一．背景
目前國內(nèi)的工業(yè)熱處理爐制造廠家在工業(yè)熱處理爐的電氣控制上大多還是停留在采用過去比較陳舊的控制方式，在配置上如：溫度控制表+交流接觸器+紙式記錄儀+開關(guān)按鈕，這樣的控制方式自動化程度低、控制精度低、生產(chǎn)過程的監(jiān)控少、工業(yè)熱處理爐本身的檔次低。
近年隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，人機界面的功能、可靠性和性價比不斷提高，在工業(yè)控制的各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用都得到了很大的發(fā)展。開發(fā)采用由LEODO人機界面組成的熱處理爐自動控制系統(tǒng)，使工業(yè)熱處理爐的控制技術(shù)更具有飛躍的提高。
二．LEODO人機界面概述
LEODO人機界面是由32位嵌入式系統(tǒng)、WinCE.net操作系統(tǒng)和組態(tài)軟件構(gòu)成的新穎人機界面產(chǎn)品。該產(chǎn)品適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，安全可靠，可以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)顯示，與傳統(tǒng)人機界面相比具有信息處理、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能的特點。
三．熱處理爐自動控制系統(tǒng)優(yōu)點
采用由LEODO人機界面組成的自動控制系統(tǒng)，可以取代溫度記錄儀，利用LEODO人機界面可自帶硬盤的優(yōu)勢進行溫度數(shù)據(jù)的長時間無紙化記錄，而且記錄通道可以比記錄儀多得多；與PLC模擬量模塊共同組成溫度控制系統(tǒng)，可以取代溫度控制表，進行處理溫度的設(shè)定顯示和過程的PID控制；可以取代大部分開關(guān)按鈕，在LEODO人機界面的觸摸屏上就可以進行不同的控制操作。采用由LEODO人機界面組成的自動控制系統(tǒng)，還有以下比普通控制系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)點：1.熱處理爐的各個運行狀態(tài)都可以在LEODO人機界面的彩色顯示屏上進行動態(tài)模擬；2.可以利用LEODO人機界面的組態(tài)軟件的配方功能進行工藝控制參數(shù)的設(shè)置、選擇和監(jiān)控；3.具有網(wǎng)口的LEODO人機界面可以通過網(wǎng)線連接到工廠的計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的遠程集中監(jiān)控。
四．熱處理爐自動控制系統(tǒng)組成
該熱處理爐控制系統(tǒng)的各部分組成及功能如下：
1． 人機界面：采用LEODO人機界面，真彩顯示，帶觸摸屏操作功能，用于所有的手動/自動操作、動態(tài)模擬監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及顯示、報警提示及記錄、組網(wǎng)等。
2． PLC：采用三菱的FX2N-128MR小型PLC，用于熱處理爐的所有開關(guān)量采集和控制、另外加FX2N-4AD-TC擴展模塊，用于實時溫度的模擬量數(shù)據(jù)采集；加FX2N-4DA擴展模塊，用于燃燒器的模擬量輸出控制。
3． 外圍強電執(zhí)行部件：如交流接觸器、電磁閥、電動執(zhí)行器、燃燒器等，由PLC控制，用于熱處理爐的風(fēng)機、爐門、料車、燃燒器等的直接驅(qū)動。
4． 控制軟件：主要由LEODO的ET組態(tài)軟件運行畫面實現(xiàn)所有的開關(guān)操作、工藝參數(shù)設(shè)定、爐況動態(tài)模擬、溫度數(shù)據(jù)記錄及顯示、報警等監(jiān)控功能；由梯形圖編寫的三菱PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)熱處理爐所有開關(guān)信號采集、溫度模擬信號采集、手動/自動過程控制及溫度的PID控制、報警及互鎖保護控制等。
五．LEODO人機界面的畫面組成
該控制系統(tǒng)主要由以下8個控制畫面組成：
1．主監(jiān)控畫面
[img]200513112505277696.jpg[/img]
a． 上面有時效爐的動態(tài)監(jiān)控圖，爐門的開閉狀態(tài)、料車的進出狀態(tài)、風(fēng)機啟停狀態(tài)、火咀燃燒狀態(tài)等可以在該畫面上實時顯示。通過畫面右上角的火咀燃燒狀態(tài)百分比顯示模擬火咀的實際輸出。當(dāng)火咀沒有輸出時，火咀模擬噴出的火焰消失。
b． 在動態(tài)監(jiān)控圖的爐的上方標(biāo)注有3個測溫點的溫度值，其中PV為實時測量溫度值，SV為設(shè)定溫度值。
c． 動態(tài)監(jiān)控圖的下方有各種狀態(tài)的指示燈。
2．開關(guān)操作畫面
[img]200513112513758217.jpg[/img]
開關(guān)操作畫面的上半部分有各種狀態(tài)的指示燈，下半部分有各種操作按鈕和選擇開關(guān)。
3．溫度記錄畫面
[img]200513112521434821.jpg[/img]
分別用兩種顏色記錄兩個參與實際控制的溫度表的實時溫度（爐溫1和爐溫2），在垂直軸上所標(biāo)注數(shù)值為溫度值，水平軸上所標(biāo)注數(shù)值為時刻值。
4．溫度履歷畫面
[img]20051311253680229.jpg[/img]
在該畫面上可以查詢參與實際控制的兩個溫度表的歷史溫度（爐溫1和爐溫2）記錄數(shù)據(jù)，分別用兩種顏色記錄兩個通道的溫度數(shù)據(jù)。在垂直軸上所標(biāo)注數(shù)值為溫度值，水平軸上所標(biāo)注數(shù)值為時刻值。在查詢時可以按時間前移或時間后移 進行前后時間段溫度數(shù)據(jù)的查詢，也可以按查詢歷史曲線后直接輸入時間段數(shù)據(jù)進行查詢。人機界面如連接有HP打印機，在按打印后，會把當(dāng)前的畫面打印出來。
5．工藝參數(shù)選擇設(shè)置畫面
[img]200513112541669089.jpg[/img]
在該畫面可進行工藝參數(shù)設(shè)置選擇操作。要進行工藝參數(shù)選擇的操作需要進行操作登陸，只有取得授權(quán)的人員才有資格對工藝參數(shù)進行修改設(shè)置及查看工藝參數(shù)的具體數(shù)值。
6．報警履歷畫面
[img]200513112551855746.jpg[/img]
記錄時效爐的相關(guān)歷史報警內(nèi)容。
7．PLC I/O監(jiān)控畫面一
[img]20051311256352829.jpg[/img]
上面顯示了PLC的各個輸入點的通斷工作狀態(tài)，方便對時效爐的各電氣開關(guān)量進行監(jiān)控和檢修。在輸入點的右邊標(biāo)注有該點I/O在時效爐中的具體使用意義。當(dāng)該點I/O沒有接通時，小方框顯示白色，當(dāng)該點I/O接通時，小方框顯示紅色。
8．PLC I/O監(jiān)控畫面二
[img]200513112571119454.jpg[/img]
上面顯示了PLC的各個輸出點的通斷工作狀態(tài)，方便對時效爐的各電氣開關(guān)量進行監(jiān)控和檢修。在輸出點的右邊標(biāo)注有該點I/O在時效爐中的具體使用意義。當(dāng)該點I/O沒有接通時，小方框顯示白色，當(dāng)該點I/O接通時，小方框顯示紅色。
六．結(jié)論
本文所述由LEODO人機界面組成的自動控制系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于多組工業(yè)熱處理爐，使用結(jié)果表明：該系統(tǒng)完全滿足了用戶的使用要求，提高了設(shè)備的檔次和可靠性，大大地減少了設(shè)備檢修的勞動強度，方便了生產(chǎn)現(xiàn)場的實際操作和數(shù)據(jù)記錄，徹底改變了以往控制方式不能進行工藝品質(zhì)監(jiān)控的弊端，受到用戶的一致好評。
