PLC和觸摸屏在低封爐控制系統(tǒng)的應用

1 引言

　　低封爐是CRT生產(chǎn)過程中重要環(huán)節(jié)之一，主要用于通過焙燒使屏錐封接。它一般包括爐體、驅(qū)動裝置、置換裝置及爐上欄桿踏臺等幾部分。爐體包括爐本體、網(wǎng)帶導軌、RC風機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)風道由不銹鋼內(nèi)腔板組成。RC風機起攪拌作用，使爐內(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)動部設有自動張緊裝置及網(wǎng)帶跑偏調(diào)節(jié)機構，主要是通過變頻器實現(xiàn)網(wǎng)帶速度連續(xù)可調(diào)，使工件在爐體內(nèi)勻速移動。

　　下面以BMCC5L低封爐延長為例說明其控制系統(tǒng)部分的實現(xiàn)，它主要包括低壓受電柜，3個加熱柜和溫控柜。其工作原理是：低壓受電柜提供爐上風機、熱絲等電源，通過溫控柜內(nèi)的控溫器設定溫度，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，實現(xiàn)整個系統(tǒng)自動開機，自動關機，故障隨時報警等功能，達到實時監(jiān)控的作用。本系統(tǒng)主要是完成14個加熱區(qū)的加熱絲、RC風機、排風機、冷風機以及后8個區(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：數(shù)字量輸入162點，數(shù)字量輸出98點?？刂葡到y(tǒng)采用OMRON公司的C200HG-CPU43，屬于中型PLC，內(nèi)有RS232通訊口，它能滿足較高性能的要求?；遄疃?0個槽，這樣每個槽26點，需要使用32點的模塊，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個輸入模塊，4個輸出模塊。再者在該系統(tǒng)中增加一塊串性通信板C200HW-COM06，通過RS232口與觸摸屏通訊，達到人機交換。在監(jiān)控方面采用的是digital公司的GP577R-TC41-24VP，實現(xiàn)手動控制和監(jiān)控報警。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，可實現(xiàn)加熱器的電壓在0～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，根據(jù)設定溫度與當前溫度的差值，自動調(diào)節(jié)輸出到加熱器上的電壓值，從而使爐內(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)的溫控來自動調(diào)節(jié)其輸出功率，達到控溫的目的。該部分別控制新增1～14區(qū)加熱。柜中，裝有空氣開關為新增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)。

　　風機動力部分為低封爐的RC風機，以及排風機、冷風機提供電源，其電源通斷也由空氣開關控制。通過交流接觸器在給定電流范圍內(nèi)輸出到各風機，控制其運行與停止。

3 控制系統(tǒng)軟件設計

　　當?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，相對應的指示燈亮。本系統(tǒng)主要是根據(jù)溫控柜各按鈕如圖2，通過手動或自動模式完成爐上各區(qū)熱絲、風機和冷卻閥的自動啟動和關閉，以及實時監(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，下面對流程圖給予解釋。PLC上電后，首先判定各風機是否全開，只有風機全開才能使加熱絲工作。進行模式選擇，主要有自動和手動兩種狀態(tài)。在自動模式，按動面板上自動啟動按鈕，自動燈亮，這樣風機自動開移位寄存器運行，各區(qū)風機自動逐次開。當所有風機全部工作后，加熱塊1自動啟動，這樣1～5區(qū)加熱移位寄存器運行，使得1～5區(qū)加熱絲開始工作。隨后加熱塊2自動啟動，6～14區(qū)加熱移位寄存器運行，使得6～14區(qū)加熱絲開始工作。從而根據(jù)工藝要求各區(qū)設定溫度進行PID自動調(diào)節(jié)，直至滿足要求。當需要停止生產(chǎn)時，則要使熱絲和風機停止工作。這樣按動控制柜上自動停止按鈕，這樣各區(qū)熱絲逐次停止工作。此時進行自動停計時，時間到自動停止各區(qū)風機。