一霜甜、引言

    隧道窯是一種連續(xù)式窯爐蛮埋，主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等燒制损侄，就其結(jié)構(gòu)而言主要由預(yù)熱區(qū)不恭、高溫區(qū)、急冷區(qū)和緩冷區(qū)組成财饥，隧道窯的控制涉及風(fēng)機(jī)的控制换吧、溫度的檢測折晦、壓力的檢測，溫度的控制沾瓦、壓力的控制以及其它控制筋遭。將CAN總線技術(shù)應(yīng)用在隧道窯控制系統(tǒng)，可以很好地滿足溫度和壓力實(shí)時(shí)控制的要求暴拄，系統(tǒng)通信速率高、穩(wěn)定性強(qiáng)编饺，而工業(yè)級人機(jī)界面的參與乖篷，使得控制系統(tǒng)更加直觀化，易于用戶使用和操作透且。下面以河北唐山某陶瓷廠的一條隧道窯為案例撕蔼，介紹其控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程。

    二秽誊、控制對象

    此窯是一條80m長的燃?xì)馑淼栏G钝摧，共有溫度檢測點(diǎn)20個(gè)（K分度12個(gè)，S分度8個(gè)）低案，其中10個(gè)溫度點(diǎn)受控裹融，壓力檢測點(diǎn)2個(gè)，10個(gè)燃?xì)鈭?zhí)行器辕憋，10只燒嘴火焰檢測幽卜，風(fēng)機(jī)有：排煙風(fēng)機(jī)2臺（一用一備）、助燃風(fēng)機(jī)2臺（一用一備）寒焚、急冷風(fēng)機(jī)2臺（一用一備）并淳、緩冷風(fēng)機(jī)2臺（一用一備）、抽熱風(fēng)機(jī)2臺（一用一備）鞭玩、窯頭窯尾氣幕風(fēng)機(jī)各1臺啰林。10點(diǎn)溫度控制是通過控制執(zhí)行器閥位大小，改變?nèi)剂献⑷攵嗌倮肜溃瑥亩箿囟确€(wěn)定鸡焰。2點(diǎn)壓力控制通過調(diào)節(jié)排煙風(fēng)機(jī)和急冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來控制，實(shí)際上調(diào)節(jié)排煙和急冷變頻器頻率來控制壓力蝶锋。此外還有風(fēng)機(jī)連鎖陆爽，燒嘴熄火報(bào)警及各類故障報(bào)警。

    三扳缕、窯爐控制系統(tǒng)的組成

    本控制系統(tǒng)由3臺嵌入式PLC（EASY-M2416R）慌闭、2臺CAN-AD1216、1臺CAN-AD1208躯舔、1臺CAN-DA1208等部分組成驴剔。其中省古，嵌入式PLC用于邏輯開關(guān)量的控制，PID運(yùn)算丧失，以及通過CAN總線與下級的模塊進(jìn)行通訊豺妓；溫度采集模塊CAN-AD1216用來完成20點(diǎn)溫度模擬量的采集；壓力采集模塊CAN-AD1208用來采集2點(diǎn)壓力信號布讹；模擬量輸出模塊CAN-DA1208用來控制風(fēng)機(jī)變頻器琳拭。

    下面為系統(tǒng)框架圖：

　　作為本系統(tǒng)的控制核心嵌入式PLC Easy-AD1216，下層網(wǎng)絡(luò)采用CAN總線來進(jìn)行通訊描验，對上分別用RS0口與HMI（人機(jī)界面）白嘁，RS1口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。其特點(diǎn)如下：

    1帘染、有比較強(qiáng)大的通訊功能

    一路CAN總線接口在應(yīng)用層作了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃嘀吨，凡遵循該標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線設(shè)備，可以通過CANSET軟件設(shè)置CAN網(wǎng)絡(luò)配置文件耕疟，并下載固化到EASY-M2416R中淮晓，就可以把該設(shè)備映射到CAN網(wǎng)絡(luò)中。CAN總線由于具有良好的實(shí)時(shí)性上互、可靠性睹揍、抗干擾能力及檢錯能力，所以在一些條件比較苛刻的場合里廣泛應(yīng)用翼毡。

    另外枢竟，串行口 RS0可用于梯形圖程序及上位機(jī)的監(jiān)控，還可以與人機(jī)界面通訊既感；串行口RS1可用于下載CANSET軟件生成的CAN網(wǎng)絡(luò)配置文件坤搂，還可以通過RS485網(wǎng)絡(luò)連接第三方設(shè)備，如PC挂悲、三菱PLC戒蟆。由于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)都是獨(dú)立的，同個(gè)PLC在連接多個(gè)模式的網(wǎng)絡(luò)也不會受影響揖赴。如此多樣的通訊模式馆匿，確實(shí)為用戶提供了更多的靈活性。

    2燥滑、有和三菱相當(dāng)?shù)倪\(yùn)算速度和幾乎完全兼容的開發(fā)環(huán)境

    經(jīng)過測試渐北，基本指令的運(yùn)算速度在0.5u/步以下，和三菱FX2系列的PLC相當(dāng)铭拧，這對于控制要求不是很高的用戶來說已是足夠了赃蛛。它的梯形圖以及指令和三菱PLC的也是完全兼容，并且都能在三菱編程軟件里很好的運(yùn)行搀菩。這對于使用過三菱PLC的用戶來說減輕了很多的困難呕臂。

    3破托、獨(dú)立開發(fā)的CAN總線互聯(lián)CANSET軟件

    CANSET軟件能很輕松方便的完成通訊設(shè)置。設(shè)置內(nèi)容包括：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備總數(shù)歧蒋、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址土砂、網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)的內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊速度等谜洽。它還能根據(jù)用戶的需要糕加，靈活設(shè)置每個(gè)設(shè)備的任務(wù)級別，以保證網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配囱叼。處于下層網(wǎng)絡(luò)的AD和DA唉奇，以及Easy-M2416R設(shè)備，遵循CANBUS協(xié)議的接口恢核，能很方便的聯(lián)入CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，構(gòu)成系統(tǒng)的主體欧蠢。

    四忠宙、系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

    1、所有的邏輯控制和PID控制都由Easy-M2416R完成榴烦，在CAN總線網(wǎng)絡(luò)中杀打，三臺PLC中任選一臺作為主站，這里選Easy-M2416R-1作其主站绝壹。它通過CAN總線與下層網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)設(shè)備進(jìn)行通訊蕉殴，兩個(gè)設(shè)備之間的通訊也必須由主站來完成。同時(shí)它又作為從站與PC（上位機(jī)）和HMI（人機(jī)界面）進(jìn)行通訊判阀。

    2歹嘹、整個(gè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)也全由CANSET軟件來實(shí)現(xiàn)，它是圖形化界面的軟件孔庭，設(shè)置起來十分簡便尺上，并且在PLC的梯形圖中除了地址和主從站外無須再對其他相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，在一定程度上簡化程序設(shè)計(jì)的工作量圆到。

    3怎抛、系統(tǒng)具有很大的擴(kuò)展性和可維護(hù)性，在工作環(huán)境改變時(shí)芽淡，可靈活增添或減少設(shè)備马绝。實(shí)現(xiàn)起來也只需在CANSET軟件中來設(shè)置即可，不用考慮其他事項(xiàng)挣菲，這對于系統(tǒng)的不斷完善和升級換代奠定了很好的基礎(chǔ)富稻。

    4、系統(tǒng)工作流程：下層網(wǎng)絡(luò)的AD1216己单、AD1208設(shè)備把采集上來的溫度唉窃，和壓力信號轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號上傳到Easy-M2416R-1耙饰；運(yùn)用于PID運(yùn)算，控制各個(gè)執(zhí)行器的正反轉(zhuǎn)和DA的輸入值纹份，從而控制窯爐的各段溫度和壓力卫殷；另外在邏輯控制上完成各個(gè)風(fēng)機(jī)和電磁閥的控制。下面是其中一路執(zhí)行器正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖程序：

　　5培幽、人機(jī)界面通過串口RS0與EASY-M2416R-1連接嗡沈，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控，其畫面包含：現(xiàn)場模擬圖绎编、風(fēng)機(jī)狀態(tài)指示蔑串、溫度壓力顯示、各種參數(shù)設(shè)置演穗、變頻調(diào)節(jié)柱涕、實(shí)時(shí)溫度曲線圖、設(shè)定溫度曲線圖以及報(bào)警信息垛墙。

    五籍钱、結(jié)束語

    由于嵌入式PLC EASY-M2416R兼有CAN總線接口和與三菱相同的數(shù)據(jù)鏈協(xié)議接口、編程環(huán)境等特色携喳，因此它既能很好的構(gòu)建以CAN總為下層網(wǎng)絡(luò)种慕，又能構(gòu)建以RS485和RS232總線為上層網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。將它應(yīng)用在隧道窯爐系統(tǒng)巍糯，既可以滿足底層的控制又可以滿足上層的監(jiān)控啸驯，尤其是CAN總線的應(yīng)用，使它的實(shí)時(shí)性祟峦、靈活性罚斗、組網(wǎng)方便性以及可維護(hù)性獲得很好的保證。

    附：實(shí)物圖片

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