PLC和觸摸屏在低封爐控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1 引言

　　低封爐是CRT生產(chǎn)過(guò)程中重要環(huán)節(jié)之一，主要用于通過(guò)焙燒使屏錐封接。它一般包括爐體、驅(qū)動(dòng)裝置、置換裝置及爐上欄桿踏臺(tái)等幾部分。爐體包括爐本體、網(wǎng)帶導(dǎo)軌、RC風(fēng)機(jī)以及加熱器等幾部分。爐本體由優(yōu)質(zhì)碳素鋼及不銹鋼組成，內(nèi)填保溫棉，循環(huán)風(fēng)道由不銹鋼內(nèi)腔板組成。RC風(fēng)機(jī)起攪拌作用，使?fàn)t內(nèi)溫度均勻性好。加熱器由優(yōu)質(zhì)電熱絲和不銹鋼框架組成，起到恒溫作用。驅(qū)動(dòng)部設(shè)有自動(dòng)張緊裝置及網(wǎng)帶跑偏調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，主要是通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)帶速度連續(xù)可調(diào)，使工件在爐體內(nèi)勻速移動(dòng)。

　　下面以BMCC5L低封爐延長(zhǎng)為例說(shuō)明其控制系統(tǒng)部分的實(shí)現(xiàn)，它主要包括低壓受電柜，3個(gè)加熱柜和溫控柜。其工作原理是：低壓受電柜提供爐上風(fēng)機(jī)、熱絲等電源，通過(guò)溫控柜內(nèi)的控溫器設(shè)定溫度，用控溫器的輸出控制加熱柜中的電力調(diào)整器，調(diào)整器的輸出控制加熱器，調(diào)整爐體溫度， 達(dá)到工藝要求溫度。在溫度控制柜內(nèi)有一套PLC系統(tǒng)和觸摸屏，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)機(jī)，自動(dòng)關(guān)機(jī)，故障隨時(shí)報(bào)警等功能，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。本系統(tǒng)主要是完成14個(gè)加熱區(qū)的加熱絲、RC風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)以及后8個(gè)區(qū)冷卻閥的控制。

2 控制系統(tǒng)硬件配置

　　本系統(tǒng)共有260點(diǎn)：數(shù)字量輸入162點(diǎn)，數(shù)字量輸出98點(diǎn)。控制系統(tǒng)采用OMRON公司的C200HG-CPU43，屬于中型PLC，內(nèi)有RS232通訊口，它能滿(mǎn)足較高性能的要求。基板最多10個(gè)槽，這樣每個(gè)槽26點(diǎn)，需要使用32點(diǎn)的模塊，所以輸入選用高密集型的C200H-ID216，輸出選用組2高密度晶體管輸出單元C200H-OD215，由此可知6個(gè)輸入模塊，4個(gè)輸出模塊。再者在該系統(tǒng)中增加一塊串性通信板C200HW-COM06，通過(guò)RS232口與觸摸屏通訊，達(dá)到人機(jī)交換。在監(jiān)控方面采用的是digital公司的GP577R-TC41-24VP，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和監(jiān)控報(bào)警。其系統(tǒng)硬件配置如下：

　　溫控柜面板上的控溫器控制低封爐爐溫，具有PID調(diào)節(jié)功能，與加熱柜內(nèi)的SCR電力調(diào)整器配合使用，可實(shí)現(xiàn)加熱器的電壓在0～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，根據(jù)設(shè)定溫度與當(dāng)前溫度的差值，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出到加熱器上的電壓值，從而使?fàn)t內(nèi)溫度獲得精確控制。

　　加熱柜為低封爐的加熱器提供電源，內(nèi)裝有電力調(diào)整器，由溫度控制柜內(nèi)的溫控來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出功率，達(dá)到控溫的目的。該部分別控制新增1～14區(qū)加熱。柜中，裝有空氣開(kāi)關(guān)為新增1～14區(qū)電力調(diào)整器SCR提供電源。SCR調(diào)整器上裝有能夠顯示各相電壓，電流大小，輸出功率大小等的顯示面板。此面板還可以顯示出SCR調(diào)整器的異常狀態(tài)。

　　風(fēng)機(jī)動(dòng)力部分為低封爐的RC風(fēng)機(jī)，以及排風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)提供電源，其電源通斷也由空氣開(kāi)關(guān)控制。通過(guò)交流接觸器在給定電流范圍內(nèi)輸出到各風(fēng)機(jī)，控制其運(yùn)行與停止。

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　當(dāng)?shù)头鉅t總匯流排給電后，受電柜面板上電源指示燈亮，再依次給各加熱柜和溫控柜上電，相對(duì)應(yīng)的指示燈亮。本系統(tǒng)主要是根據(jù)溫控柜各按鈕如圖2，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)模式完成爐上各區(qū)熱絲、風(fēng)機(jī)和冷卻閥的自動(dòng)啟動(dòng)和關(guān)閉，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控其狀態(tài)，是否有異常情況發(fā)生。系統(tǒng)控制流程如圖3所示。

　　為了節(jié)約篇幅在此不再給出梯形圖，下面對(duì)流程圖給予解釋。PLC上電后，首先判定各風(fēng)機(jī)是否全開(kāi)，只有風(fēng)機(jī)全開(kāi)才能使加熱絲工作。進(jìn)行模式選擇，主要有自動(dòng)和手動(dòng)兩種狀態(tài)。在自動(dòng)模式，按動(dòng)面板上自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)燈亮，這樣風(fēng)機(jī)自動(dòng)開(kāi)移位寄存器運(yùn)行，各區(qū)風(fēng)機(jī)自動(dòng)逐次開(kāi)。當(dāng)所有風(fēng)機(jī)全部工作后，加熱塊1自動(dòng)啟動(dòng)，這樣1～5區(qū)加熱移位寄存器運(yùn)行，使得1～5區(qū)加熱絲開(kāi)始工作。隨后加熱塊2自動(dòng)啟動(dòng)，6～14區(qū)加熱移位寄存器運(yùn)行，使得6～14區(qū)加熱絲開(kāi)始工作。從而根據(jù)工藝要求各區(qū)設(shè)定溫度進(jìn)行PID自動(dòng)調(diào)節(jié)，直至滿(mǎn)足要求。當(dāng)需要停止生產(chǎn)時(shí)，則要使熱絲和風(fēng)機(jī)停止工作。這樣按動(dòng)控制柜上自動(dòng)停止按鈕，這樣各區(qū)熱絲逐次停止工作。此時(shí)進(jìn)行自動(dòng)停計(jì)時(shí)，時(shí)間到自動(dòng)停止各區(qū)風(fēng)機(jī)。