本發(fā)明屬于隧道窯技術(shù)領域，特別涉及一種隧道窯控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隧道窯是一種連續(xù)式窯爐，隧道窯內(nèi)依次設有預熱帶、燒成帶和冷卻帶，主要用于建筑陶瓷、工業(yè)陶瓷等燒制。通常預熱帶內(nèi)設有排煙風機，穿過預熱帶和燒成帶的臺車的下方設有車下風機，燒成帶內(nèi)設有助燃風機，冷卻帶內(nèi)設有抽熱風機。現(xiàn)有技術(shù)中，隧道窯的控制一般通過人工來完成，例如對排煙風機、助燃風機、車下風機和抽熱風機的輸出功率的控制。這種方式使產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，隧道窯的運行可靠性低、不靈活、適應性差，最終導致產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種隧道窯控制系統(tǒng)，以體提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種隧道窯控制系統(tǒng)，所述隧道窯內(nèi)依次設有預熱帶、燒成帶和冷卻帶，所述隧道窯控制系統(tǒng)包括

第一上位機，其用于對所述隧道窯進行實時監(jiān)控；

第二上位機，其用于對所述隧道窯內(nèi)的臺車信息進行跟蹤和對產(chǎn)品信息進行查詢；

下位機，其通過現(xiàn)場總線與所述第一上位機和第二上位機分別連接，用于對過程數(shù)據(jù)進行采集處理；

多個控制單元，其分別與所述下位機連接，用于實現(xiàn)多個所述控制單元的控制功能；

電源，其通過緊急關(guān)閉按鈕與所述第一上位機、第二上位機、下位機和多個控制單元分別電性連接。

作為優(yōu)選，所述多個所述控制單元包括有：

排煙風機壓力控制單元，其用于檢測和控制所述預熱帶內(nèi)的壓力；

車下壓力平衡控制單元，其用于檢測和控制所述預熱帶和燒成帶內(nèi)的車下壓力；

煙氣氧含量控制單元，其用于檢測和控制所述預熱帶和燒成帶之間的氧含量；

溫度控制單元，其用于檢測和控制所述燒成帶內(nèi)的溫度；

助燃風流量控制單元，其用于檢測和控制所述燒成帶內(nèi)的助燃風流量；

抽熱風控制單元，其用于檢測和控制所述冷卻帶內(nèi)的抽熱風流量。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述排煙風機壓力控制單元包括第一變頻器和設于所述預熱帶內(nèi)的第一壓力傳感器和排煙風機，所述第一變頻器與排煙風機連接，所述第一變頻器和第一壓力傳感器分別與所述下位機信號連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述車下壓力平衡控制單元包括第二變頻器、第二壓力傳感器、第三變頻器、第三壓力傳感器、第一車下風機和第二車下風機，所述第二壓力傳感器和第一車下風機設于所述預熱帶內(nèi)，所述第二壓力傳感器和第二車下風機設于所述燒成帶內(nèi)，所述第二變頻器和第三變頻器均與所述下位機信號連接，且分別與所述第一車下風機和第二車下風機連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述煙氣氧含量控制單元包括第一單回路控制器和設于所述燒成帶和預熱帶之間用于檢測煙氣中含氧量的氧量計，所述第一單回路控制器分別與氧量計和下位機信號連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述溫度控制單元包括第二單回路控制器、溫度變送器和設于所述燒成帶內(nèi)的溫度檢測元件，所述溫度變送器與溫度檢測元件連接，用于將溫度檢測元件測得的溫度信號轉(zhuǎn)換為電流信號，所述第二單回路控制器與所述溫度變送器和天然氣電動調(diào)節(jié)閥分別連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第一單回路控制器和第二單回路控制器均為溫度控制器。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述溫度檢測元件為紅外線溫度計。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述助燃風流量控制單元包括第四變頻器和設于所述燒成帶內(nèi)的第一流量傳感器和助燃風機，所述第四變頻器與助燃風機連接，所述第四變頻器和第一流量傳感器分別與所述下位機連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述抽熱風控制單元包括第五變頻器和設于所述冷卻帶內(nèi)的第二流量傳感器和抽熱風機，所述第五變頻器與抽熱風機連接，所述第五變頻器和第二流量傳感器分別與所述下位機連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第二上位機連接有打印機。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第一上位機和第二上位機均為工控機。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述現(xiàn)場總線為工業(yè)以太網(wǎng)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述緊急關(guān)閉按鈕為脫扣按鈕。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述下位機為plc。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：本發(fā)明通過上位機、下位機和多個控制單元實現(xiàn)對隧道窯內(nèi)的溫度、壓力的檢測、控制以及對各風機傳動機構(gòu)的控制，使隧道窯控制系統(tǒng)成本低廉，響應速度快，性能穩(wěn)定，運行可靠，有極強的靈活性和適應性。

附圖說明

圖1為按照本發(fā)明的隧道窯控制系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的方框結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為按照本發(fā)明的隧道窯控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實施例的示意圖。

圖中：

1-第一上位機；2-第二上位機；3-下位機；4-排煙風機壓力控制單元；41-第一壓力傳感器；42-第一變頻器；5-車下壓力平衡控制單元；51-第二壓力傳感器；52-第二變頻器；53-第三壓力傳感器；54-第三變頻器；6-助燃風流量控制單元；61-第一流量傳感器；62-第四變頻器；7-煙氣氧含量控制單元；71-氧量計；72-第一單回路控制器；8-溫度控制單元；81-第二單回路控制器；82-溫度變送器；83-溫度檢測元件；9-抽熱風控制單元；91-第二流量傳感器；92-第五變頻器；10-打印機。

具體實施方式

為使本領域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的實施例涉及一種隧道窯控制系統(tǒng)，用于隧道窯的控制，隧道窯內(nèi)設有預熱帶、燒成帶和冷卻帶，隧道窯控制系統(tǒng)包括電源、第一上位機1、第二上位機2、下位機3和多個控制單元，第一上位機1用于對隧道窯進行實時監(jiān)控，以便操作人員及時清楚地掌握系統(tǒng)運行情況，第二上位機2用于對隧道窯內(nèi)的臺車信息進行跟蹤和對產(chǎn)品信息進行查詢，本實施例中的第一上位機1和第二上位機2均優(yōu)選為工控機，且第二上位機連接有打印機10，以對查詢的數(shù)據(jù)信息進行打印輸出。下位機3通過現(xiàn)場總線（例如，可以是工業(yè)以太網(wǎng)）與第一上位機1和第二上位機2分別連接，用于對過程數(shù)據(jù)進行采集處理。多個控制單元分別與下位機3連接，下位機3為plc，用于實現(xiàn)多個控制單元的控制功能。電源通過緊急關(guān)閉按鈕與第一上位機1、第二上位機2、下位機3和多個控制單元分別電性連接，緊急關(guān)閉按鈕優(yōu)選為脫扣按鈕。

本實施例中，控制單元包括有:排煙風機壓力控制單元4、車下壓力平衡控制單元5、煙氣氧含量控制單元7、溫度控制單元8、助燃風流量控制單元6和抽熱風控制單元9，排煙風機壓力控制單元4用于檢測和控制預熱帶內(nèi)的壓力，車下壓力平衡控制單元5用于檢測和控制預熱帶和燒成帶內(nèi)的車下壓力，煙氣氧含量控制單元8用于檢測和控制預熱帶和燒成帶之間位置處的氧含量，溫度控制單元7用于檢測和控制燒成帶內(nèi)的溫度，助燃風流量控制單元6用于檢測和控制燒成帶內(nèi)的助燃風流量，抽熱風控制單元9用于檢測和控制冷卻帶內(nèi)的抽熱風流量。

本實施例中，排煙風機壓力控制單元4包括第一變頻器42和設于預熱帶內(nèi)的第一壓力傳感器41和排煙風機（圖中未示出），第一變頻器42與排煙風機連接，第一變頻器42和第一壓力傳感器41分別與下位機3信號連接。兩個排煙風機一用一備，兩個排煙風機邏輯上互鎖，電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此排煙風機控制占用6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）ⅹ2，6點開關(guān)輸出：（主、星、三角）ⅹ2。

車下壓力平衡控制單元5包括第二變頻器52、第二壓力傳感器51、第三變頻器54、第三壓力傳感器53、第一車下風機（圖中未示出）和第二車下風機（圖中未示出），第二壓力傳感器51和第一車下風機設于預熱帶內(nèi)，第三壓力傳感器53和第二車下風機設于燒成帶內(nèi)，第二變頻器52和第三變頻器54均與下位機3信號連接，且分別與第一車下風機和第二車下風機連接。第一車下風機和第二車下風機均為急冷風機，其快慢由變頻器調(diào)整，通過plc內(nèi)部pid運算輸出4ma～20ma的標準信號，以控制變頻器的輸出頻率，同時在人機界面上也可以實現(xiàn)手自動切換進行控制，因此第一車下風機和第二車下風機均占用：5點開關(guān)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(guān)輸出：（運行控制）ⅹ2；1點模擬輸出：頻率調(diào)節(jié)（手自動調(diào)節(jié)）。

煙氣氧含量控制單元7包括第一單回路控制器72和設于燒成帶和預熱帶之間用于檢測煙氣中含氧量的氧量計71，第一單回路控制器72分別與氧量計71和下位機3信號連接。溫度控制單元8包括第二單回路控制器81、溫度變送器82和設于燒成帶內(nèi)的溫度檢測元件83，溫度檢測元件83優(yōu)選為紅外線溫度計，溫度變送器82與溫度檢測元件83連接，用于將溫度檢測元件83測得的溫度信號轉(zhuǎn)換為4ma～20ma的電流信號，第二單回路控制器81與溫度變送器82和天然氣電動調(diào)節(jié)閥84分別連接，以根據(jù)測得的溫度來調(diào)節(jié)天然氣的流量，從而使溫度穩(wěn)定。本實施例中，第一單回路控制器72和第二單回路控制器81均為溫度控制器。

助燃風流量控制單元6包括第四變頻器62和設于燒成帶內(nèi)的第一流量傳感器61和助燃風機（圖中未示出），第四變頻器62與助燃風機連接，第四變頻器62和第一流量傳感器61分別與下位機3連接，第一流量傳感器61測得的流量信號發(fā)送到下位機3，下位機3通過控制第四變頻器62的輸出頻率來控制助燃風機的運行速度，從而調(diào)節(jié)燒成帶內(nèi)的風流量。兩個助燃風機一用一備，兩個助燃風機邏輯上互鎖，電氣控制采用兩套獨立的星-三角控制，每套占三個開關(guān)輸出點（主、星、三角），占三個開關(guān)輸入點（啟動、停止、故障），因此助燃風機控制占用6點開關(guān)輸入：（啟動、停止、故障）ⅹ2，6點開關(guān)輸出：（主、星、三角）ⅹ2。

抽熱風控制單元9包括第五變頻器92和設于冷卻帶內(nèi)的第二流量傳感器91和抽熱風機（圖中未示出），第五變頻器92與抽熱風機連接，第五變頻器92和第二流量傳感器91分別與下位機3連接。第二流量傳感器91測得的流量信號發(fā)送到下位機3，下位機3通過控制第五變頻器92的輸出頻率來控制抽熱風機的運行速度，從而調(diào)節(jié)冷卻帶內(nèi)抽熱風機的抽風流量。

本實施例中的隧道窯的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，其包括一臺溫度采集模塊（can—ad1216）、兩臺溫度控制模塊（easy—m0808r—a0404nb）、兩臺風機控制模塊（easy-m1608r）、一臺做主站的plc（easy-m1608r）、兩臺嵌入式plc（easy-m2416r）四臺用于控制拖車部分的plc（easy-m1608r）、一臺用于顯示控制人機界面和一臺用于監(jiān)控的普通計算機，其中，溫度采集模塊有：16路溫度輸入、與can網(wǎng)連接的現(xiàn)場總線接口，用于與各采集模塊、easy系列的plc互連組成的網(wǎng)絡。溫度控制模塊有：8點開關(guān)量輸入、8點開關(guān)量輸出、4路模擬量輸入、4路模擬量輸出、與can網(wǎng)連接用于與各采集模塊、plc互連的現(xiàn)場總線接口、與通用人機界面相連以便于現(xiàn)場監(jiān)視和操作的rs0串口、與計算相連以便于計算機記錄管理的rs1串口。每臺嵌入式plc有：有24點開關(guān)量輸入、16點開關(guān)量輸出、與can網(wǎng)連接用于與各采集模塊、plc互連的現(xiàn)場總線接口、與通用人機界面相連以便于現(xiàn)場監(jiān)視和操作的rs0串口、與計算相連以便于計算機記錄管理的rs1串口。做主站的plc有：16點開關(guān)量輸入、8點開關(guān)量輸出、與can網(wǎng)連接以便于各采集模塊相連的現(xiàn)場總線接口、與通用人機界面相連以便于現(xiàn)場監(jiān)示和操作的rs0串口。本實施例中，所有的風機控制和電磁閥以及拖車都是由plc的開關(guān)量控制，通過溫度采集模塊完成模擬量溫度采集，通過溫度控制模塊完成模擬量溫度控制，并經(jīng)過pid調(diào)節(jié)輸出（4-20ma給執(zhí)行器和變頻器），以控制執(zhí)行器與變頻器，從而控制窯爐的溫度。所有的控制設備組成一個網(wǎng)絡，整個can總線網(wǎng)絡互聯(lián)由canset軟件來實現(xiàn)，相關(guān)的信息通過rs485網(wǎng)絡傳到計算機，計算機只作信息管理用，不參與控制。

本實施例例中的第二上位機（人機界面）中包含有：現(xiàn)場模擬模塊、溫度實時曲線模塊、控制設定曲線模塊、歷史趨勢曲線模塊和報表打印模塊，其中人機界面顯示的圖像由四部分組成，最上部是日期時間顯示與警報走馬燈及中英文切換按鈕，其中警報走馬燈顯示11臺風機的運行故障與燃氣超限（上下限）以及9個從站掉線顯示。當系統(tǒng)無故障時，報警走馬燈顯示設備運行正常。中間部分的上部是現(xiàn)場模擬圖，用于顯示觀測到現(xiàn)場設備及工藝運行的一些情況，如11臺風機的運行指示燈，在風機運行時，相應的指示燈會變成綠色；主電磁閥以及各支電磁閥開啟時其對應的指示燈會變成綠色。中間部分的下部是11臺風機的啟動、停止按鈕以及主電磁閥的開、關(guān)按鈕，根據(jù)工藝及安全連鎖要求，只有排煙風機（a或b）啟動后才能啟動助燃風機（a或b），助燃風機啟動后（a或b）才能開啟總閥，總閥開啟后才能開啟各支電磁閥。以上各設備的連鎖要求依次是排煙風機——助燃風機——總閥——各支電磁閥。在沒有啟動前級設備的情況下，是不會啟動后級設備的，反之如果停止了前級設備，后級設備也相應的自動停止。上述各設備之間的啟動順序在程序上進行了連鎖，同時在硬件配線上也進行了連鎖。最底部是四個換面按鈕與警報解除按鈕以及按鍵鎖按鈕，按壓各個換畫面按鈕可以進入其對應的子畫面?！熬瘓蠼獬卑粹o是一個交替型按鈕，按壓“警報解除”按鈕可以解除發(fā)生故障時的聲光報警輸出，它只能暫時解除當前的聲光報警，報警走馬燈上還會顯示相應的故障，如果故障沒有排除，在下次plc啟動運行時還會發(fā)出聲光報警?！鞍存I有效”按鈕是一個交替型按鈕，“按鈕無效”鍵是為了保護界面按鈕不被誤按而設置的，當“按鈕無效”時，按壓風機啟停按鍵及總閥按鈕是不會產(chǎn)生動作的。

本實施例中的隧道窯控制系統(tǒng)通過采用easy系列plc，硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，響應速度快，性價比高，還可以根據(jù)實際需要很方便地進行擴展，有極強的靈活性和適應性?，F(xiàn)場使用表明，其性能穩(wěn)定，運行可靠。

以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。