摘要 本文詳細介紹了PLC在全自動隧道窯的主控制、窯頭控制、窯尾控制系統(tǒng)中的運用。PLC可以對窯爐的風機系統(tǒng)、窯車自動循環(huán)系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、電機超載及各溫度、壓力故障進行有效的控制和報警。通過PLC編程電路的控制，可以很方便地實現(xiàn)整個窯爐運行的安全可靠。

關鍵詞 輸入口，輸出口，控制，可編程序，報警

1前 言

控制技術(shù)在電子技術(shù)飛速發(fā)展的過程中，面對生產(chǎn)工藝不斷提出的新要求，已從簡單的設備控制發(fā)展到復雜的控制系統(tǒng)、從有觸點的硬接線開關控制發(fā)展到以計算機為中心的存儲控制系統(tǒng)。而可編程序控制器PLC（Programmable Logic Controller）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它具有高可靠性和靈活性程序控制模塊，主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成，可以完成開關量的、模擬量的邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的中間繼電器控制?？删幊炭刂破髟谌詣铀淼栏G上，能取代傳統(tǒng)的純繼電器控制方式，具有體積小、能耗低、抗干擾能力強、修改控制程序簡單的特點。同時可使窯爐控制系統(tǒng)在設計、安裝、調(diào)試的工作量減小，維修十分方便。

2PLC在全自動隧道窯主控系統(tǒng)中的運用

圖1為2N64主控制可編程電路的原理圖。

2.1 全自動隧道窯主控制部分可完成以下工作：

(1) 完成窯爐上所有的風機啟動、停止。

(2) 完成窯爐的風機過載報警、燃氣異常報警、變頻器異常報警、溫度異常報警、助燃壓力異常報警。

(3) 對有備用風機的電路進行互鎖、對主燃氣電磁閥進行聯(lián)鎖程序控制。

2.2 I/O輸入輸出接口的分配

(1) 輸入接口：SB1～SB26為各種風機啟動、停止按鈕，分別對應編程器輸入口中的X0～31，X32～37為各報警電路輸入。

(2) 輸出接口：編程器輸出口Y0～17分別對應控制各風機電路部分、輸出口Y20對應控制電磁總閥，Y22～23對應控制各種報警電路部分。

2.3 主控制系統(tǒng)的要求

（1）所有的風機、電機不能超載，溫度、壓力不能超限，否則報警。

（2） 所有的變頻器無異常，否則報警。

（3） 燃氣總電磁閥與排煙風機、助燃風機聯(lián)動，必須在排煙風機和助燃風機全部啟動后，才能開啟燃氣總閥。

（4） 運行的風機和備用風機必須互鎖，防止誤操作。

（5） KM7和KM8、KM10和KM11互鎖，實現(xiàn)抽熱風機與備用抽熱風機“星”、“三角”的起動。

（6） 窯頭排煙風機、助燃風機、急冷風機都使用變頻器起動開關加以控制。

（7） 在總空氣開關中另外加入脫扣按鈕作為總電源的緊急關閉按鈕。

2.4 主控制電路原理簡介（1為通電，0為斷電）

（1） 窯頭氣幕風機：X0＝1且X1＝0、Y0＝1，Y0自鎖，窯頭氣幕風機啟動，X1＝1時窯頭氣幕風機關閉。

（2） 排煙風機：X2＝1且X3＝0、Y1＝1、Y2＝0，Y1自鎖，排煙風機啟動，X3＝1時風機關閉。

（3） 備排煙風機：X4＝1且X2＝0、Y2＝1、Y1＝0，Y2自鎖，備排煙風機啟動，X5＝1時風機關閉。

（4） 助燃風機：X6＝1且X7＝0、Y3＝1、Y4＝0，Y3自鎖，助燃風機啟動，X7＝1時助燃風機關閉。

（5） 備用助燃風機：X10＝1且X6＝0、Y4＝1、Y3＝0，Y4自鎖，備用助燃風機啟動，X11＝1時備用助燃風機關閉。

（6） 余熱風機：X12＝1且X13＝0、Y5＝1、Y10＝0，Y5自鎖，余熱風機啟動，X13＝1時，余熱風機關閉。

（7） 備用余熱風機： X14＝1且X15＝0、Y10＝1、Y5＝0，Y10自鎖，備用余熱風機啟動，X15＝1時，備余熱風機關閉。

（8） 急冷風機：X16＝1且X17＝0、Y13＝1，Y13自鎖，急冷風機啟動，X17＝1時，急冷風機關閉。

（9） 氧化氣幕：X20＝1且X21＝0、Y14＝1，Y14自鎖，氧化氣幕風機啟動，X21＝1時，氧化氣幕風機關閉。

（10） 緩冷風機：X22＝1且X23＝0、Y15＝1，Y15自鎖，緩冷風機啟動，X23＝1時，緩冷風機關閉。

（11） 車下風機：X30＝1且X31＝0、Y20＝1，Y20自鎖，車下風機啟動，X31＝1時，車下風機關閉。

（12） 燃氣主電磁閥：

Y1＝1且Y3＝1，或Y1＝1且Y4＝1

Y2＝1且Y3＝1，串X26＝1、X3＝0時，Y17自鎖，Y17主電磁閥啟動，X27＝1時，主閥關閉。

Y2＝1且Y4＝1

（13） 尾抽風機：X24＝1且X25＝0、Y16＝1，Y16自鎖，尾抽風機啟動，X25＝1時，尾抽風機關閉。

實際編程中m2～m4為主控制編程器中的中間繼電器，T0～T3為主控制器中的時間繼電器。

3PLC在全自動隧道窯窯頭控制中的運用

圖2為1N60窯頭控制可編程電路原理圖。

3.1 窯頭控制系統(tǒng)中可完成以下工作：

(1) 能進行自動與手動的切換。

(2) 完成進窯托車的前進、后退、定位剎車、解剎和勾車機的前進、后退。

(3) 完成對自動回車線和備用回車線的識別。

(4) 完成頂桿機的前進、后退以及與窯尾電路的聯(lián)鎖，保證窯車進車的安全。

3.2 I/O輸入輸出接口的分配

(1) 輸入接口：SB1為自動、手動切換，SB2～SB13為各種電機啟動前進、后退按鈕，分別對應編程器輸入口中的X0。X1～13，X14～24為各限位行程開關和光電開關的輸入。

(2) 輸出接口：Y0～Y14輸出為各電機和油泵電磁閥的控制電路。Y15～16為備用電磁閥電路，Y20～26為各機械工作指示。

3.3 窯頭控制電路的原理簡介

(1) 自動與手動運行：X0=0時，手動運行；X0=1時，自動運行(以下以手動運行狀態(tài)加以綜述)。

(2) 頂桿機：X1=1、X2=1、X31=1、X32=1時，Y0=1、Y2=1頂桿機前進；X1=1、X3=1、X31=0時，Y1=1、Y3=1頂車機后退。

(3) 回車線：X4=1、X26=0 時，Y5=1回車線前進；X5=1、X26=1、X27=0時，回車線后退。

(4) 托車機：X6=1、X7=0、X22=1時，Y7=1 托車前進；X7=1、X6=0、X22=1時，Y10=1托車后退。

(5) 勾車機：X10=1、X20=1、X21=1時，Y11=1勾車機前進；X11=1、X17=1、X21=1時，Y12=1勾車機后退。

(6)定位機：X12=1、X13=0、X22=1、X20=1、X14或X15=1時，Y13=1定位機剎車；

X13=1、X13=0、X22=1、X21=1、X14或X15=1時，Y14=1定位機解剎。

電路圖中油泵1為頂桿機主油泵，油泵2為備用油泵，油泵3為自動回車線油泵。

4 PLC在全自動隧道窯窯尾控制中的運用

圖3為1N40出窯系統(tǒng)可編程電路原理圖。

4.1 出窯控制系統(tǒng)中可完成以下工作：

(1) 能進行自動與手動的切換。

(2) 完成出窯托車的前進、后退、定位剎車、解剎和勾車機的前進、后退。

(3) 完成對自動回車線和備用回車線的識別。

(4) 與窯頭電路進行聯(lián)鎖，保證窯車進車的安全。

4.2 I/O輸入輸出接口的分配

(1) 輸入接口：SB1為自動、手動切換，SB2～SB8為各種電機啟動前進、后退按鈕，回車線備用道分別對應編程器輸入口中的X0，X1～7、X8～21為各限位行程開關和光電開關的輸入。

(2) 輸出接口：Y0與窯頭聯(lián)鎖，Y1～Y6輸出為各電機和油泵電磁閥控制電路。Y14～16為托車、勾車、定位機的指示電路。

4.3 窯尾控制電路的原理簡介

(1) 托車機：X1=1、X2=0、X11=1、X15=1時，Y1=1托車前進；X2=1、X1=0、X11＝1、X15＝1時，Y2=1托車后退。

(2) 勾車機：X3=1、X4=0、X14=1、X10=1或X11=1時， 勾車前進；X3=0、X4=1、X14=1、X10=1或X11=1時，勾車后退。

(3) 定位機：X5=1、X6=0、X13=1、X10=1或X11=1時， 定位機剎車；X6=1、X5=0、X13=1、X10=1或X11=1時，定位機解剎。

在電路動作的同時，托車、勾車、定位機的指示燈作相應的指示。

5 PLC控制系統(tǒng)的設計步驟

(1) 根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的控制要求，如需要完成的動作(動作順序、動作條件、必要的保護和聯(lián)鎖)、操作方式(手動、自動、連續(xù)、單周期、單步)等來設計控制電路。

(2) 根據(jù)控制要求選擇確定PLC的I/O。

(3) 分配PLC的I/O，設計連接I/O圖。

(4) 編制(指令表)梯形圖的設計是編程工作的關鍵?？梢岳檬殖质骄幊唐骰螂娔X軟件進行(梯形圖和指令可以相互轉(zhuǎn)換)，其中中間繼電器和時間繼電器由軟件構(gòu)成（程序以上電路的梯形圖、指令表由于篇幅原因略去）。

6結(jié) 束 語

(1) PLC可編程控制器的編程方法簡單易學。它的梯形圖、指令表程序由PLC的編程語言組成。其電路符號、指令與繼電器的電原理圖相似。

(2) 硬件配套齊全、適應性強、性價比高?，F(xiàn)在的PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化。配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶可根據(jù)不同的需要組合成不同的規(guī)模系統(tǒng)，完成不同的任務。

(3) 系統(tǒng)設計、安裝調(diào)試、維修工作量少。PLC用軟件功能取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中的大量的時間繼電器、中間繼電器。PLC附帶計數(shù)器、數(shù)學運算、通信聯(lián)網(wǎng)等器件，且具有完善的自診斷和顯示功能。同時PLC自身有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般中間繼電器和小型電磁閥及信號指示燈。

綜上所述，可編程序控制器作為自動控制中的一門新技術(shù)，運用在輥道窯控制系統(tǒng)中，具有體積小、功能強、壽命長、維修方便、易于學習掌握等特點，可使輥道窯的控制日臻完美。

參考文獻

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