分散式PLC控制系统在红外线烘干炉中的应用.docx

分散式PLC控制系统在红外线烘干炉中的应用fenghy导语：红外线烘干炉在烘干方面与其它枯燥方式相比，越来越显示出其优越性，如：占地面积小，枯燥周期短，节约能源和减少环境污染等一、前言红外线烘干炉在烘干方面与其它枯燥方式相比，越来越显示出其优越性，如：占地面积小，枯燥周期短，节约能源和减少环境污染等。为了进步烘干炉加热强度控制的准确度和快速性，以及操纵的方便性和易维护性，在控制系统中引入了PLC控制及触摸屏人-机接口，下面着重讨论该控制系统的组成、功能及特点。在带材深加工经过中，需要加热烘干工艺的消费线很多，如:涂漆、复合、染色、涂塑等。为了适应该类消费线消费连续、速度快、涂层薄等特点，大都采用了以辐射方式为主的红外炉进展烘干。这种换热方式最早可以追溯到30年代初，主要用于汽车油漆的烘烤和实验室、医院等,到了70年代，由于新的辐射材料的问世及高温定向辐射技术的开展，使得红外加热枯燥在薄物料十分是在带材外表涂层厚度一般在14二、系统的组成该炉所处的消费线为双涂双烘涂层消费线即安装有两台红外烘干炉，由于两台烘干炉与主控柜之间间隔较远，控制地点分散，假设采用集中控制，那么现场布线复杂，维护不便。综合考虑消费线的布局特点，我们采用了带有触摸屏人-机接口监控的PLC分布式控制方案，使现场布线、调试和维护特别便利，系统构造图如下：图2-1烘干炉控制系统构造图系统中的消费线PLCGE90-70系列主控制站主要为烘干炉控制系统提供消费线带材速度、厚度、宽度和工作状态等工艺参数，以便烘干炉PLC控制主站根据这些参数进展相应的控制；1#、2#炉监控触摸屏主要用来进展烘干炉工作状态的控制及相应工艺参数的设置，以及各类参数和信息的在显示；烘干炉PLC分站主要来完成与触摸屏的数据交换以及现场实际参量的数据收集，处理后通过GENIUS网络再与烘干炉PLC控制主站及消费线PLC主控制站交换信息此外，为了节约投资，该PLC分站在消费线中还担负着涂层机相关设备的控制和现场数据收集；烘干炉PLC控制主站主要完成由1#、2#烘干炉PLC分站上传来的指令，同时根据现场收集的相关数据分别完成对1#、2#烘干炉相关设备的控制，进而保证了烘干炉控制系统与整条消费线工作的协调性及加热控制的准确和快速性。三、PLC系统的控制功能1烘干炉PLC分站烘干炉PLC分站位于现场1#及2#炉操纵台内，采用了美国通用GE电气公司的90-30系列PLC，主要完成下述控制功能：操纵接口治理，通过RS232接口实现与触摸屏的数据交换；从现场检测装置或者传感器收集数据并进展处理；故障诊断和报警信息的处理；烘干炉急停控制，操纵者数据修改级别限制及密码的治理。与消费线PLC主控制站及烘干炉PLC控制主站通过GENIUS网络进展相关信息交换。此外，该PLC还完成了对涂层机电气设备的控制与相关参量的数据收集，因与烘干炉控制无关，在此不再多述。2烘干炉PLC控制主站烘干炉PLC控制主站位于主控室内，对两台烘干炉进展分别控制，互不干扰，主要完成下述控制：使烘干炉的加热强度与消费线的速度曲线相适应；烘干炉各区温升曲线的设置与修正；对整个烘干炉电控设备的联锁/时序逻辑控制；对主控室内的烘干炉控制设备的各种测量装置或者工作状态的数据收集和处理；与消费线PLC主控制站及烘干炉PLC分控制站通过GENIUS网络进展相关信息交换。3触摸屏人-机接口系统触摸屏采用日本DIGTAL公司的GP570是专为PLC的应用而设计的小型工作站，适应恶劣的工业环境，集主机、输入输出设备于一体，体积较小，可作为操纵者与控制系统之间联络的高效人机接口，在本系统中安装在现场操纵台面板上，主要用来完成以下任务：赋予菜单治理功能，实现分页和多屏显示；通过RS232接口完成与烘干炉PLC分控制站的数据交换；通过功能键，可控制烘干炉所有电气设备的工作状态如：工作方式的选择、设备起动、停顿等；在数据区上设置和修改烘干炉各区加热形式，方便烘干炉多种工作形式的选择；显示各区可控硅调压器主要技术参数电压、电流等及烘干炉工作状态和在线温度等重要参数；显示报警和诊断信息及相应的解释。四、系统通讯及数据交换该分散式控制系统的通讯和数据交换主要是通过一个局域网GENIUS总线来实现的。该局域网的通讯设备主要由主控制PLCGE90-70的GBCGENIUS总线控制器和分控制站PLCGE90-30的GCM+增强型GENIUS通讯模块组成。GENIUS总线是为工业环境中可靠通讯而设计的，其采用单屏蔽双绞线，可防止电子噪音的干扰，数据可通过总线153.6K的速度传送，传送间隔长达2000米。GENIUS总线最多可连接32台通讯设备，其中主控制站PLC中GBC的设备号必须设置为31#，其它分控制站PLC中的GCM+可根据位置进展自由设置，GENIUS通讯协议是一种点对点的“令牌总线系统，有一种电子“令牌TOKEN从0#设备到处1#设备通过未采用的地址设备时消耗时间很少循环传送，如下列图。当某台设备得到“令牌时，它可向总线传送多达128字节的全局数据，这些全局数据的信息对应于PLC存储器中的%I开关量输入、%Q开关量输出、%AI模拟量输入、%AQ模拟量输出、或者%Q参量存放器等相关信息。但每台设备可在任何时候承受总线上所有其它设备传送来的全局数据并不局限于是否得到“令牌。这样，通过GENIUS总线，烘干炉主控制站PLC既可收集到位于现场烘干炉控制分站上的输入信息，又可将这些信息经过处理后再发送给烘干炉控制分站进展输出控制或者在触摸屏上进展状态或者数据显示。由于GENIUS总线上的通讯设备是采用双绞线串行连接的，进而简化了主控制站与分控制站之间的电气连接，进步了系统的稳定性和可靠性，减少了电气设备安装的工作量和运行经过中的维护量。该控制系统的触摸屏GP570与系统的通讯，采用了RS232通讯电缆直接与烘干炉分控制站的PLCCPU模块上的RS232接口相连。通过该连接，触摸屏可与烘干炉分控制站PLC互相交换数据，而该分控制站PLC通过上面所述的GENIUS局域网可与烘干炉主控制站及消费线主控制站互相交换数据，进而实现了由触摸屏对烘干炉相关设备的控制和各种工艺参数的在线显示以及故障信息的报警和故障诊断。五、完毕语在烘干炉控制中引入PLC网络及触摸屏人-机接口控制系统，优点主要表如今：构造配置符合标准化、简单化和模块化原那么，进而进步了整套系统的可靠性和易维护性；各控制站之间数据传送采用实时通讯链路，进步了数据的传送速度，进而保证了控制系统的控制精度；强有力的高效人-机接口系统GP570触摸屏，在操纵者和烘干炉之间建立了有效的联络手段，以对现场设备进展监控，自诊断和初始化设置等；允许将来通过安装局部硬件和相关软件而使整个控制系统的功能得到扩展；由于各控制站之间采用了专用网络，仅使用一根单屏蔽双绞线便可将各分控制站与主控制站联络起来，最大限度地简化了现场布线，也使整个电气安装、调试和维护更为便利。