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lyq_4652
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樓主  發(fā)表于: 2008-09-25 16:53
摘要:采用CAN總線技術(shù)組建以嵌入式PLC為主站的CAN網(wǎng)絡(luò),運(yùn)用PID算法,結(jié)合工業(yè)級(jí)人機(jī)界面,實(shí)現(xiàn)隧道窯系統(tǒng)的邏輯控制和過程控制。
關(guān)鍵詞:隧道窯,CAN總線,嵌入式PLC, PID,人機(jī)界面
1引言
隧道窯是一種連續(xù)式窯爐,主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等燒制,就其結(jié)構(gòu)而言主要由預(yù)熱區(qū)、高溫區(qū)、急冷區(qū)和緩冷區(qū)組成,隧道窯的控制涉及風(fēng)機(jī)的控制、溫度的檢測、壓力的檢測,溫度的控制、壓力的控制以及其它控制。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,系統(tǒng)通信速率高、穩(wěn)定性強(qiáng),而工業(yè)級(jí)人機(jī)界面的參與,使得控制系統(tǒng)更加直觀化,易于用戶使用和操作。下面以河北唐山某陶瓷廠的一條隧道窯為案例,介紹其控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程。
2控制對(duì)象
此窯是一條80m長的燃?xì)馑淼栏G,共有溫度檢測點(diǎn)20個(gè)(K分度12個(gè),S分度8個(gè)),其中10個(gè)溫度點(diǎn)受控,壓力檢測點(diǎn)2個(gè),10個(gè)燃?xì)鈭?zhí)行器,10只燒嘴火焰檢測,風(fēng)機(jī)有:排煙風(fēng)機(jī)2臺(tái)(一用一備)、助燃風(fēng)機(jī)2臺(tái)(一用一備)、急冷風(fēng)機(jī)2臺(tái)(一用一備)、緩冷風(fēng)機(jī)2臺(tái)(一用一備)、抽熱風(fēng)機(jī)2臺(tái)(一用一備)、窯頭窯尾氣幕風(fēng)機(jī)各1臺(tái)。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,從而使溫度穩(wěn)定。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,即通過調(diào)節(jié)排煙和急冷變頻器頻率來控制壓力。此外還有風(fēng)機(jī)連鎖,燒嘴熄火報(bào)警及各類故障報(bào)警。
3窯爐控制系統(tǒng)的組成
    本控制系統(tǒng)由3臺(tái)嵌入式PLC(EASY-M2416R)、2臺(tái)CAN-AD1216、1臺(tái)CAN-AD1208、1臺(tái)CAN-DA1208等部分組成。其中,嵌入式PLC用于邏輯開關(guān)量的控制,PID運(yùn)算,以及通過CAN總線與下級(jí)的模塊進(jìn)行通訊;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(hào);模擬量輸出模塊CAN-DA1208用來控制風(fēng)機(jī)變頻器。      
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,對(duì)上分別用RS0口與HMI(人機(jī)界面),RS1口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。其特點(diǎn)如下:
3.1    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,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,下載固化到EASY-M2416R中,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、可靠性、抗干擾能力及檢錯(cuò)能力,所以在一些條件比較苛刻的場合里廣泛應(yīng)用。
另外,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;串行口RS1可用于下載CANSET軟件生成的CAN網(wǎng)絡(luò)配置文件,還可以通過RS485網(wǎng)絡(luò)連接第三方設(shè)備,如PC、三菱PLC。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(huì)受影響。
3.2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,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),這對(duì)于控制要求不是很高的用戶來說已是足夠了。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。這對(duì)于使用過三菱PLC的用戶來說減輕了很多的困難。
3.3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)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址、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。它還能根據(jù)用戶的需要,靈活設(shè)置每個(gè)設(shè)備的任務(wù)級(jí)別,以保證網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配。處于下層網(wǎng)絡(luò)的AD和DA,以及Easy-M2416R設(shè)備,遵循CANBUS協(xié)議的接口,能很方便地連入CAN總線網(wǎng)絡(luò)中,成為系統(tǒng)的一部分。

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