一>、引言
隧道窯是一種連續式窯爐，主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等燒制，就其結構而言主要由預熱區、高溫區、急冷區和緩冷區組成，隧道窯的控制涉及風機的控制、溫度的檢測、壓力的檢測，溫度的控制、壓力的控制以及其它控制。將 CAN總線技術應用在隧道窯控制系統，可以很好地滿足溫度和壓力實時控制的要求，系統通信速率高、穩定性強，而工業級人機界面的參與，使得控制系統更加直觀化，易于用戶使用和操作。下面以河北唐山某陶瓷廠的一條隧道窯為案例，介紹其控制系統的實現過程。
下面以是EASY系列的PLC以及AD模塊成功應用于湖北黃岡“華窯集團中亞窯爐公司”隧道窯的控制系統為例，介紹其控制系統的實現過程。

二>、用戶資料
1、溫度控制區8組。
2、溫度顯示區10組。
3、熱電偶：18支。
其中： K分度11支
S分度7支
4、風機選型
排煙風機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
助燃風機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
急冷風機： 11kw 一開一備 （變頻）
抽熱風機： 15kw 一開一備 要星-三角啟動。
快冷風機： 7.5kw 一開一備 直接啟動。
軸流風機： 0.18kw 8臺 直接啟動
5、安全連鎖。
開關量互鎖：必須是硬件互鎖和軟件互鎖。在設計時進一步落實工藝互鎖要求。
6、使用人機界面控制
現場設人機界面，所有操作均可在人機界面上完成；
面板按鈕與人機界面按鈕互為備份。（集中分散型控制）
7.關控制信息能傳到計算機，計算機只作信息管理用，不參與控制。
計算機畫面應含有：現場模擬圖、溫度實時曲線圖、控制設定曲線圖、歷史趨勢曲線圖、并完成報表打印功能。

三>、解決方案
1.溫度采集部分
10支熱電偶，K、S兩種分度號。選用每路每路分度號均可設的CAN—1216溫度采集模塊。

2.溫度控制部分
18點溫度中，其中8點（設計時需指定）用來作溫度控制用。在這8點溫度控制中，其中7點是控制執行器閥位值，改變燃料注入量，從而使溫度穩定。另外一點是控制急冷變頻器輸出頻率，改變急冷風機運行速度，從而使急冷區溫度變化。其它因素由人工調整（如助燃風、燃氣壓力等）。
每個控溫度點占用一路模擬量輸出，急冷變頻器占用一路模擬量輸出，執行器采取開度定位方式。
因此溫度控制占用：
8路模擬量（輸入、輸出）。
3.相關風機部分
①、排煙風機控制。
排煙風機一用一備，二者邏輯上互鎖，但電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關輸出點（主、星、三角），占三個開關輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風機控制占用：
6點開關輸入：（啟動、停止、故障）*2。
6點開關輸出：（主、星、三角）*2。
②助燃風機控制。
助燃風機一用一備，二者邏輯上互鎖，但電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關輸出點（主、星、三角），占三個開關輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風機控制占用：
6點開關輸入：（啟動、停止、故障）*2。
6點開關輸出：（主、星、三角）*2。
③、急冷風機控制。
急冷風機快慢由變頻器調整，通過PLC內部PID運算輸出4-20mA標準信號，來控制變頻器的輸出頻率。同時在人機界面也可以實行手自動切換進行控制。因此急冷風機占用：
5點開關輸入：急冷A啟動、急冷B啟動、急冷停止、急冷A故障、急冷B故障
2點開關輸出：（運行控制）*2。
1點模擬輸出：頻率調節（手自動調節）。
④、抽熱風機控制。
抽熱風機一用一備，二者邏輯上互鎖，但電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關輸出點（主、星、三角），占三個開關輸入點（啟動、停止、故障），因此抽熱風機控制占用：
6點開關輸入：（啟動、停止、故障）*2。
6點開關輸出：（主、星、三角）*2。
⑤、快冷風機控制。
快冷風機一開一備，直接輸出控制，因此占用：
6點開關量輸入：（啟動、停止、故障）*2。
2點開關量輸出：（運行控制）*2。
⑥、軸流風機控制。
軸流風機：0.18kw 8臺，直接輸出控制，因此占用：
3點開關量輸入：啟動、停止、故障。
1點開關量輸出：運行控制。
⑦、安全連鎖。
開關量互鎖：必須的硬件互鎖和軟件互鎖。在設計時進一步落實工藝互鎖要求。
4、系統構架
據以上統計，有溫度采集8點；
開關量輸入：49點模擬量輸入：8點
開關量輸出；34點模擬量輸出；8點
故需選用：溫度采集模塊：CAN—AD1216 1臺
溫度控制：EASY—M0808R—A0404NB 2臺
風機控制部分采用：Easy-M1608R 2臺
另外做主站的PLC（Easy-M1608R）1臺，用于拖車部分的PLC（Easy-M1608R）4臺
每塊CAN-AD1216：
有16路溫度輸入
有與CAN網連接的現場總線接口，以便于各采集模塊相連以及Easy系列的PLC相連組成網絡。
每臺Easy-M0808R-A0404NB：
有8點開關量輸入、8點開關量輸出。有4路模擬量輸入、4路模擬量輸出。
有與CAN網連接的現場總線接口，以便于各采集模塊相連。
有與通用人機界面相連的RS0串口，便于現場監示和操作。
有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。
每臺塊Easy-M2416R：
有24點開關量輸入、16點開關量輸出。
有與CAN網連接的現場總線接口，以便于各采集模塊相連。
有與通用人機界面相連的RS0串口，便于現場監示和操作。
有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。
每臺塊Easy-M1608R：
有16點開關量輸入、8點開關量輸出。
有與CAN網連接的現場總線接口，以便于各采集模塊相連。
有與通用人機界面相連的RS0串口，便于現場監示和操作。
有與計算相連的RS1串口，便于計算機記錄管理。
另外做主站的PLC（Easy-M1608R）1臺，用于拖車部分的PLC（Easy-M1608R）4臺
顯示控制的人機界面一臺（10.4英寸，真彩色），用于監控的普通計算機一臺。
其他電器部分：
變頻器，開關電源，空氣開關，接觸器，繼電器，按鈕，指示燈，報警器，柜體。

其中控制部分的硬件價格為：
CAN-AD1216A一臺價格為1680元
Easy-M2416R兩臺價格為1680×2=3360元
Easy-M0808R-A0404NB兩臺價格為1680×2=3360元
Easy-M1608R五臺價格為1280×5=6400元
人機界面一臺價格為12000元
總計價格為：26800元


四>、控制結構圖

控制結構圖

五>、PLC接線示意圖

1#從站接線示意圖

2#從站接線示意圖

3#從站接線示意圖

4#從站接線示意圖


注：其中主站與拖車部分（6#從站-9#從站）的PLC接線示意圖略
六>、系統功能的實現
1．所有的風機控制和電磁閥以及拖車都是由PLC的開關量控制。
下面是排煙風機A的星--三角控制程序的梯形圖程序：

2．模擬量溫度采集由一臺AD1216采集。
3．所有的模擬量控制都由Easy-M0808R-A0404NB完成，溫度由Easy-M0808R-A0404NB經過PID調節輸出（4-20mA給執行器和變頻器），控制執行器與變頻器從而控制窯爐的溫度；
下面是其中一路PID輸出控制執行器的梯形圖程序：







4．所有的控制設備組成了一個網絡，整個CAN總線網絡互聯由CANSET軟件來實現,它是圖形化界面的軟件,設置起來十分簡便,并且在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。CANSET軟件能很輕松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。處于下層網絡的AD，以及從站PLC設備，遵循CANBUS協議的接口，能很方便的聯入CAN總線網絡中，構成系統的主體。（CAN網絡的數據線在300米以內都為最佳傳輸距離）

5．相關信息通過RS485網絡傳到計算機，計算機只作信息管理用，不參與控制。
在計算機中包含有：現場模擬圖、溫度實時曲線圖、控制設定曲線圖、歷史趨勢曲線圖、并完成報表打印功能。其中在計算機中的各個曲線圖每隔2分鐘自動保存一次。

七、 人機界面操作說明

主畫面由四部份組成，上面是日期時間顯示與警報走馬燈及中英文切