翻新时间:2023-08-14
嵌入式PLC在隧道窑控制系统中的应用
1、引言
隧道窑是一种连续式窑炉,由预热区、高温区、急冷区和缓冷区组成,主要用于建筑陶瓷、日用陶瓷等烧制。隧道窑的控制涉及传动控制,温度、压力的检测、控制以及其它控制。我们采用科威EASY系列PLC开发出的高可靠性、高性价比的隧道窑控制系统,已于2005年7月成功应用在湖北华窑集团中亚窑炉公司承建的越南某隧道窑中。下面介绍此窑的控制方案。
2、用户要求
1、温度控制区8组。
2、温度显示区10组。
3、热电偶:18支。 其中: K分度11支 S分度7支
4、风机选型
排烟风机: 15kw 一开一备 要星-三角启动。
助燃风机: 15kw 一开一备 要星-三角启动。
急冷风机: 11kw 一开一备 (变频)
抽热风机: 15kw 一开一备 要星-三角启动。
快冷风机: 7.5kw 一开一备 直接启动。
轴流风机: 0.18kw 8台 直接启动
5、 安全连锁。
开关量互锁:必须是硬件互锁和软件互锁。在设计时进一步落实工艺互锁要求。
6、使用人机界面控制
现场设人机界面,所有操作均可在人机界面上完成;
面板按钮与人机界面按钮互为备份。(集中分散型控制)
7.关控制信息能传到计算机,计算机只作信息管理用,不参与控制。
计算机画面应含有:现场模拟图、温度实时曲线图、控制设定曲线图、历史趋势曲线图、并完成报表打印功能。
3 、解决方案
3、1系统分析
3、1、1温度采集部分
10支热电偶,K、S两种分度号。
18点温度中,其中8点(设计时需指定)用来作温度控制用。在这8点温度控制中,其中7点是控制执行器阀位值,改变燃料注入量,从而使温度稳定。另外一点是控制急冷变频器输出频率,改变急冷风机运行速度,从而调节急冷区温度。其它因素由人工调整(如助燃风、燃气压力等)。
每个控温点占用一路模拟量输出,急冷变频器占用一路模拟量输出,执行器采取开度定位方式。
因此温度控制占用:
8路模拟量(输入、输出)。
3.1、3相关风机部分
3.1.3、1 排烟风机控制
排烟风机一用一备,二者逻辑上互锁,电气控制采用两套独立的星-三角控制,每套占三个开关输出点(主、星、三角),占三个开关输入点(启动、停止、故障),因此排烟风机控制占用:
6点开关输入:(启动、停止、故障)*2.
6点开关输出:(主、星、三角)*2.
助燃风机一用一备,二者逻辑上互锁,电气控制采用两套独立的星-三角控制,每套占三个开关输出点(主、星、三角),占三个开关输入点(启动、停止、故障),因此排烟风机控制占用:
6点开关输入:(启动、停止、故障)*2.
6点开关输出:(主、星、三角)*2.
3.1、3.3急冷风机控制
急冷风机快慢由变频器调整,通过PLC内部PID运算输出4-20mA标准信号,来控制变频器的输出频率。同时在人机界面上也可以实行手自动切换进行控制。因此急冷风机占用:
5点开关输入:急冷A启动、急冷B启动、急冷停止、急冷A故障、急冷B故障
2点开关输出:(运行控制)*2.
1点模拟输出:频率调节(手自动调节)。
3.1、3.4抽热风机控制
抽热风机一用一备,二者逻辑上互锁,但电气控制采用两套独立的星-三角控制,每套占三个开关输出点(主、星、三角),占三个开关输入点(启动、停止、故障),因此抽热风机控制占用:
6点开关输入:(启动、停止、故障)*2.
6点开关输出:(主、星、三角)*2.
3.1、3.5快冷风机控制
快冷风机一开一备,直接输出控制,因此占用:
6点开关量输入:(启动、停止、故障)*2.
2点开关量输出:(运行控制)*2.
3.1、3.6轴流风机控制
轴流风机:0.18kw 8台,直接输出控制,因此占用:
3点开关量输入:启动、停止、故障。
1点开关量输出:运行控制。
3.1、3.7安全连锁
开关量互锁:必须的硬件互锁和软件互锁。在设计时进一步落实工艺互锁要求。
3.2控制器件选型
据以上统计,有温度采集8点;
开关量输入:49点模拟量输入:8点
开关量输出;34点模拟量输出;8点
故需选用:温度采集模块:CAN—AD1216 1台
温度控制:EASY—M0808R—A0404NB 2台
另需做主站的PLC(Easy-M1608R)1台,用于控制拖车部分的PLC(Easy-M1608R)4台,
显示控制的人机界面一台(10.4英寸,真彩色),用于监控的普通计算机一台。其他电器部分:变频器,开关电源,空气开关,接触器,继电器,按钮,指示灯,报警器,柜体等。
CAN-AD1216:
有16路温度输入
有与CAN网连接的现场总线接口,可与各采集模块、Easy系列的PLC互连组成网络。
Easy-M0808R-A0404NB:
有8点开关量输入、8点开关量输出。有4路模拟量输入、4路模拟量输出。
有与CAN网连接的现场总线接口,可与各采集模块、PLC互连。
有与通用人机界面相连的RS0串口,便于现场监视和操作。
有与计算相连的RS1串口,便于计算机记录管理。
Easy-M2416R:
有24点开关量输入、16点开关量输出。
有与CAN网连接的现场总线接口,可与各采集模块、PLC互连。
有与通用人机界面相连的RS0串口,便于现场监视和操作。
有与计算相连的RS1串口,便于计算机记录管理。
每台块Easy-M1608R:
有16点开关量输入、8点开关量输出。
有与CAN网连接的现场总线接口,以便于各采集模块相连。
有与通用人机界面相连的RS0串口,便于现场监示和操作。
有与计算相连的RS1串口,便于计算机记录管理。
4、总结
本控制系统采用EASY系列PLC,硬件结构简单,成本低廉,响应速度快,性价比高,还可以根据实际需要很方便地进行扩展,有极强的灵活性和适应性。现场使用表明,其性能稳定,运行可靠。
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