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一．背景
目前國(guó)內(nèi)的工業(yè)熱處理爐制造廠家在工業(yè)熱處理爐的電氣控制上大多還是停留在采用過(guò)去比較陳舊的控制方式，在配置上如：溫度控制表+交流接觸器+紙式記錄儀+開(kāi)關(guān)按鈕，這樣的控制方式自動(dòng)化程度低、控制精度低、生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控少、工業(yè)熱處理爐本身的檔次低。
近年隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面的功能、可靠性和性?xún)r(jià)比不斷提高，在工業(yè)控制的各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用都得到了很大的發(fā)展。開(kāi)發(fā)采用由LEODO人機(jī)界面組成的熱處理爐自動(dòng)控制系統(tǒng)，使工業(yè)熱處理爐的控制技術(shù)更具有飛躍的提高。
二．LEODO人機(jī)界面概述
LEODO人機(jī)界面是由32位嵌入式系統(tǒng)、WinCE.net操作系統(tǒng)和組態(tài)軟件構(gòu)成的新穎人機(jī)界面產(chǎn)品。該產(chǎn)品適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，安全可靠，可以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)顯示，與傳統(tǒng)人機(jī)界面相比具有信息處理、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)功能的特點(diǎn)。
三．熱處理爐自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
采用由LEODO人機(jī)界面組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以取代溫度記錄儀，利用LEODO人機(jī)界面可自帶硬盤(pán)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間無(wú)紙化記錄，而且記錄通道可以比記錄儀多得多；與PLC模擬量模塊共同組成溫度控制系統(tǒng)，可以取代溫度控制表，進(jìn)行處理溫度的設(shè)定顯示和過(guò)程的PID控制；可以取代大部分開(kāi)關(guān)按鈕，在LEODO人機(jī)界面的觸摸屏上就可以進(jìn)行不同的控制操作。采用由LEODO人機(jī)界面組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，還有以下比普通控制系統(tǒng)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)：1.熱處理爐的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)都可以在LEODO人機(jī)界面的彩色顯示屏上進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬；2.可以利用LEODO人機(jī)界面的組態(tài)軟件的配方功能進(jìn)行工藝控制參數(shù)的設(shè)置、選擇和監(jiān)控；3.具有網(wǎng)口的LEODO人機(jī)界面可以通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接到工廠的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。
四．熱處理爐自動(dòng)控制系統(tǒng)組成
該熱處理爐控制系統(tǒng)的各部分組成及功能如下：
1． 人機(jī)界面：采用LEODO人機(jī)界面，真彩顯示，帶觸摸屏操作功能，用于所有的手動(dòng)/自動(dòng)操作、動(dòng)態(tài)模擬監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及顯示、報(bào)警提示及記錄、組網(wǎng)等。
2． PLC：采用三菱的FX2N-128MR小型PLC，用于熱處理爐的所有開(kāi)關(guān)量采集和控制、另外加FX2N-4AD-TC擴(kuò)展模塊，用于實(shí)時(shí)溫度的模擬量數(shù)據(jù)采集；加FX2N-4DA擴(kuò)展模塊，用于燃燒器的模擬量輸出控制。
3． 外圍強(qiáng)電執(zhí)行部件：如交流接觸器、電磁閥、電動(dòng)執(zhí)行器、燃燒器等，由PLC控制，用于熱處理爐的風(fēng)機(jī)、爐門(mén)、料車(chē)、燃燒器等的直接驅(qū)動(dòng)。
4． 控制軟件：主要由LEODO的ET組態(tài)軟件運(yùn)行畫(huà)面實(shí)現(xiàn)所有的開(kāi)關(guān)操作、工藝參數(shù)設(shè)定、爐況動(dòng)態(tài)模擬、溫度數(shù)據(jù)記錄及顯示、報(bào)警等監(jiān)控功能；由梯形圖編寫(xiě)的三菱PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)熱處理爐所有開(kāi)關(guān)信號(hào)采集、溫度模擬信號(hào)采集、手動(dòng)/自動(dòng)過(guò)程控制及溫度的PID控制、報(bào)警及互鎖保護(hù)控制等。
五．LEODO人機(jī)界面的畫(huà)面組成
該控制系統(tǒng)主要由以下8個(gè)控制畫(huà)面組成：
1．主監(jiān)控畫(huà)面
[img]2005218135269328.jpg[/img]
a． 上面有時(shí)效爐的動(dòng)態(tài)監(jiān)控圖，爐門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)、料車(chē)的進(jìn)出狀態(tài)、風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)、火咀燃燒狀態(tài)等可以在該畫(huà)面上實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)畫(huà)面右上角的火咀燃燒狀態(tài)百分比顯示模擬火咀的實(shí)際輸出。當(dāng)火咀沒(méi)有輸出時(shí)，火咀模擬噴出的火焰消失。
b． 在動(dòng)態(tài)監(jiān)控圖的爐的上方標(biāo)注有3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度值，其中PV為實(shí)時(shí)測(cè)量溫度值，SV為設(shè)定溫度值。
c． 動(dòng)態(tài)監(jiān)控圖的下方有各種狀態(tài)的指示燈。
2．開(kāi)關(guān)操作畫(huà)面
[img]2005218141578073.jpg[/img]
開(kāi)關(guān)操作畫(huà)面的上半部分有各種狀態(tài)的指示燈，下半部分有各種操作按鈕和選擇開(kāi)關(guān)。
3．溫度記錄畫(huà)面
[img]2005218143735897.jpg[/img]
分別用兩種顏色記錄兩個(gè)參與實(shí)際控制的溫度表的實(shí)時(shí)溫度（爐溫1和爐溫2），在垂直軸上所標(biāo)注數(shù)值為溫度值，水平軸上所標(biāo)注數(shù)值為時(shí)刻值。
4．溫度履歷畫(huà)面
[img]2005218145842550.jpg[/img]
在該畫(huà)面上可以查詢(xún)參與實(shí)際控制的兩個(gè)溫度表的歷史溫度（爐溫1和爐溫2）記錄數(shù)據(jù)，分別用兩種顏色記錄兩個(gè)通道的溫度數(shù)據(jù)。在垂直軸上所標(biāo)注數(shù)值為溫度值，水平軸上所標(biāo)注數(shù)值為時(shí)刻值。在查詢(xún)時(shí)可以按時(shí)間前移或時(shí)間后移 進(jìn)行前后時(shí)間段溫度數(shù)據(jù)的查詢(xún)，也可以按查詢(xún)歷史曲線(xiàn)后直接輸入時(shí)間段數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)。人機(jī)界面如連接有HP打印機(jī)，在按打印后，會(huì)把當(dāng)前的畫(huà)面打印出來(lái)。
5．工藝參數(shù)選擇設(shè)置畫(huà)面
[img]2005218154721797.jpg[/img]
在該畫(huà)面可進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)置選擇操作。要進(jìn)行工藝參數(shù)選擇的操作需要進(jìn)行操作登陸，只有取得授權(quán)的人員才有資格對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置及查看工藝參數(shù)的具體數(shù)值。
6．報(bào)警履歷畫(huà)面
[img]200521816553778.jpg[/img]
記錄時(shí)效爐的相關(guān)歷史報(bào)警內(nèi)容。
7．PLC I/O監(jiān)控畫(huà)面一
[img]2005218163442089.jpg[/img]
上面顯示了PLC的各個(gè)輸入點(diǎn)的通斷工作狀態(tài)，方便對(duì)時(shí)效爐的各電氣開(kāi)關(guān)量進(jìn)行監(jiān)控和檢修。在輸入點(diǎn)的右邊標(biāo)注有該點(diǎn)I/O在時(shí)效爐中的具體使用意義。當(dāng)該點(diǎn)I/O沒(méi)有接通時(shí)，小方框顯示白色，當(dāng)該點(diǎn)I/O接通時(shí)，小方框顯示紅色。
8．PLC I/O監(jiān)控畫(huà)面二
[img]200521817756290.jpg[/img]
上面顯示了PLC的各個(gè)輸入點(diǎn)的通斷工作狀態(tài)，方便對(duì)時(shí)效爐的各電氣開(kāi)關(guān)量進(jìn)行監(jiān)控和檢修。在輸入點(diǎn)的右邊標(biāo)注有該點(diǎn)I/O在時(shí)效爐中的具體使用意義。當(dāng)該點(diǎn)I/O沒(méi)有接通時(shí)，小方框顯示白色，當(dāng)該點(diǎn)I/O接通時(shí)，小方框顯示紅色。
六．結(jié)論
本文所述由LEODO人機(jī)界面組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于多組工業(yè)熱處理爐，使用結(jié)果表明：該系統(tǒng)完全滿(mǎn)足了用戶(hù)的使用要求，提高了設(shè)備的檔次和可靠性，大大地減少了設(shè)備檢修的勞動(dòng)強(qiáng)度，方便了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作和數(shù)據(jù)記錄，徹底改變了以往控制方式不能進(jìn)行工藝品質(zhì)監(jiān)控的弊端，受到用戶(hù)的一致好評(píng)。
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