6ES5430-3BA11控制器;
6ES5430-3BA11控制器;
6ES5430-3BA11控制器


1引言

隧道窑是一种连续式窑炉，主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等烧制，就其结构而言主要由预热区、高温区、急冷区和缓冷区组成，隧道窑的控制涉及风机的控制、温度的检测、压力的检测，温度的控制、压力的控制以及其它控制。将CAN总线技术应用在隧道窑控制系统，可以很好地满足温度和压力实时控制的要求，系统通信速***、稳定性强，而工业级人机界面的参与，使得控制系统更加直观化，易于用户使用和操作。下面以河北唐山某陶瓷厂的一条隧道窑为案例，介绍其控制系统的实现过程。

2控制对象

此窑是一条80m长的燃气隧道窑，共有温度检测点20个（K分度12个，S分度8个），其中10个温度点受控，压力检测点2个，10个燃气执行器，10只烧嘴火焰检测，风机有：排烟风机2台（一用一备）、助燃风机2台（一用一备）、急冷风机2台（一用一备）、缓冷风机2台（一用一备）、抽热风机2台（一用一备）、窑头窑尾气幕风机各1台。10点温度控制是通过控制执行器阀位大小，改变燃料注入多少，从而使温度稳定。2点压力控制通过调节排烟风机和急冷风机转速来控制，即通过调节排烟和急冷变频器频率来控制压力。此外还有风机连锁，烧嘴熄火报警及各类故障报警。

3窑炉控制系统的组成

本控制系统由3台嵌入式PLC（EASY-M2416R）、2台CAN-AD1216、1台CAN-AD1208、1台CAN-DA1208等部分组成。其中，嵌入式PLC用于逻辑开关量的控制，PID运算，以及通过CAN总线与下级的模块进行通讯；温度采集模块CAN-AD1216用来完成20点温度模拟量的采集；压力采集模块CAN-AD1208用来采集2点压力信号；模拟量输出模块CAN-DA1208用来控制风机变频器。

作为本系统的控制核心嵌入式PLC Easy-AD1216，下层网络采用CAN总线来进行通讯，对上分别用RS0口与HMI（人机界面），RS1口与计算机进行通讯。其特点如下：

3.1 有比较强大的通讯功能：

一路CAN总线接口在应用层作了标准规划，凡遵循该标准的CAN总线设备，可以通过CANSET软件设置CAN网络配置文件，固化到EASY-M2416R中，就可以把该设备映射到CAN网络中。CAN总线由于具有良好的实时性、可靠性、抗干扰能力及检错能力，所以在一些条件比较苛刻的场合里广泛应用。

另外，串行口 RS0可用于梯形图程序及上位机的监控，还可以与人机界面通讯；串行口RS1可用于CANSET软件生成的CAN网络配置文件，还可以通过RS485网络连接第三方设备，如PC、三菱PLC。由于各个网络都是独立的，同个PLC在连接多个模式的网络也不会受影响。

3.2有和三菱相当的运算速度和几乎完全兼容的开发环境：

经过测试，基本指令的运算速度在0.5u/步以下，和三菱FX2系列的PLC相当，这对于控制要求不是很高的用户来说已是足够了。它的梯形图以及指令和三菱PLC的也是完全兼容，并且都能在三菱编程软件里很好的运行。这对于使用过三菱PLC的用户来说减轻了很多的困难。

3.3独立开发的CAN总线互联CANSET软件：

CANSET软件能很轻松方便的完成通讯设置。设置内容包括：网络设备总数、网络设备地址、网络通讯数据的内容、网络数据通讯速度等。它还能根据用户的需要，灵活设置每个设备的任务级别，以***网络资源的合理分配。处于下层网络的AD和DA，以及Easy-M2416R设备，遵循CANBUS协议的接口，能很方便地连入CAN总线网络中，成为系统的一部分。

4系统功能的实现

4.1所有的逻辑控制和PID控制都由Easy-M2416R完成，在CAN总线网络中三台PLC中任选一台作为主站，这里选Easy-M2416R-1作其主站。它通过CAN总线与下层网络的每个设备进行通讯，两个设备之间的通讯也必须由主站来完成。同时它又作为从站与PC（上位机）和HMI（人机界面）进行通讯。

4.2整个CAN总线网络互联也全由CANSET软件来实现，它是图形化界面的软件，设置起来十分简便，并且在PLC的梯形图中除了地址和主从站外无需再对其他相关内容进行设置，在一定程度上简化了程序设计的工作量。下图是在CANSET下设置的本系统CAN网络配置：

4.3系统具有很好的扩展性和可维护性，在工作环境改变时，可灵活增添或减少设备。实现起来也只需在CANSET软件中来设置即可，不用考虑其他事项，这为系统的不断完善和升级换代奠定了很好的基础。

4.4系统工作流程：下层网络的AD1216、AD1208设备把采集上来的温度和压力信号转化为数据信号上传到Easy-M2416R-1；通过PID运算，控制各个执行器的正反转和DA的输入值，从而控制窑炉的各段温度和压力；另外在逻辑控制上完成各个风机和电磁阀的控制。下面是其中一路执行器正反转控制的梯形图程序：

4.5人机界面通过串口RS0与EASY-M2416R-1连接，实现整个系统运行监控，其画面包含：现场模拟图、风机状态指示、温度压力显示、各种参数设置、变频调节、实时温度曲线图、设定温度曲线图以及报警信息。下面是本系统的主画面：

5结束语

由于嵌入式PLC EASY-M2416R兼有CAN总线接口和与三菱相同的数据链协议接口、编程环境等特色，因此它既能很好的构建以CAN总线为下层网络，又能构建以RS485和RS232总线为上层网络的系统。将它应用在隧道窑炉系统，既可以满足底层的控制又可以满足上层的监控，尤其是CAN总线的应用，使它的实时性、灵活性、组网方便性以及可维护性得到很好的***。

BARBER COLMAN 80CA-10001-002?-0-00 USPP 80CA1000100200?0
TEXAS INSTRUMENTS PLC 164-1113 USPP 1641113
TEXAS INSTRUMENTS PLC 7MT-300 NSFP 7MT300
ALLEN BRADLEY 1494V-DS600 USPP 1494VDS600
KLOCKNER MOELLER DP-16DO/0.***-P?K NSFP DP16DO0***PK
Panasonic Servo Motor MSM011P1B Free Ship
TEXAS INSTRUMENTS PLC 500-5056 USPP 5005056
TEXAS INSTRUMENTS PLC 510 NSFP 510
SIEMENS TEXAS INSTRUMENTS ENHANCED RUN TIME KEYBOARD CONTROLLER 2587716-8002
One Panasonic Servo Driver MBDDT2210*** Free Ship
RELIANCE ELECTRIC 413338-1YA USPP 4133381YA
SIEMENS 6FX-1112-1AD00 USPP 6FX11121AD00
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-5184 USPP 5055184
ASEA BROWN BOVERI 3ADT220071R000?6 FNFP 3ADT220071R000?6
ASEA BROWN BOVERI S4HQ100BRRAS4 NSFP S4HQ100BRRAS4
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-CP2572 NSPP 505CP2572
ASEA BROWN BOVERI 1912RA00110000?0STD USPP 1912RA00110000?0S
TI Siemens 500-5114A Remote Base Controller w RS485 Port & RS232 Port PLC 5114 A
Panasonic AC Servo MSMA152D1C 200V 3000 RPM 1.5kW 200Hz MSMA 152D1C
ASEA BROWN BOVERI 57160001-TP USPP 57160001TP
DETRONICS R9105-P5002 USPP R9105P5002
ASEA BROWN BOVERI 68789010P FNFP 68789010P
ASEA BROWN BOVERI GJR-513-2100-R?0-002 NSFP GJR5132100R000?2
Texas Instruments 555-1103
SONICS & MATERIALS VC-130S USPP VC130S
Texas Instruments 5TI-4000
Siemens Simatic TI-505 PLC Rack System -12
ASEA BROWN BOVERI 3HAB-2136-1/6 USPP 3HAB213616
Panasonic AC Servo Driver MSDA043A1A #2 Free Ship
Panasonic 3.0kW AC Servo Motor MDMA302D1C (free shipping)
ASEA BROWN BOVERI 1SDA046043R1 NSFP 1SDA046043R1
TEXAS INSTRUMENTS PLC 510-1101 USPP 5101101
TEXAS INSTRUMENTS PLC 500-2114 USPP 5002114
TEXAS INSTRUMENTS PLC 140-1112 NSFP 1401112
Returns: Not accepted
SIEMENS CBA20885 USPP CBA20885
ASEA BROWN BOVERI 57310001-MP USPP 57310001MP
(AJ01) PANASONIC AC SERVO MOTOR DRIVER 1.5KW MDDCT5325B12 WORKING
PANASONIC SERVO DRIVE MSDA013A1A
(AB01) AC SERVO MOTOR PANASONIC MQDB011AAD03 (0190-19214 ) WORKING
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-4216A USPP 5054216A
DODGE MR94878-L-NZ USPP MR94878LNZ
GENERAL ELECTRIC SAM204A1A USPP SAM204A1A
Panasonic Servo Driver MCDHT3520E New in Box Free Ship
Returns: Accepted within 7 days
PANASONIC AC SERVO DRIVE ADKF50B***N 60W,80W
Panasonic AC Servo Motor MSMA082A1E New In Box Free Ship
ASEA BROWN BOVERI 3HAC-17484-2/0?0 NSPP 3HAC17484200
ALLEN BRADLEY 196258 USPP 196258
TEXAS INSTRUMENTS PLC 560-2132 NSFP 5602132
TEXAS INSTRUMENTS PLC 500-5047 USPP 5005047
Texas Instruments 500-5031J
TEXAS INSTRUMENTS PLC 500-5022 USPP 5005022
MODICON NW-BM85E-232 USPP NWBM85E232
GENERAL ELECTRIC DS3800HXPA1D1D USPP DS3800HXPA1D1D
RELIANCE ELECTRIC 0-55333-1 USPP 0553331
Asea Brown Boveri ABB Axodyn Servo Drive D05010/R0004
TEXAS INSTRUMENTS 500-2151-A POWER SUPPLY 5002151A
Texas Instruments 500-5052 Resistance Temp Detector TI
TEXAS INSTRUMENTS PLC 530-6202 NSFP 5306202
KOLLMORGEN SEIDEL 60WKS-M240/06-?PB USPP 60WKSM24006PB
ALLEN BRADLEY 2094-BL75S USPP 2094BL75S
Panasonic MFA005LD2BPJ THK SX EX-485 AC Servo Motor 50W 3000RPM .16NM W/Bearing
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-7028A USPP 5057028A
Panasonic AC Servo Driver MSDA***1A1A NIB
Texas Instruments 500-5047
KOLLMORGEN IND BDS***-206 NSPP BDS***206
TEXAS INSTRUMENTS PLC 128-1114 NSFP 1281114
TEXAS INSTRUMENTS 110V 16 POINT INPUT MODULE #500-5001
TEXAS INSTRUMENTS PLC 24-901-30-000 USPP 2490130000
Texas Instruments 435-CPU
ASEA BROWN BOVERI 3ASD573001A1 USPP 3ASD573001A1
ALLEN BRADLEY 8000-MDB USPP 8000MDB
NIB TEXAS INSTRUMENTS 305-25N INPUT MODULE
Texas Instruments 500-5052 Resistance Temp Detector TI
ASEA BROWN BOVERI PSD110-1MM4 USPP PSD1101MM4
ORMEC SACS19E/101B USPP SACS19E101B
SIEMENS C79458L-2343A2 NSFP C79458L2343A2