輥道窯爐多功能觸摸屏全自動溫度控制系統

宿志影

摘要：多功能觸摸屏溫度全自動控制系統是技術比較領先、性能完善、功能最佳的溫控系統，采用多組態為主機加專用溫度模塊PID控制，多曲線監控方式。輥道窯爐多功能觸摸屏控制系統利于節省成本，提高溫度控制精度，操作簡單，便于實時記錄整個設備的運行情況等設計開發。硬件有威綸通觸摸屏MT6100IV2、永宏PLC - FBS-60MAR2-AC、泛達溫控模塊、泛達SCR可控硅、虹盛多功能電功表CP500、科姆龍變頻器KV2000等。

關鍵詞： 永宏PLC；溫度模塊；威綸通觸摸屏（HMI）；溫度控制系統；輥道窯；

引言：輥道窯以轉動的輥子作為坯體運載工具，一種連續式的快速燒成窯爐。主要以環保節能，受熱均勻和快速燒制陶瓷等功能特點。

1.傳統輥道窯爐的缺點分析

傳統輥道窯爐的每個控制點都是獨立按鈕控制，并且都是通過繼電器控制動作。每個區的溫度是單獨溫控表控制。缺點一按鈕太多，操作起來繁瑣，人員要經常操作，浪費人力。一旦設備出現故障，不容易馬上找到原因，不便于馬上解決問題。缺點二溫度控制精度低，由于是固態繼電器控制（SSR），溫度范圍波動大。整個輥道窯溫度監控方面需要人員經常手動記錄溫度，通過電腦生成曲線才能進行分析，不能及時修正正確的溫度。這樣會導致因燒成溫度偏高或偏低，高溫保溫時間控制不當，燒成溫差大等原因導致陶瓷變形、開裂、起泡等。采用PLC來取代繼電器電路，可以大大降低控制電路的故障率，增強系統的穩定性，提高生產率。

2.輥道窯的工作原理

陶瓷坯體可直接置于輥子上或坯體先放在墊板上，再將熱板放在輥子上，由于輥子不斷轉動，可以使坯體依序不斷轉動。輥道窯的結構主要是分為12個區，每個區都是溫度模塊控制可控硅（SCR）達到精準控制溫度，溫差可以控制到±0.1℃。并且分為上下兩層溫度監測點。從第一區開始預熱，溫度逐區升高，升到最高溫度后均勻受熱一段時間后，開始逐區降溫，最后兩個區開始冷卻。從而完成了陶瓷整個過程的燒制。

3.輥道窯的控制設計

觸摸屏（HMI）和PLC、溫控模塊、可控硅SCR、熱電偶、風機、變頻器等組成。第一路HMI通過RS232通訊操控PLC。PLC全自動控制運風風機和軌道變頻馬達、溫度加熱等。第二路HMI通過RS485主從通訊多組溫度模塊，實時采集更新多組溫度。如圖1控制原理和電路示意圖。

4.程序的設計

主畫面主要是為了方便控制和監控，有啟動和停止按鈕，一鍵啟動操作功能。一鍵啟動后整臺設備全部自動運行，并且會有記錄顯示狀態，記錄機器運行情況。一旦有故障可以準確定位。發現問題及時解決問題。

溫度控制區可以在觸摸屏上任意切換操控12個區的溫度，可以設置參數和自動PID調節。非常方便，比傳統輥道窯單個溫控表設定溫度，節省了很多時間，提高了產能。

此多組自由曲線總共有12個區，每個區的溫度都是獨立的顯示和設定。將12個區的控溫點連接成自由曲線。12個區目標溫度組成一條曲線，實時溫度組成一條曲線，當實時溫度曲線和設定溫度曲線重合的時候說明控制溫度非常準確，一旦哪個區有不重合的地方說明哪個區溫度有問題，可以快速找出原因，清晰分析出問題。準確控制溫度，從而節省時間和人力。如圖2控制畫面示意圖。

可以任意增加多組工藝配方，一鍵選擇對應產品的工藝，設定值自動生成，方便快捷。

5.溫度數據和設備運行

通過實踐和測試得出以下準確數據，通過以下數據可以燒制很好的陶瓷產品。設備運行燒制產品生產過程中。如圖3數據和生產過程圖。

6.結語

多功能觸摸屏全自動溫度控制系統是專業PID閉環控制和自適應模糊控制，12個回路可任意組合分別跟蹤12條曲線，20段程序工藝曲線設定和在線修改，停電斷點保護和熱啟動功能，可控硅零觸發調功或移相調壓自由選擇。可以設定曲線、實時曲線及歷史曲線顯示記錄，動態參數表格、棒圖顯示，故障語音報警。管理功能有儲存工藝曲線，歷史曲線顯示、保存和打印，具有無紙記錄儀功能。操作簡便，抗工業現場干擾，適應能力強。是目前先進的溫控設備。具體實現以下功能：

1）自動實現多區控溫曲線實時趨勢圖。

2）運行日志歷史數據查詢。

3）系統參數調試。

4）風機動態模擬控制。

5）電量、電流等數據采集。

6）歷史報警查詢。

7）配方。

本文主要通過實際檢驗和溫度精確調節，燒制精美的陶瓷產品。達到節省成本，提高溫度控制精度，操作簡單等要求。

參考文獻：

[1]彭建華，《磚瓦世界》，新型輥道窯Heimsoth窯爐介紹.1992（12）：16-17.

[2]鐘勤.張軍劍，《陶瓷研究》.輥道窯電氣控制系統的改造.2009，24（1）：97-98.