定，運行可靠。
參考書目
[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(yīng)用》
[3]科威自控《混合型可編程邏輯控制器使用說明書》
[4]科威自控《AD1216使用說明書》
[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(shè)計教程》