一．引言

隧道窯是一種連續式窯爐，主要用於陶瓷建材、日用陶瓷等燒製
，就其結構而言主要由預熱區
、高溫區
、急冷區和緩冷區組成，隧道窯的控製涉及風機的控製、溫度的檢測
、壓力的檢測，溫度的控製
、壓力的控製以 及其它控製。將 CAN總線技術應用在隧道窯控製係統，可以很好地滿足溫度和壓力實時控製的要求，係統通信速率高
、穩(wen)定(ding)性(xing)強(qiang)，而(er)工(gong)業(ye)級(ji)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)的(de)參(can)與(yu)，使(shi)得(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)更(geng)加(jia)直(zhi)觀(guan)化(hua)
，易(yi)於(yu)用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)和(he)操(cao)作(zuo)。下(xia)麵(mian)以(yi)河(he)北(bei)唐(tang)山(shan)某(mou)陶(tao)瓷(ci)廠(chang)的(de)一(yi)條(tiao)隧(sui)道(dao)窯(yao)為(wei)案(an)例(li)
，介(jie)紹(shao)其(qi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)現(xian)過(guo)程(cheng)。

二. 控製對象

此窯是一條80m長的燃氣隧道窯，共有溫度檢測點20個（K分度12個，S分度8個）,其中10個溫度點受控，壓力檢測點2個，10個燃氣執行器，10隻燒嘴火焰檢測，風機有：排煙風機2台（一用一備）、助燃風機2台（一用一備）、急冷風機2台（一用一備）、緩冷風機2台（一用一備）、抽熱風機2台（一用一備）
、窯頭窯尾氣幕風機各1台。10點溫度控製是通過控製執行器閥位大小，改變燃料注入多少，從而使溫度穩定。2點dian壓ya力li控kong製zhi通tong過guo調tiao節jie排pai煙yan風feng機ji和he急ji冷leng風feng機ji轉zhuan速su來lai控kong製zhi，實shi際ji上shang調tiao節jie排pai煙yan和he急ji冷leng變bian頻pin器qi頻pin率lv來lai控kong製zhi壓ya力li。此ci外wai還hai有you風feng機ji連lian鎖suo
，燒shao嘴zui熄xi火huo報bao警jing及ji各ge類lei故gu障zhang報bao警jing。

三．窯爐控製係統的組成

本控製係統由3台嵌入式PLC（EASY-M2416R）、2台CAN-AD1216、1台CAN-AD1208

、1台CAN-DA1208等部分組成。其中
，嵌入式PLC用於邏輯開關量的控製
，PID運算，以及通過CAN總線與下級的模塊進行通訊；溫度 采集模塊CAN-AD1216用來完成20點溫度模擬量的采集；壓力采集模塊CAN-AD1208用來采集2點壓力信號；模擬量輸出模塊CAN-DA1208用來控製風機變頻器。

下麵為係統框架圖：

作為本係統的控製核心嵌入式 PLC Easy-AD1216，下層網絡采用CAN總線來進行通訊
，對上分別用RS0口與HMI（人機界麵）
，RS1口與計算機進行通訊。其特點如下：

• 有比較強大的通訊功能：

一路 CAN總線接口在應用層作了標準規劃，凡遵循該標準的CAN總線設備，可以通過CANSET軟件設置CAN網絡配置文件
，並下載固化到EASY-M2416R中，就可以把該設備映射到CAN網絡中。CAN總線由於具有良好的實時性、可靠性
、抗幹擾能力及檢錯能力，所以在一些條件比較苛刻的場合裏廣泛應用。

另外，串行口 RS0可用於梯形圖程序及上位機的監控，還可以與人機界麵通訊
；串行口RS1可用於下載 CANSET軟件生成的CAN網絡配置文件
，還可以通過RS485網絡連接第三方設備，如PC、三菱PLC。由於各個網絡都是獨立的
，同個PLC在連接多個模式的網絡也不會受影響。如此多樣的通訊模式
，確實為用戶提供了更多的靈活性。

• 有和三菱相當的運算速度和幾乎完全兼容的開發環境：

經過測試，基本指令的運算速度在 0.5u/步以下，和三菱FX2係列的PLC相當，這對於控製要求不是很高的用戶來說已是足夠了。它的梯形圖以及指令和三菱PLC的也是完全兼容
，並且都能在三菱編程軟件裏很好的運行。這對於使用過三菱PLC的用戶來說減輕了很多的困難。

• 獨立開發的CAN總線互聯CANSET軟件：

CANSET軟件能很輕鬆方便的完成通訊設置。設置內容包括：網絡設備總數
、網絡設備地址、網絡通訊數據的內容、網絡數據通訊速度等。它還能根據用戶的需要，靈活設置每個設備的任務級別，以保證網絡資源的合理分配。處於下層網絡的AD和DA，以及Easy-M2416R設備
，遵循CANBUS協議的接口，能很方便的聯入CAN總線網絡中，構成係統的主體。

四．係統功能的實現

1. 所有的邏輯控製和 PID控製都由Easy-M2416R完成
，在CAN總線網絡中，三台PLC中任選一台作為主站，這裏選Easy-M2416R-1作其主站。它通過CAN總線與下層網絡的每個設備進行通訊
，兩個設備之間的通訊也必須由主站來完成。同時它又作為從站與PC（上位機）和HMI（人機界麵）進行通訊。

2. 整個CAN總線網絡互聯也全由CANSET軟件來實現,它是圖形化界麵的軟件,設置起來十分簡便,並且在PLC的梯形圖中除了地址和主從站外無須再對其他相關內容進行設置
，在一定程度上簡化程序設計的工作量。下圖是在CANSET下設置的本係統CAN網絡配置：

3. 係統具有很大的擴展性和可維護性，在工作環境改變時，可靈活增添或減少設備。實現起來也隻需在 CANSET軟件中來設置即可，不用考慮其他事項，這對於係統的不斷完善和升級換代奠定了很好的基礎。

4. 係統工作流程：下層網絡的AD1216、AD1208設備把采集上來的溫度，和壓力信號轉化為數據信號上傳到 Easy-M2416R-1；運用於PID運算，控製各個執行器的正反轉和DA的輸入值，從而控製窯爐的各段溫度和壓力
；另外在邏輯控製上完成各個風機和電磁閥的控製。

下麵是其中一路執行器正反轉控製的梯形圖程序：

5. 人機界麵通過串口RS0與EASY-M2416R-1連接，實現整個係統運行監控，其畫麵包含：現場模擬圖、風機狀態指示、溫度壓力顯示、各種參數設置、變頻調節、實時溫度曲線圖、設定溫度曲線圖以及報警信息。下麵是本係統的主畫麵：

五．結束語

由於嵌入式 PLC EASY-M2416R兼有CAN總線接口和與三菱相同的數據鏈協議接口、編程環境等特色，因此它既能很好的構建以CAN總為下層網絡，又能構建以RS485和RS232總線為上層網絡的係統。將它應用在隧道窯爐係統，既可以滿足底層的控製又可以滿足上層的監控，尤其是CAN總線的應用，使它的實時性
、靈活性、組網方便性以及可維護性獲得很好的保證。

參考書目

[1] 科威自控嵌入式 PLC 《 EASY 編程手冊》

[2] 科威自控嵌入式 PLC 《 EASY 原理及應用》

[3]HITECH 《 ADP 軟體使用手冊》

附：實物圖片