科威混合型PLC在隧道窑的控制系统上的应用

以下是我公司的PLC以及AD模块应用于湖北黄冈“华窑集团--中亚窑炉”隧道窑的控制系统 一、用户资料 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 普通，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。 6、用人机界面和计算机。 现场设人机界面，所有操作均可在人机界面完成； 面板按钮与人机界面按钮互为备份。（集中分散型控制） 7、有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。 二、解决方案 1、温度采集部分 10支热电偶，K、S两种分度号。选用每路可设K、S、B分度号的温度检测模块。 每块CAN-AD1216A可采集16路温度信号。 CAN-AD1216 1块。 2、温度控制部分 18点温度中，其中8点（设计时需指定）用来作温度控制用。此处温度控制是控制执行器阀位大小，改变燃料注入多少，从而使温度稳定。其它因素由人工调整（如助燃风、燃气压力等）。 每个控温度点占用一路模拟量输出点。 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、相关风机部分 ①、排烟风机控制。 排烟风机一用一备，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：（主接触器、星接触器、三角接触器）*2。 ②助燃风机控制。 助燃风机一用一备，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：（主接触器、星接触器、三角接触器）*2。 ③、急冷风机调节。 急冷风机快慢由变频器调整，但由PLC经过PID调节可以在人机界面上实行手自动控制。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：频率调整（手自动调节）。4—20mA 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：（主接触器、星接触器、三角接触器）*2。 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。 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。 2点开关量输出：运行控制。 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。 4、构架框图 据以上统计，有 控制部分： 模拟量部分： 温度采集：CAN-AD1216 K、S、B分度 1块 温度控制：8点使用Easy-M0808R-A0404NB 2台 风机控制部分采用Easy-M1608R 2台 另外做主站的PLC（Easy-M1608R）1台，用于拖车部分的PLC（Easy-M1608R）4台 每块CAN-AD1216A： 有16路温度输入 有与CAN网连接的现场总线接口，以便于各采集模块相连以及Easy系列的PLC相连组成网络。 每台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，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。 每台块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，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。 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。 另外做主站的PLC（Easy-M1608R）1台，用于拖车部分的PLC（Easy-M1608R）4台 显示控制的人机界面一台（10.4英寸，真彩色） 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。 其中控制部分的价格为： CAN-AD1216A一台价格为1680元 Easy-M2416R两台价格为1680�2=3360元 Easy-M0808R-A0404NB两台价格为1680�2=3360元 Easy-M1608R五台价格为1280�5=6400元 人机界面一台价格为12000元 总计价格为：26800元 三、控制结构图以及各风机控制图

图一 控制结构图

四、PLC接线示意图

1#从站接线示意图

2#从站接线示意图

3#从站接线示意图

4#从站接线示意图

5#从站接线示意图

注：其中拖车部分（6#从站-9#从站）的PLC接线示意图略 五、系统功能的实现 1．所有的风机控制和电磁阀以及拖车都是由PLC的开关量控制。 下面是排烟风机A的星--三角控制程序的梯形图程序：

2．模拟量温度采集由一台AD1216采集。 3．所有的模拟量控制都由Easy-M0808R-A0404NB完成，温度由Easy-M0808R-A0404NB经过PID调节输出（4-20mA给执行器和变频器），控制执行器与变频器从而控制窑炉的温度； 下面是其中一路PID输出控制执行器的梯形图程序：

4．所有的控制设备组成了一个网络，整个CAN总线网络互联由CANSET软件来实现,它是图形化界面的软件,设置起来十分简便,并且在PLC的梯形图中除了地址和主从站外无须再对其他相关内容进行设置，在一定程度上简化程序设计的工作量。CANSET软件能很轻松方便的完成通讯设置。设置内容包括：网络设备总数、网络设备地址、网络通讯数据的内容、网络数据通讯速度等。它还能根据用户的需要，灵活设置每个设备的任务级别，以保证网络资源的合理分配。处于下层网络的AD，以及从站PLC设备，遵循CANBUS协议的接口，能很方便的联入CAN总线网络中，构成系统的主体。（CAN网络的数据线在300米以内都为最佳传输距离） 下图是在CANSET下设置的本系统CAN网络配置：

5．相关信息通过RS485网络传到计算机，计算机只作信息管理用，不参与控制。 在计算机中包含有：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。其中在计算机中的各个曲线图每隔2分钟自动保存一次。 六、 人机界面操作说明

主画面由四部份组成，上面是日期时间显示与警报走马灯及中英文切换按钮。其中时间日期可以在“画面四”中进行设置（一般情况下无须设置）。警报走马灯显示11台风机的运行故障与燃气超限（上下限）以及9个从站掉线显示。当系统无故障时，报警走马灯显示设备运行正常。 中间是现场模拟图， 从中可以观测到现场设备及工艺运行的一些情况。包括11台风机的运行指示灯，在运行时相应的指示灯的灯会变成绿色；主电磁阀以及各支电磁阀的开启指示，当电磁阀开启时其对应的指示灯的灯会变成绿色。 下面是11台风机的启动与停止按钮以及主电磁阀的开与关按钮，根据工艺及安全连锁要求，只有排烟风机（A或B）启动后才能启动助燃风机（A或B），助燃风机启动后（A或B）才能开启总阀，总阀开启后才能开启各支电磁阀。以上各设备的连锁要求依次是排烟风机