基于PLC的工業電爐控制設計

摘 要：本設計利用PLC的DP網絡實現自動控制工業電爐。在硬件結構上采用多重保護，程序中采用時限保護，使得系統具有結構合理，可靠性高，可擴展范圍廣等特點；并采用了觸摸屏的人機界面，使操作使用更加方便，更加直觀。人員操作更為便捷、靈活，更加人性化；采用了監控組態軟件配以工控機，充分利用其強大的實時性、開放性和網絡功能，實現了對此系統的計算機監控。使系統數據能夠通過DP網絡進行遠程監控及數據傳輸更加安全、穩定。

關鍵詞：熱處理；組態軟件；DP網絡；人機界面

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-01

隨著計算機技術和自動化技術的發展，計算機控制系統的廣泛應用于工業自動化中，極大地提高了工廠裝備的技術水平、促進了生產集成化、提高了產品質量、保證了生產的安全可靠。PLC已成為工業自動化的三大支柱之一。但是在一些老的工業電爐熱處理生產線中，控制方面有的還停留在老式的繼電器控制，人工操作等生產模式，既浪費資源而且生產效率、企業效益也不高，迫切的需要設備的技術改造。自動化控制的實現將使先進工藝、生產設備、生產經驗相結合在一起，使熱處理的自動控制有中心工控機完全監視，使得生產流程更加直觀，可見度更高，可控性更好。有利于降低成本，生產安全可靠。

一、系統結構和工藝流程圖

熱處理工業爐由工業爐進料門為A門，風冷室進料門為B門，風冷室出料門為C門和工業爐的出料門為D門控制。首先通過手動調整實現系統初始化狀態，當自動流程啟動以后，首先檢測風冷室里的溫度是否達到要求的溫度，溫度達到之后，C門開啟，當C門到達上限位的時候，C門的絲杠推桿開始前推，直到絲杠觸及到前限位開關后推桿后退，當后退觸及后限位開關的時候C門開始關閉，當絲杠觸及到后限位開關的時候停止，而門碰到下限位開關的時候同樣也是停止。這時靠近D門的料盤觸及到了D門的料位限位開關，D門開始開啟，當觸及到上限位開關的時候停止，同時D門絲杠開始前進，到達前限位停止，同時開始后撤，這個時候將最靠近D門的料盤拖出，當D桿觸及到中限位的時候，料盤已經脫離了門的位置，這個時候D門開始關閉，當D桿觸及到后限位停止，而D門觸及到下限位也停止。當C門關閉的同時，B門開啟，到達上限位停止，B門的軟推桿開始向前推，使料盤進入風冷室，B軟推桿到達前限位之后停止，B軟桿開始后退，當B軟桿推到中限位的時候，B門開始關閉，當B桿到達后限位后停止后退，門到達下限位停止下降，此時，A門上升，當到達上限位后停止上升，同時，A門的絲杠推桿開始前推，到達前限位停止前進并開始后撤，當A絲杠到達中限位的時候，A門開始下落，直到觸及到下限位開關，門停止下落，此時A絲杠也觸及到后限位，停止后退。下一循環開始。

二、系統硬件設計

工業電路系統的結構圖設計如圖1。

（1）PLC的選擇。PLC選用西門子公司的S7300系列的315-2DP，PS307 2A； SM321、SM322模塊各兩個，SM334模塊、ET200M各一個。

（2）上位機及人機界面。我們選擇研祥的工控機，配置為奔四3.0，2G內存，80G硬盤，其他均為主流配置。觸摸屏縱橫科技的TPC080TC-A8，CPU主頻1.2G，內存512MB，分辨率800*600。

（3）網絡硬件及電纜選擇。采用網絡結構，選擇西門子的S7系列315-2DP，含有兩個DP口，滿足PROFIBUS-DP網絡的構建。

三、軟件設計

由于篇幅限制，程序部分只畫出主程序順序功能圖2。

四、上位機設計

整個系統就動態的反映在工控機上了。工控機監控界面如圖3。

這里可以清楚的監控到各個部分的動作，以及風冷室溫度的采集，并且可以對其進行部分控制。

五、觸摸屏界面設計

只給出系統觸摸屏控制監控畫面，如圖4。

六、結束語

采用推桿式連續電爐金屬加工熱處理生產工藝自動循環控制有以下優點（1）實用性好；（2）可靠性高；（3）系統功能強；（4）靈活性高、可擴充性強；（5）系統采用工業DP網絡；（6）系統采用觸摸屏與控制面板相結合的方式，使現場控制方式更加方便靈活，易于控制，系統更加可靠。

參考文獻：

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[5]馬國華.監控組態軟件及其應用.北京：清華大學出版社，2001.

[作者簡介]王瑋（1984-），女，山東龍口人，講師，研究方向：自動化教學；王永強（1981-），男，山東招遠人，講師，研究方向：自動化教學、基于PLC的工業電爐控制設計。