PLC和觸摸屏在低封爐控制系統的應用
1 引言
低封爐是CRT生產過程中重要環節之一,主要用于通過焙燒使屏錐封接。它一般包括爐體、驅動裝置、置換裝置及爐上欄桿踏臺等幾部分。爐體包括爐本體、網帶導軌、RC風機以及加熱器等幾部分。爐本體由優質碳素鋼及不銹鋼組成,內填保溫棉,循環風道由不銹鋼內腔板組成。RC風機起攪拌作用,使爐內溫度均勻性好。加熱器由優質電熱絲和不銹鋼框架組成,起到恒溫作用。驅動部設有自動張緊裝置及網帶跑偏調節機構,主要是通過變頻器實現網帶速度連續可調,使工件在爐體內勻速移動。
下面以BMCC5L低封爐延長為例說明其控制系統部分的實現,它主要包括低壓受電柜,3個加熱柜和溫控柜。其工作原理是:低壓受電柜提供爐上風機、熱絲等電源,通過溫控柜內的控溫器設定溫度,用控溫器的輸出控制加熱柜中的電力調整器,調整器的輸出控制加熱器,調整爐體溫度, 達到工藝要求溫度。在溫度控制柜內有一套PLC系統和觸摸屏,實現整個系統自動開機,自動關機,故障隨時報警等功能,達到實時監控的作用。本系統主要是完成14個加熱區的加熱絲、RC風機、排風機、冷風機以及后8個區冷卻閥的控制。
2 控制系統硬件配置
本系統共有260點:數字量輸入162點,數字量輸出98點。控制系統采用OMRON公司的C200HG-CPU43,屬于中型PLC,內有RS232通訊口,它能滿足較高性能的要求。基板最多10個槽,這樣每個槽26點,需要使用32點的模塊,所以輸入選用高密集型的C200H-ID216,輸出選用組2高密度晶體管輸出單元C200H-OD215,由此可知6個輸入模塊,4個輸出模塊。再者在該系統中增加一塊串性通信板C200HW-COM06,通過RS232口與觸摸屏通訊,達到人機交換。在監控方面采用的是digital公司的GP577R-TC41-24VP,實現手動控制和監控報警。其系統硬件配置如下:
溫控柜面板上的控溫器控制低封爐爐溫,具有PID調節功能,與加熱柜內的SCR電力調整器配合使用,可實現加熱器的電壓在0~100%范圍內調節,根據設定溫度與當前溫度的差值,自動調節輸出到加熱器上的電壓值,從而使爐內溫度獲得精確控制。
加熱柜為低封爐的加熱器提供電源,內裝有電力調整器,由溫度控制柜內的溫控來自動調節其輸出功率,達到控溫的目的。該部分別控制新增1~14區加熱。柜中,裝有空氣開關為新增1~14區電力調整器SCR提供電源。SCR調整器上裝有能夠顯示各相電壓,電流大小,輸出功率大小等的顯示面板。此面板還可以顯示出SCR調整器的異常狀態。
風機動力部分為低封爐的RC風機,以及排風機、冷風機提供電源,其電源通斷也由空氣開關控制。通過交流接觸器在給定電流范圍內輸出到各風機,控制其運行與停止。
3 控制系統軟件設計
當低封爐總匯流排給電后,受電柜面板上電源指示燈亮,再依次給各加熱柜和溫控柜上電,相對應的指示燈亮。本系統主要是根據溫控柜各按鈕如圖2,通過手動或自動模式完成爐上各區熱絲、風機和冷卻閥的自動啟動和關閉,以及實時監控其狀態,是否有異常情況發生。系統控制流程如圖3所示。
為了節約篇幅在此不再給出梯形圖,下面對流程圖給予解釋。PLC上電后,首先判定各風機是否全開,只有風機全開才能使加熱絲工作。進行模式選擇,主要有自動和手動兩種狀態。在自動模式,按動面板上自動啟動按鈕,自動燈亮,這樣風機自動開移位寄存器運行,各區風機自動逐次開。當所有風機全部工作后,加熱塊1自動啟動,這樣1~5區加熱移位寄存器運行,使得1~5區加熱絲開始工作。隨后加熱塊2自動啟動,6~14區加熱移位寄存器運行,使得6~14區加熱絲開始工作。從而根據工藝要求各區設定溫度進行PID自動調節,直至滿足要求。當需要停止生產時,則要使熱絲和風機停止工作。這樣按動控制柜上自動停止按鈕,這樣各區熱絲逐次停止工作。此時進行自動停計時,時間到自動停止各區風機。