張世生

摘要：結合隧道窯的優(yōu)點，對氧化鋯隧道窯的控制工藝進行了研究，給出了溫控曲線和燒嘴排布，以及窯車在預熱帶、燒成帶、冷卻帶的分布。采用強大溫控功能的Q64TCTTBWN模塊，對其進行模塊組態(tài)和參數(shù)設置，利用Q系列PLC進行控制，GOT觸摸屏進行交互，達到了很好的控制效果。

關鍵詞：Q64TCTTBWN；隧道窯；溫控

1.隧道窯溫控工藝

隧道窯一種連續(xù)式燒成設備，具有連續(xù)化、周期短、質量高、熱效率高、溫度均勻、節(jié)省勞力、使用壽命長等優(yōu)點。本項目使用了41米長隧道窯，年產3千噸的氧化鋯，采用一次碼燒隧逍窯，預熱和燒成共用一條隧道，窯上設預熱和燒成兩套工作系統(tǒng)，在適當?shù)牟课挥脷饬鲗㈩A熱帶和燒成段分開。本項目中窯內可存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號窯車）、冷卻帶（19-25號窯車）溫度由窯內氣流控制實現(xiàn)，不需燒嘴控溫。有10個煤氣閥，由電動執(zhí)行器的正反轉控制其開度，自帶積分環(huán)節(jié)。每個閥門帶3個燒嘴，共30只燒嘴，排布合理。

2.溫控模塊Q64TCTTBWN

溫控模塊Q64TCTTBWN是三菱公司的自動化產品，其主要性能如下：

1.1 四路控制

可同時進行4個環(huán)路的溫度采集、4點輸出控制，即只有2路輸出控制。本項目中共10個環(huán)路，需3塊溫控模塊，2路采集閑置備用，外加8點輸出控制。

1.2 傳感器校正功能

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

1.3 簡潔的調節(jié)控制

Q64TC可采用缺省的PID常數(shù)（比例帶（P）、積分時間（I）、微分時間（D））和溫度設定值（目標值：SV），自動溫度調節(jié)控制進行。溫度控制系統(tǒng)采用2位置ON/OFF脈沖控制。

3.參數(shù)設置

（1）模式修改

本項目使用GX Work2軟件編程，在“工程”中添加“溫度調節(jié)模塊”，設置插槽號和起始地址。模塊默認控制模式為“0：標準控制”，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“當前值更改”，在線修改步驟如下：

1）Y31 OFF（設置模式）

2）Y39 ON （恢復系統(tǒng)默認參數(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， 預計10秒后X38 ON （EEPROM寫操作）

7）X38 ON后Y38 OFF

8）CPU復位

9）寫入設定好的智能模塊參數(shù)后先不復位或斷電

10）Y3B ON

11）X3B ON 后Y3B OFF（參數(shù)更改生效）

12）Y38 ON， 預計10秒后X38 ON （EEPROM寫操作）

13）X38 ON后Y38 OFF

14）CPU復位

15）Y31 ON

在“參數(shù)”中清除掩碼便可?？稍凇爸悄芄δ苣K監(jiān)視”中，監(jiān)視修改結果。也可編程，利用程序完成模式修改，但上述過程更為簡潔。

（2）參數(shù)設置

在“參數(shù)”標簽中，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)設置3.0%，如果參數(shù)設置不合理，模塊錯誤指示燈會閃爍，模塊停止工作，直至正確。也可利用觸摸屏，對參數(shù)進行動態(tài)設置。

4.運行控制

系統(tǒng)運行時，以GOT200觸摸屏為人機界面，對每一回路需顯示車位、設置溫度、實時溫度、狀態(tài)切換、運行狀態(tài)（手動或自動）、閥門開度、PV值、PID參數(shù)。

程序設計中，初始化時，啟動3個溫控模塊，但停止各個回路；回路處于手動狀態(tài)，可進行手動增大或減小閥門控制；點擊自動按鈕，回路自控溫控，但最小開度不低于30%，以免閥門滅火（最好采用機械調節(jié)，確保閥門不滅火）；若實時溫度與設置溫度的溫差超過5度，系統(tǒng)會報警，進入手動溫控，確保產品質量。

5.結論

通過對氧化鋯隧道窯的控制工藝進行了研究，給出了溫控曲線和燒嘴排布，以及窯車在預熱帶、燒成帶、冷卻帶的分布。采用溫控模塊Q64TCTTBWN，對其進行修改工作描述和設置運行參數(shù)，利用Q系列PLC進行控制，GOT觸摸屏進行交互控制，實際控制溫度誤差不超過5度，產品質量與產量達到設計要求。

參考文獻：

[1]侯錄.隧道窯控制系統(tǒng)設計及其溫度控制研究[J].東北大學，2008

[2]陸永.耕隧道窯溫度控制系統(tǒng)的設計[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用[J].冶金能源，2006第25期

[4]陳香杉.基于MPSO優(yōu)化神經網絡的隧道窯溫度控制，控制工程，2012，S1期endprint