6ES5464-8MD11模块

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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，系统通信速率高、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，以保证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*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保证。

Panasonic AC Servo Driver MCDDT3520003 New in Box Free ship
ACCURAY 18383-004 USPP 18383004
TEXAS INSTRUMENTS PLC 100-3101 NSFP 1003101
TEXAS INSTRUMENTS PLC PM550-112 USPP PM550112
TEXAS INSTRUMENTS PLC 560-2128 NSPP 5602128
FLUID POWER DIVISION 07.00CTBHB2AUS​43AC-7.00 NSPP 0700CTBHB2AUS4​3A
Texas Instruments (Siemens) Mdl: 500-5039 I/F Module
Panasonic Minas MSD023A1X05 AC Servo Driver Free Ship
ALLEN BRADLEY 1756-L55M12 USPP 1756L55M12
TEXAS INSTRUMENTS PLC 575-4616 NSFP 5754616
ASEA BROWN BOVERI 57520001-CY USPP 57520001CY
ASEA BROWN BOVERI 57510001-AA/5 USPP 57510001AA5
PERCEPTRON 310-0785-05 5M CABLE (RJ45), NNB
ROBOTRON 710-AP USPP 710AP
Panasonic AC Servo Driver MDDA303A1A Free Ship
PANASONIC MINAS AC SERVO DRIVER DV88003LFGAE AJL 100V
ALLEN BRADLEY 1784-KTC NSFP 1784KTC
ASEA BROWN BOVERI DCS502-0100-51​-2102100 USPP DCS50201005121​02
PANASONIC MFA024LA2NS 240W 3500RPM AC SERVO MOTOR*NNB*
ALLEN BRADLEY 2801-YC USPP 2801YC
PANASONIC AC SERVO DRIVER MSD011A1XX18 Free Ship
SIEMENS 1FK70447-AH71-​1EG0 NSFP 1FK70447AH711E​G0
FOXBORO 760CSA-2A-1 NSFP 760CSA2A1
FANUC A06B-0143-B075 USPP A06B0143B075
Panasonic MUMA042A3E 400W AC Servo Motor Free Ship
RANSBURG 75780-00 NSPP 7578000
Texas Instruments Model 500 16 I/O Rack and Modules
TELEMECANIQUE TSX-BMP-010 USPP TSXBMP010
ASEA BROWN BOVERI 5736045-N USPP 5736045N
ALLEN BRADLEY 1336S-BRF15-AE​-EN5 NSFP 1336SBRF15AEEN​5
GETTYS 120-166-005 NSFP 120166005
PANASONIC MINAS AC SERVO MDD083 750W W/MOTOR CNC
RELIANCE ELECTRIC 41040358BB FNFP 41040358BB
Matsushita Panasonic MSD023A2XXV AC Servo Driver
ASEA BROWN BOVERI ACS601-0020-4-​000B1200801 USPP ACS60100204000​B1
TEXAS INSTRUMENTS PLC U-01Z USPP U01Z
TEXAS INSTRUMENTS PLC 315-10T NSFP 31510T
TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-CP1434TF NSFP 505CP1434TF
TEXAS INSTRUMENTS PLC 5TI-5011 NSPP 5TI5011
SANYO DENKI P80B22350HBV27 USPP P80B22350HBV27
VAISALA SENSOR SYS MMT337 NSPP MMT337
USED Perceptron 147 Serial Board 495-0102-01 093097-003
ASEA BROWN BOVERI 57288001 NSFP 57288001
TEXAS INSTRUMENTS PLC 24-901-30-000 NSPP 2490130000
TEXAS INSTRUMENTS 500-5001 INPUT MODULE LOT 5005001
CUTLER HAMMER 2D82302G01 USPP 2D82302G01
TOSHIBA 2N3B2547-A5 USPP 2N3B2547A5
LAMARCHE A12B-20-48V USPP A12B2048V
SQUARE D ATV-58NU90N4KU USPP ATV58NU90N4KU
Texas Instruments 500-5056 Output Module 20-132V ! WOW !
ASEA BROWN BOVERI IOP-05 USPP IOP05
Texas Instruments 330-07
SQUARE D MA36800 USPP MA36800
Panasonic AC Servo Motor MHMD082P1U
DENSO MSM082Q2U Panasonic SERVO MOTOR
ASEA BROWN BOVERI ACS501-010-6-X​00P5 USPP ACS5010106X00P​5
TEXAS INSTRUMENTS PLC 510 USPP 510
ALLEN BRADLEY 2711-TC1 USPP 2711TC1
BALLUFF BSW-113-493-X6​4-12L3 NSFP BSW113493X6412​L3
Panasonic AC Servo Motor MSM011A1E Free Ship
ASEA BROWN BOVERI YB560103-BE NSPP YB560103BE
TEXAS INSTRUMENTS PLC MP6000 USPP MP6000
ALLEN BRADLEY 1326AB-B515E-2​1-L USPP 1326ABB515E21L

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