三菱Q64TCTTBWN模塊在隧道窯溫控中的應(yīng)用

張世生

摘要：結(jié)合隧道窯的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)氧化鋯隧道窯的控制工藝進(jìn)行了研究，給出了溫控曲線和燒嘴排布，以及窯車在預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶的分布。采用強(qiáng)大溫控功能的Q64TCTTBWN模塊，對(duì)其進(jìn)行模塊組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，利用Q系列PLC進(jìn)行控制，GOT觸摸屏進(jìn)行交互，達(dá)到了很好的控制效果。

關(guān)鍵詞：Q64TCTTBWN；隧道窯；溫控

1.隧道窯溫控工藝

隧道窯一種連續(xù)式燒成設(shè)備，具有連續(xù)化、周期短、質(zhì)量高、熱效率高、溫度均勻、節(jié)省勞力、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。本項(xiàng)目使用了41米長(zhǎng)隧道窯，年產(chǎn)3千噸的氧化鋯，采用一次碼燒隧逍窯，預(yù)熱和燒成共用一條隧道，窯上設(shè)預(yù)熱和燒成兩套工作系統(tǒng)，在適當(dāng)?shù)牟课挥脷饬鲗㈩A(yù)熱帶和燒成段分開(kāi)。本項(xiàng)目中窯內(nèi)可存27輛窯車，符合溫控曲線要求。

在溫控工藝中，要求燒成帶溫度穩(wěn)定在1100度，其它如加熱帶（1-8號(hào)窯車）、冷卻帶（19-25號(hào)窯車）溫度由窯內(nèi)氣流控制實(shí)現(xiàn)，不需燒嘴控溫。有10個(gè)煤氣閥，由電動(dòng)執(zhí)行器的正反轉(zhuǎn)控制其開(kāi)度，自帶積分環(huán)節(jié)。每個(gè)閥門帶3個(gè)燒嘴，共30只燒嘴，排布合理。

2.溫控模塊Q64TCTTBWN

溫控模塊Q64TCTTBWN是三菱公司的自動(dòng)化產(chǎn)品，其主要性能如下：

1.1 四路控制

可同時(shí)進(jìn)行4個(gè)環(huán)路的溫度采集、4點(diǎn)輸出控制，即只有2路輸出控制。本項(xiàng)目中共10個(gè)環(huán)路，需3塊溫控模塊，2路采集閑置備用，外加8點(diǎn)輸出控制。

1.2 傳感器校正功能

如果實(shí)際溫度和測(cè)得的溫度（PV）之間有偏差，可通過(guò)設(shè)置傳感器的修正值消除偏差。E2PROM的設(shè)定值備份，晶體管輸出脈沖，控制輸出周期：1～100s，本項(xiàng)目為60s。

1.3 簡(jiǎn)潔的調(diào)節(jié)控制

Q64TC可采用缺省的PID常數(shù)（比例帶（P）、積分時(shí)間（I）、微分時(shí)間（D））和溫度設(shè)定值（目標(biāo)值：SV），自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)控制進(jìn)行。溫度控制系統(tǒng)采用2位置ON/OFF脈沖控制。

3.參數(shù)設(shè)置

（1）模式修改

本項(xiàng)目使用GX Work2軟件編程，在“工程”中添加“溫度調(diào)節(jié)模塊”，設(shè)置插槽號(hào)和起始地址。模塊默認(rèn)控制模式為“0：標(biāo)準(zhǔn)控制”，需更改為“2：加熱冷卻控制”。修改參數(shù)后，需寫入溫控模塊的EEPROM中，若起始地址為H30，利用“當(dāng)前值更改”，在線修改步驟如下：

1）Y31 OFF（設(shè)置模式）

2）Y39 ON （恢復(fù)系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)）

3）X39 ON后Y39 OFF

4）Y3B ON

5）X3B ON 后Y3B OFF（參數(shù)更改生效）

6）Y38 ON， 預(yù)計(jì)10秒后X38 ON （EEPROM寫操作）

7）X38 ON后Y38 OFF

8）CPU復(fù)位

9）寫入設(shè)定好的智能模塊參數(shù)后先不復(fù)位或斷電

10）Y3B ON

11）X3B ON 后Y3B OFF（參數(shù)更改生效）

12）Y38 ON， 預(yù)計(jì)10秒后X38 ON （EEPROM寫操作）

13）X38 ON后Y38 OFF

14）CPU復(fù)位

15）Y31 ON

在“參數(shù)”中清除掩碼便可。可在“智能功能模塊監(jiān)視”中，監(jiān)視修改結(jié)果。也可編程，利用程序完成模式修改，但上述過(guò)程更為簡(jiǎn)潔。

（2）參數(shù)設(shè)置

在“參數(shù)”標(biāo)簽中，選擇傳感器為S型熱電偶（0-1700°C），比例帶3.0%，冷卻帶為3.0%，周期為60s，死區(qū)設(shè)置3.0%，如果參數(shù)設(shè)置不合理，模塊錯(cuò)誤指示燈會(huì)閃爍，模塊停止工作，直至正確。也可利用觸摸屏，對(duì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置。

4.運(yùn)行控制

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，以GOT200觸摸屏為人機(jī)界面，對(duì)每一回路需顯示車位、設(shè)置溫度、實(shí)時(shí)溫度、狀態(tài)切換、運(yùn)行狀態(tài)（手動(dòng)或自動(dòng)）、閥門開(kāi)度、PV值、PID參數(shù)。

程序設(shè)計(jì)中，初始化時(shí)，啟動(dòng)3個(gè)溫控模塊，但停止各個(gè)回路；回路處于手動(dòng)狀態(tài)，可進(jìn)行手動(dòng)增大或減小閥門控制；點(diǎn)擊自動(dòng)按鈕，回路自控溫控，但最小開(kāi)度不低于30%，以免閥門滅火（最好采用機(jī)械調(diào)節(jié)，確保閥門不滅火）；若實(shí)時(shí)溫度與設(shè)置溫度的溫差超過(guò)5度，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，進(jìn)入手動(dòng)溫控，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

5.結(jié)論

通過(guò)對(duì)氧化鋯隧道窯的控制工藝進(jìn)行了研究，給出了溫控曲線和燒嘴排布，以及窯車在預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶的分布。采用溫控模塊Q64TCTTBWN，對(duì)其進(jìn)行修改工作描述和設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，利用Q系列PLC進(jìn)行控制，GOT觸摸屏進(jìn)行交互控制，實(shí)際控制溫度誤差不超過(guò)5度，產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯錄.隧道窯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其溫度控制研究[J].東北大學(xué)，2008

[2]陸永.耕隧道窯溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].西安：工業(yè)加熱，2002，第1期：51-52

[3]張路寧.硅碳棒在鋁液保溫爐上的應(yīng)用[J].冶金能源，2006第25期

[4]陳香杉.基于MPSO優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道窯溫度控制，控制工程，2012，S1期endprint