cFP-AO-200**

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1引言

隧道窑是一种连续式窑炉，主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等烧制，就其结构而言主要由预热区、高温区、急冷区和缓冷区组成，隧道窑的控制涉及风机的控制、温度的检测、压力的检测，温度的控制、压力的控制以及其它控制。将CAN总线技术应用在隧道窑控制系统，可以很好地满足温度和压力实时控制的要求，系统通信速率高、稳定性强，而工业级人机界面的参与，使得控制系统较加直观化，易于用户使用和操作。下面以河北唐山某陶瓷厂的一条隧道窑为案例，介绍其控制系统的实现过程。

2控制对象

此窑是一条80m长的燃气隧道窑，共有温度检测点20个（K分度12个，S分度8个），其中10个温度点受控，压力检测点2个，10个燃气执行器，10只烧嘴火焰检测，风机有：排烟风机2台（一用一备）、助燃风机2台（一用一备）、急冷风机2台（一用一备）、缓冷风机2台（一用一备）、抽热风机2台（一用一备）、窑头窑尾气幕风机各1台。10点温度控制是通过控制执行器阀位大小，改变燃料注入多少，从而使温度稳定。2点压力控制通过调节排烟风机和急冷风机转速来控制，即通过调节排烟和急冷变频器频率来控制压力。此外还有风机连锁，烧嘴熄火报警及各类故障报警。

3窑炉控制系统的组成

本控制系统由3台嵌入式PLC（EASY-M2416R）、2台CAN-AD1216、1台CAN-AD1208、1台CAN-DA1208等部分组成。其中，嵌入式PLC用于逻辑开关量的控制，PID运算，以及通过CAN总线与下级的模块进行通讯；温度采集模块CAN-AD1216用来完成20点温度模拟量的采集；压力采集模块CAN-AD1208用来采集2点压力信号；模拟量输出模块CAN-DA1208用来控制风机变频器。

作为本系统的控制**嵌入式PLC Easy-AD1216，下层网络采用CAN总线来进行通讯，对上分别用RS0口与HMI（人机界面），RS1口与计算机进行通讯。其特点如下：

3.1 有比较强大的通讯功能：

一路CAN总线接口在应用层作了标准规划，凡遵循该标准的CAN总线设备，可以通过CANSET软件设置CAN网络配置文件，固化到EASY-M2416R中，就可以把该设备映射到CAN网络中。CAN总线由于具有良好的实时性、可靠性、抗干扰能力及检错能力，所以在一些条件比较苛刻的场合里广泛应用。

另外，串行口 RS0可用于梯形图程序及上位机的监控，还可以与人机界面通讯；串行口RS1可用于CANSET软件生成的CAN网络配置文件，还可以通过RS485网络连接第三方设备，如PC、三菱PLC。由于各个网络都是独立的，同个PLC在连接多个模式的网络也不会受影响。

3.2有和三菱相当的运算速度和几乎完全兼容的开发环境：

经过测试，基本指令的运算速度在0.5u/步以下，和三菱FX2系列的PLC相当，这对于控制要求不是很高的用户来说已是足够了。它的梯形图以及指令和三菱PLC的也是完全兼容，并且都能在三菱编程软件里很好的运行。这对于使用过三菱PLC的用户来说减轻了很多的困难。

3.3独立开发的CAN总线互联CANSET软件：

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和DA，以及Easy-M2416R设备，遵循CANBUS协议的接口，能很方便地连入CAN总线网络中，成为系统的一部分。

4系统功能的实现

4.1所有的逻辑控制和PID控制都由Easy-M2416R完成，在CAN总线网络中三台PLC中任选一台作为主站，这里选Easy-M2416R-1作其主站。它通过CAN总线与下层网络的每个设备进行通讯，两个设备之间的通讯也必须由主站来完成。同时它又作为从站与PC（上位机）和HMI（人机界面）进行通讯。

4.2整个CAN总线网络互联也全由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*再对其他相关内容进行设置，在一定程度上简化了程序设计的工作量。下图是在CANSET下设置的本系统CAN网络配置：

4.3系统具有很好的扩展性和可维护性，在工作环境改变时，可灵活增添或减少设备。实现起来也只需在CANSET软件中来设置即可，不用考虑其他事项，这为系统的不断完善和升级换代奠定了很好的基础。

4.4系统工作流程：下层网络的AD1216、AD1208设备把采集上来的温度和压力信号转化为数据信号上传到Easy-M2416R-1；通过PID运算，控制各个执行器的正反转和DA的输入值，从而控制窑炉的各段温度和压力；另外在逻辑控制上完成各个风机和电磁阀的控制。下面是其中一路执行器正反转控制的梯形图程序：

4.5人机界面通过串口RS0与EASY-M2416R-1连接，实现整个系统运行监控，其画面包含：现场模拟图、风机状态指示、温度压力显示、各种参数设置、变频调节、实时温度曲线图、设定温度曲线图以及报警信息。下面是本系统的主画面：

5结束语

由于嵌入式PLC EASY-M2416R兼有CAN总线接口和与三菱相同的数据链协议接口、编程环境等特色，因此它既能很好的构建以CAN总线为下层网络，又能构建以RS485和RS232总线为上层网络的系统。将它应用在隧道窑炉系统，既可以满足底层的控制又可以满足上层的监控，尤其是CAN总线的应用，使它的实时性、灵活性、组网方便性以及可维护性得到很好的保证。

Texas Instruments 500-5037
TEXAS INSTRUMENTS PLC 500-5606 NSPP 5005606
SQUARE D 3050-SD-300-X1 USPP 3050SD300X1
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-7016 USPP 5057016
ASEA BROWN BOVERI YPP-110A USPP YPP110A
Perceptron 495-0092 PC Board VMEgrapher VGA Graphics
ASEA BROWN BOVERI YPQ-110A USPP YPQ110A
Panasonic MBMK372BLE AC Servo Motor (free shipping)
MICRO MEMORY 8086C-N16 NSPP 8086CN16
ASEA BROWN BOVERI 1911RA00140000​0STD USPP 1911RA00140000​0S
ADEPT TECH 100 USPP 100
Expedited shipping ailable
FANUC A06B-0143-B075 USPP A06B0143B075
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-6308 NSPP 5056308
ASEA BROWN BOVERI S4L250EW USPP S4L250EW
ASEA BROWN BOVERI PP07512HS FNFP PP07512HS
ASEA BROWN BOVERI YB560103-AC/8 USPP YB560103AC8
Panasonic AC Servo Motor MSM022A1BE Free Ship
NACHI/PANASONI​C MQM082Q9 AC SERVO MOTOR 3000RPM ***NIB***
TEXAS INSTRUMENTS PROGRAMMABLE CONTROLLER TYPE 305!
ABB PLC S900 AI950S I/O System Analog Input TI4-Ex Temperature Module
One Panasonic MSM5AZP1B AC Servo Motor Free Ship
ASEA BROWN BOVERI EH450C-32VDC-T NSPP EH450C32VDCT
ALLEN BRADLEY 1336-B003-EAD-​FA2-L1 USPP 1336B003EADFA2​L1
ALLEN BRADLEY 1336S-BRF75-AN​-E** USPP 1336SBRF75ANEN​5
FANUC A02B-0211-B501 USPP A02B0211B501
Texas Instruments (Siemens) Mdl: 500-5039 I/F Module
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-4232A NSPP 5054232A
(AS01) MFA250LB2NL PANASONIC AC SERVO MOTOR USED WORKING
Texas Instruments 330-07
ASEA BROWN BOVERI FDC86-UNIT1B NSPP FDC86UNIT1B
PERCEPTRON 310-0785-05 5M CABLE (RJ45), NNB
ASEA BROWN BOVERI 3HAA3563-AMA/0 USPP 3HAA3563AMA0
NEMATRON CORP IWS3015 USPP IWS3015
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-5190 NSFP 5055190
Panasonic AC Servo Motor MSMA021A1F Free Ship
TEXAS INSTRUMENTS PLC 500-5114A USPP 5005114A
SIEMENS 6ES5-946-3UA21 USPP 6ES59463UA21
TEXAS INSTRUMENTS 545-1101 TI545 CPU MODULE 5451101
Texas Instruments 560-2820 CPU TI 560-2820
Panasonic Matsushita SERVO MOTOR MSMA012A1G 100W
ASEA BROWN BOVERI DSDX-110 NSPP DSDX110
Texas Instruments 5TI-1029-1
TEXAS INSTRUMENTS 5TI-1023, 5TI Sequencer Repaired
ASEA BROWN BOVERI HIEE320604R1 NSFP HIEE320604R1
SQUARE D KA36200G USPP KA36200G
Panasonic MSD5A1P1E AC Servo Driver Free Ship
ASEA BROWN BOVERI YT212001-AG USPP YT212001AG
SIEMENS TI545 PLC rack used TI 545 1102 CPU
TEXAS INSTRUMENTS PLC 2360013-0001 USPP 23600130001
Texas Instruments 500-2151-A Power Supply 500-2151 (TESTED)
Expedited shipping ailable
Expedited shipping ailable
LEYBOLD CM31 USPP CM31
ASEA BROWN BOVERI YT204001-FS USPP YT204001FS
ASEA BROWN BOVERI 57310001-KD/5 USPP 57310001KD5
GENERAL ELECTRIC 193W-279AAG03 USPP 193W279AAG03
Texas Instruments Series 305-04B/05B 10-Slot Rack!
(AG01) PANASONIC MQMZ022A1F AC SERVO MOTOR ABLE VRKF-15C-200-Z WORKING
ASEA BROWN BOVERI EHDB520C2P-1L USPP EHDB520C2P1L

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