辊道窑炉多功能触摸屏全自动温度控制系统

宿志影

摘要：多功能触摸屏温度全自动控制系统是技术比较领先、性能完善、功能最佳的温控系统，采用多组态为主机加专用温度模块PID控制，多曲线监控方式。辊道窑炉多功能触摸屏控制系统利于节省成本，提高温度控制精度，操作简单，便于实时记录整个设备的运行情况等设计开发。硬件有威纶通触摸屏MT6100IV2、永宏PLC - FBS-60MAR2-AC、泛达温控模块、泛达SCR可控硅、虹盛多功能电功表CP500、科姆龙变频器KV2000等。

关键词： 永宏PLC；温度模块；威纶通触摸屏（HMI）；温度控制系统；辊道窑；

引言：辊道窑以转动的辊子作为坯体运载工具，一种连续式的快速烧成窑炉。主要以环保节能，受热均匀和快速烧制陶瓷等功能特点。

1.传统辊道窑炉的缺点分析

传统辊道窑炉的每个控制点都是独立按钮控制，并且都是通过继电器控制动作。每个区的温度是单独温控表控制。缺点一按钮太多，操作起来繁琐，人员要经常操作，浪费人力。一旦设备出现故障，不容易马上找到原因，不便于马上解决问题。缺点二温度控制精度低，由于是固态继电器控制（SSR），温度范围波动大。整个辊道窑温度监控方面需要人员经常手动记录温度，通过电脑生成曲线才能进行分析，不能及时修正正确的温度。这样会导致因烧成温度偏高或偏低，高温保温时间控制不当，烧成温差大等原因导致陶瓷变形、开裂、起泡等。采用PLC来取代继电器电路，可以大大降低控制电路的故障率，增强系统的稳定性，提高生产率。

2.辊道窑的工作原理

陶瓷坯体可直接置于辊子上或坯体先放在垫板上，再将热板放在辊子上，由于辊子不断转动，可以使坯体依序不断转动。辊道窑的结构主要是分为12个区，每个区都是温度模块控制可控硅（SCR）达到精准控制温度，温差可以控制到±0.1℃。并且分为上下两层温度监测点。从第一区开始预热，温度逐区升高，升到最高温度后均匀受热一段时间后，开始逐区降温，最后两个区开始冷却。从而完成了陶瓷整个过程的烧制。

3.辊道窑的控制设计

触摸屏（HMI）和PLC、温控模块、可控硅SCR、热电偶、风机、变频器等组成。第一路HMI通过RS232通讯操控PLC。PLC全自动控制运风风机和轨道变频马达、温度加热等。第二路HMI通过RS485主从通讯多组温度模块，实时采集更新多组温度。如图1控制原理和电路示意图。

4.程序的设计

主画面主要是为了方便控制和监控，有启动和停止按钮，一键启动操作功能。一键启动后整台设备全部自动运行，并且会有记录显示状态，记录机器运行情况。一旦有故障可以准确定位。发现问题及时解决问题。

温度控制区可以在触摸屏上任意切换操控12个区的温度，可以设置参数和自动PID调节。非常方便，比传统辊道窑单个温控表设定温度，节省了很多时间，提高了产能。

此多组自由曲线总共有12个区，每个区的温度都是独立的显示和设定。将12个区的控温点连接成自由曲线。12个区目标温度组成一条曲线，实时温度组成一条曲线，当实时温度曲线和设定温度曲线重合的时候说明控制温度非常准确，一旦哪个区有不重合的地方说明哪个区温度有问题，可以快速找出原因，清晰分析出问题。准确控制温度，从而节省时间和人力。如图2控制画面示意图。

可以任意增加多组工艺配方，一键选择对应产品的工艺，设定值自动生成，方便快捷。

5.温度数据和设备运行

通过实践和测试得出以下准确数据，通过以下数据可以烧制很好的陶瓷产品。设备运行烧制产品生产过程中。如图3数据和生产过程图。

6.结语

多功能触摸屏全自动温度控制系统是专业PID闭环控制和自适应模糊控制，12个回路可任意组合分别跟踪12条曲线，20段程序工艺曲线设定和在线修改，停电断点保护和热启动功能，可控硅零触发调功或移相调压自由选择。可以设定曲线、实时曲线及历史曲线显示记录，动态参数表格、棒图显示，故障语音报警。管理功能有储存工艺曲线，历史曲线显示、保存和打印，具有无纸记录仪功能。操作简便，抗工业现场干扰，适应能力强。是目前先进的温控设备。具体实现以下功能：

1）自动实现多区控温曲线实时趋势图。

2）运行日志历史数据查询。

3）系统参数调试。

4）风机动态模拟控制。

5）电量、电流等数据采集。

6）历史报警查询。

7）配方。

本文主要通过实际检验和温度精确调节，烧制精美的陶瓷产品。达到节省成本，提高温度控制精度，操作简单等要求。

参考文献：

[1]彭建华，《砖瓦世界》，新型辊道窑Heimsoth窯炉介绍.1992（12）：16-17.

[2]钟勤.张军剑，《陶瓷研究》.辊道窑电气控制系统的改造.2009，24（1）：97-98.