1 引言
可编程控制器(简称PLC)以其强大的功能、很高的可靠性、抗干扰性、编程简单、使用方便、体积小巧等优点，在工业陶瓷生产过程控制中得到了普遍使用。当陶瓷生产工艺发生变化或有特殊要求以及生产过程出现新问题时，PLC控制系统或编程方案就应作相应的改变和优化。本文就一条年产100万m2釉面砖生产线关键设备之一的PLC自动入坯控制系统的改造，作以探讨。
2 入坯工艺流程简介
如图1所示，图1中:M1、M2为皮带电机，M4、M5为辊台为电机，G1-G6为光电检测管，YV1为电磁阀，BX1为操作盒。当施釉线或素坯线的坯体经M1电机的传送带送至光电检测管G1位置时，G1动作，M2电机转动，由其传送带将坯体向窑前的辊台上传送，若G1处无坯体时，M2则停止;当坯体送至G2时，M1停止，送至G3时M2停止，电磁阀YV1得电，M2的皮带支撑架下落，坯体由窑前的辊台变速电机M4、M5驱动，由辊子传动送向窑内;至G4时，YV1失电，皮带被升起，M1电机启动，重复上述过程。
图1 入坯工艺流程
3 存在的问题与改进
原控制系统的梯形图如图2所示。采用了OMRONSP10小型机，从试运行几个月的情况来看，该机可靠性高，基本能满足使用要求。但从生产工艺、控制方式以及实际使用过程来看，其控制系统还存在下述缺陷。
图2 坯体排列监控图
3.1 生产工艺方面
该单层辊道窑既可作为产品的釉烧，又可作为素烧。当作为素烧时，传送带上的坯体是素坯，机械强度低于釉坯，工艺要求无碰伤等;当作为釉烧时，工艺上还要求严禁坯体层叠等。在传送过程中，应运行平稳，衔接处过渡自然，皮带升降缓慢。这些要求可以从调整传送带和对电机的控制方式(如采用变频调速)、以及对电磁阀的改造来解决。由电机M4、M5控制的辊台辊子，由于长期工作在较高的温度环境下，不可避免地会产生弯曲变形等，使入窑坯体排列紊乱，甚至层叠粘连而产生废品。通常这一现象由人工来监控，费时费力，笔者在图1中增加了两个光电检测管G5、G6，与报警电路及PLC相连，成功地实现了自动监控，如图2所示。
3.2 控制方面
(1) PLC自停故障
该机在试运行时，时常出现停机现象。究其原因主要是环境温度太高，导致PLC自动保护系统动作所致。工业陶瓷窑炉的环境温度高，是一个很普遍的问题。却未引起设计者的足够重视，PLC控制柜距辊道窑低温段有一定距离，但PC机与控制电机的磁力等电气元件，被控制面板封在一个较小的空间内，且柜内无风扇，散热不良。夏季环境温度的升高，加之生产车间通风条件有限，导致PC机停机频繁。当增设柜内风扇后，再无停机现象。
(2) 急停按钮的设置问题
原系统急停按钮SB3设置在控制柜上，不便于实现两地控制，常造成半成品的大量损坏。在图1上增加按钮盒BX1,与施釉线急停按钮及SB3串联，使停机、开机方便自如。
图3 原梯形图
(3) 电机M2频繁点动影响寿命
本生产线未设置大型储坯器，当坯体供应不连续时，电机M2的等待时间太短，频繁启动而发热，曾烧坏一台。其问题出在编程上，从原梯形可以看出(如图3所示)，G1处一有坯体M2便动作一次。应改为若坯体到达G2处，且G1处有坯体时，停M1;否则M1继续转动，使坯体供应连续。
(4) 控制系统的优化
原系统电磁阀YV1是通过中间继电器KA1来控制的。现已去掉KA1，直接由PC控制。
从图1可以看出，光电检测管G4控制M2传送带支撑架的升降，若坯体排队不整齐时，有的坯体先到达G4处，有的还未完全脱离M2传送带，而支撑架却开始升起，损坏坯体。且G4一旦失灵，将造成整个系统的混乱。去掉G4，由PC内部时间继电器代替，不但节省费用、调节方便，增加了系统的可靠性。
4 改进后系统的编程
改进后的梯形图如图4所示。
图4 改进后的梯形图
5 结束语
经多年的实际运行证明，改进后的控制系统稳定可靠、合理，**了生产效率。笔者体会到，只有熟练掌握PLC的特点及其应用方法，并且熟悉具体的生产实际情况，才能充分发挥PLC的优势，使之很好的服务于工业生产
1 引言
锅炉在运行过程中，其各部分受热面都会积灰，积灰不仅会影响受热面管壁的传热效果，严重时还会形成结焦，影响受热面的寿命，甚至损坏受热面，在大型锅炉上均设有吹灰器，用来定期清扫锅炉水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器等受热面上的积灰和结渣。吹灰器可**主蒸汽出温度，降低锅炉排烟温度，在一定蒸汽压力进行吹灰，使结在锅炉过热器、省煤器内壁的结焦及结炭得到清除，恢复传热系数，**效率1%左右。
大型锅炉使用多个吹灰器,要求顺序操作，采用继电器控制锅炉吹灰器，故障率高，可靠性差，维修困难，而采用PLC可靠性高，控制灵活，易于实现。
2 吹灰器分布控制方式的比较
吹灰器分布控制方式分为独立式分布控制和集中式分布控制。
图1 吹灰工艺流程图
(1) 独立式分布控制方式
每个吹灰器都有各自的正、反转接触器，过载，前、后行程开关，由于各有自己的控制系统，单个吹灰器的投运不受其它吹灰器是否运行的影响，控制灵活。但锅炉的吹灰器需使用多个接触器、继电器、电流变送器等元器件及输入输出通道和卡件、电缆，使得控制装置复杂;
(2) 集中式分布控制方式
若干吹灰器组成一组，每组吹灰器共用一组正反转接触器和过载继电器，而每个吹灰器又各有一个接触器和前、后行程开关，所有前行程开关合并为一个信号，所有后行程开关合并为一个信号，输入可编程控制器。
采用集中式分布控制方式可以节约多个器件、卡件、大量电缆，节省控制柜空间。但由于一组吹灰器用一对方向接触器和一个过载继电器，一旦方向接触器出现故障或过载继电器动作，整组吹灰器就不能工作。又因行程开关信号合并在一起，若行程开关故障或信号线短路，不容易确定哪个吹灰器，需逐一检查。故吹灰器在运行前必须保证无其它吹灰器在运行，即只能投运一台吹灰器，降低了效率。
比较分析吹灰器的两种分布控制方式的特点，综合独立分布控制方式和集中分布控制方式的优点，将多台吹灰器分成若干组，每组采用集中分布控制，把各组的母管从系统母管中引出，且尽量靠近总管压力控制器站，有助于在投运多台吹灰器时减少压力损失。实际应用中，将吹灰器分为左右两侧，同侧吹灰器公用一个前行程开关信号和一个后行程开关信号;因长吹和短吹的电动机功率不同，在电气控制上又把每侧分成长吹和短吹两组，每组公用一对方向接触器和一个过载继电器。这样既节省了投资成本，又灵活控制，**了效率。
3 锅炉吹灰器的PLC控制
锅炉的吹灰装置有8台吹灰器，吹灰系统采用集中式分布控制，选用FX2-64M型号的PLC，要求实现手动和自动控制。
接通电源后，若将转换开关置于手动位置，就可对单台吹灰器遥控操作或就地控制。当吹灰管路压力正常和疏水端温度高于设定值时，将转换开关转到自动位置，吹灰器就按事先编制的程序，逐台投入运行。在运行中，若发生电动机过载、疏水端温度低于设定值时及管路蒸汽压力低的故障时，会自动停机。故障解除后，按故障复位按钮才能继续运行。如果初始状态的管路蒸汽压力偏低，或者疏水端温度偏低，或者吹灰器不处在初始位置，无论处于手动或自动位置，吹灰器均不能运行。
(1) 操作程序工艺流程
可编程控制器的输入量为开关、限位开关、热元件等，输出量为电磁阀、接触器、指示灯。吹灰器的操作程序工艺流程如图1所示。
(2) PLC控制系统的程序设计
锅炉吹灰器采用集中式分布控制，8台吹灰器的前、后行程开关信号分别合并为一个信号，接PLC的输入，用一对方向接触器控制吹灰器的前进和后退，每一个吹灰器都由其本体接触器控制它的运行，用一个热继电器控制吹灰器电机的过载。系统设有管路蒸汽压力、疏水温度检测、选跳吹灰器运行输入信号。PLC的输出信号接接触器线圈，PLC输入输出接线如图2所示。
图2 PLC输入输出接线图
设计程序时将输入信号送移位寄存器，经过定时器的作用，实现移位脉冲的输入，使吹灰器顺序投入运行，吹灰器之间互锁，只有当上一吹灰器运行结束，退到位后，下一吹灰器才能运行。自动停止按钮使移位寄存器停止移位，顺序复位按钮使移位寄存器复位，故障排除后，按下故障复位按钮，移位寄存器恢复功能。
4 结束语
采用PLC实现锅炉吹灰器的集中式分布控制，节约了接触器、继电器、卡件、电缆
1 引言
莱钢中小型轧钢生产线于97年建成投产，主要生产圆钢、弹簧扁钢、槽钢和螺纹钢。水冷系统用于棒材温度控制。轧制过程中必须控制棒材温度，特别是冷床入口处，根据冷却参数可改变钢材特性。为此，在冷床入口处安装水箱，使棒材的温度维持在设定的范围内。该生产线PLC控制系统由ABB公司提供，其水冷线系统采用ABBMasterPiece 200/1 PLC控制系统，实现了轧制过程中棒材的温度控制。
2系统组成
基础自动化系统采用ABB公司的RMC200轧钢控制系统，它是一个开放型集散控制系统，由一套MP200/1过程站和一套AS520操作员站组成。过程站由一个CPU机架带一个I/O机架组成，CPU机架上安装了CPU模板DSPC172、内存模板DSMB176、16通道的DSAI130、8通道的DSAO120以及32通道的DI/DO模板，通过通讯模板DSCS140连接到MasterBus300总线上，与其它过程站进行通讯，I/O机架由总线扩展模块DSBC172实现总线扩展。
操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接对现场水冷设备进行监控，主要功能有:(1)水冷系统的自动/手动的启停(2)棒材终温度值TSET2数据设定和实时监控(3)事件与报警清单的显示与打印等。水冷系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。系统配置图如图1所示。
3 软件实现
该系统控制程序使用AMPL(ABB MasterPieceLanguage)编制，实现了结构化程序设计。工业控制程序往往功能繁多，该语言根据工业控制要求，将编程元素设计成一个个图形功能块，称为PC元素。PC元素内有三种结构类元素PCPGM、CONTRM和FUNCM，PCPGM是程序结构的高层，旨在完成一个完整的控制功能，一个PCPGM下允许一个或几个CONTRM，而一个CONTRM下又可包含一个或几个FUNCM，从而使整个程序结构呈阶梯状，实现了结构化设计。
在CPU内还有一个实时数据库，它的作用是存储数据和在程序间传递数据。数据库内的元素称为DB元素，这些元素包括过程站所使用的的I/O模板和信号及程序中产生的其它数据信息。
4 控制功能
4.1工艺设备
中小型的水冷系统的每个水箱由冷却元件组成，使用冷却元件的数量根据钢材直径、温降和轧制速度确定。调节系统通过调节比例阀的开口来控制水**的大小，控制钢材温度。钢材温度由水箱入口和出口处的高温计检测。控制系统根据不同的产品轧制表可以增减水箱。水冷线共有两条供水管道，四个**调节阀(每个生产线两个)，两条管道水**的检测由日本横河AE100/200M电磁**变送器检测，水压检测为1151电容式压力变送器，钢材温度由高温计检测:
(1) 1线:1个旁通手动**控制阀门和1个自动**控制阀门可控制水**300-600m3/h
(2) 2线:1个旁通手动**控制阀门和1个自动**控制阀门可控制水**100-300m3/h
当冷却系统需要一个高于300m3/h的水**时，2线**阀开启，2线并入1线。如果在操作过程中，调节阀全部打开，并且在一段延时之后水冷线出口钢材未达到钢材设定温度，监控系统就会通过报警系统发出信号，提醒操作人员及时作出处理。图2为轧机水冷系统的设备布置图。
4.2 主要控制功能
(1)本地和远程控制功能
水冷线系统具有本地和远程2种控制方式。供水管道旁都设有一个机旁操作箱，可在现场手动控制水冷线各水泵的启动停止，其控制功能包括:远程/就地选择，水泵备用选择，水泵的启动/停止，报警指示灯等。
在远程控制方式下，操作人员通过AS520操作站启动各个管路水泵。水冷线正常情况下一台水泵工作，另一台备用，水泵工作时正常的管路压力应保持在130bar左右。图3为水冷段参数设定画面。
操作人员根据轧制工艺可设置管路水**，控制系统通过调节管路比例阀的开口来控制水**的大小，控制钢材温度。水冷线出口钢材温度若达不到设定温度，会报警提醒操作人员。
(2)备用泵的自动切换
当工作水泵由于自身故障停止工作时，或当水**低于300m3/h时，备用水泵必须立刻启动起来，以确保生产顺利进行。在程序中，以工作水泵运行信号的负脉冲或水**低作为备用泵启动的触发信号，实现了备用泵的自动切换，从而大大加强了系统稳定性和工作质量。
5应用效果
该系统自97年底投运以来，运行可靠、稳定，大大**了其工作效率，使轧出来的轧材的质量合乎规格要求，特别注意的是，**变送器应定期校零点，这样才不会造成水**检测有误，影响钢材质量，才能满足正常生产的要求，保证了轧钢生产