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摘要 本文详细介绍了PLC在全自动隧道窑的主控制、窑头控制、窑尾控制系统中的运用。PLC可以对窑炉的风机系统、窑车自动循环系统、燃烧系统、电机超载及各温度、压力故障进行有效的控制和报警。通过PLC编程电路的控制，可以很方便地实现整个窑炉运行的安全可靠。
关键词 输入口，输出口，控制，可编程序，报警
1前 言
控制技术在电子技术飞速发展的过程中，面对生产工艺不断提出的新要求，已从简单的设备控制发展到复杂的控制系统、从有触点的硬接线开关控制发展到以计算机为中心的存储控制系统。而可编程序控制器PLC（Programmable Logic Controller）是以微处理器为核心的工业控制装置，它具有高可靠性和灵活性程序控制模块，主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成，可以完成开关量的、模拟量的逻辑控制，可以取代传统的中间继电器控制。可编程控制器在全自动隧道窑上，能取代传统的纯继电器控制方式，具有体积小、能耗低、抗干扰能力强、修改控制程序简单的特点。同时可使窑炉控制系统在设计、安装、调试的工作量减小，维修十分方便。
2PLC在全自动隧道窑主控系统中的运用
图1为2N64主控制可编程电路的原理图。
2.1 全自动隧道窑主控制部分可完成以下工作：
(1) 完成窑炉上所有的风机启动、停止。
(2) 完成窑炉的风机过载报警、燃气异常报警、变频器异常报警、温度异常报警、助燃压力异常报警。
(3) 对有备用风机的电路进行互锁、对主燃气电磁阀进行联锁程序控制。
2.2 I/O输入输出接口的分配
(1) 输入接口：SB1～SB26为各种风机启动、停止按钮，分别对应编程器输入口中的X0～31，X32～37为各报警电路输入。
(2) 输出接口：编程器输出口Y0～17分别对应控制各风机电路部分、输出口Y20对应控制电磁总阀，Y22～23对应控制各种报警电路部分。
2.3 主控制系统的要求
（1）所有的风机、电机不能超载，温度、压力不能超限，否则报警。
（2） 所有的变频器无异常，否则报警。
（3） 燃气总电磁阀与排烟风机、助燃风机联动，必须在排烟风机和助燃风机全部启动后，才能开启燃气总阀。
（4） 运行的风机和备用风机必须互锁，防止误操作。
（5） KM7和KM8、KM10和KM11互锁，实现抽热风机与备用抽热风机“星”、“三角”的起动。
（6） 窑头排烟风机、助燃风机、急冷风机都使用变频器起动开关加以控制。
（7） 在总空气开关中另外加入脱扣按钮作为总电源的紧急关闭按钮。
2.4 主控制电路原理简介（1为通电，0为断电）
（1） 窑头气幕风机：X0＝1且X1＝0、Y0＝1，Y0自锁，窑头气幕风机启动，X1＝1时窑头气幕风机关闭。
（2） 排烟风机：X2＝1且X3＝0、Y1＝1、Y2＝0，Y1自锁，排烟风机启动，X3＝1时风机关闭。
（3） 备排烟风机：X4＝1且X2＝0、Y2＝1、Y1＝0，Y2自锁，备排烟风机启动，X5＝1时风机关闭。
（4） 助燃风机：X6＝1且X7＝0、Y3＝1、Y4＝0，Y3自锁，助燃风机启动，X7＝1时助燃风机关闭。
（5） 备用助燃风机：X10＝1且X6＝0、Y4＝1、Y3＝0，Y4自锁，备用助燃风机启动，X11＝1时备用助燃风机关闭。
（6） 余热风机：X12＝1且X13＝0、Y5＝1、Y10＝0，Y5自锁，余热风机启动，X13＝1时，余热风机关闭。
（7） 备用余热风机： X14＝1且X15＝0、Y10＝1、Y5＝0，Y10自锁，备用余热风机启动，X15＝1时，备余热风机关闭。
（8） 急冷风机：X16＝1且X17＝0、Y13＝1，Y13自锁，急冷风机启动，X17＝1时，急冷风机关闭。
（9） 氧化气幕：X20＝1且X21＝0、Y14＝1，Y14自锁，氧化气幕风机启动，X21＝1时，氧化气幕风机关闭。
（10） 缓冷风机：X22＝1且X23＝0、Y15＝1，Y15自锁，缓冷风机启动，X23＝1时，缓冷风机关闭。
（11） 车下风机：X30＝1且X31＝0、Y20＝1，Y20自锁，车下风机启动，X31＝1时，车下风机关闭。
（12） 燃气主电磁阀：
Y1＝1且Y3＝1，或Y1＝1且Y4＝1
Y2＝1且Y3＝1，串X26＝1、X3＝0时，Y17自锁，Y17主电磁阀启动，X27＝1时，主阀关闭。
Y2＝1且Y4＝1
（13） 尾抽风机：X24＝1且X25＝0、Y16＝1，Y16自锁，尾抽风机启动，X25＝1时，尾抽风机关闭。
实际编程中m2～m4为主控制编程器中的中间继电器，T0～T3为主控制器中的时间继电器。
3PLC在全自动隧道窑窑头控制中的运用
图2为1N60窑头控制可编程电路原理图。
3.1 窑头控制系统中可完成以下工作：
(1) 能进行自动与手动的切换。
(2) 完成进窑托车的前进、后退、定位刹车、解刹和勾车机的前进、后退。
(3) 完成对自动回车线和备用回车线的识别。
(4) 完成顶杆机的前进、后退以及与窑尾电路的联锁，保证窑车进车的安全。
3.2 I/O输入输出接口的分配
(1) 输入接口：SB1为自动、手动切换，SB2～SB13为各种电机启动前进、后退按钮，分别对应编程器输入口中的X0。X1～13，X14～24为各限位行程开关和光电开关的输入。
(2) 输出接口：Y0～Y14输出为各电机和油泵电磁阀的控制电路。Y15～16为备用电磁阀电路，Y20～26为各机械工作指示。
3.3 窑头控制电路的原理简介
(1) 自动与手动运行：X0=0时，手动运行；X0=1时，自动运行(以下以手动运行状态加以综述)。
(2) 顶杆机：X1=1、X2=1、X31=1、X32=1时，Y0=1、Y2=1顶杆机前进；X1=1、X3=1、X31=0时，Y1=1、Y3=1顶车机后退。
(3) 回车线：X4=1、X26=0 时，Y5=1回车线前进；X5=1、X26=1、X27=0时，回车线后退。
(4) 托车机：X6=1、X7=0、X22=1时，Y7=1 托车前进；X7=1、X6=0、X22=1时，Y10=1托车后退。
(5) 勾车机：X10=1、X20=1、X21=1时，Y11=1勾车机前进；X11=1、X17=1、X21=1时，Y12=1勾车机后退。
(6)定位机：X12=1、X13=0、X22=1、X20=1、X14或X15=1时，Y13=1定位机刹车；
X13=1、X13=0、X22=1、X21=1、X14或X15=1时，Y14=1定位机解刹。
电路图中油泵1为顶杆机主油泵，油泵2为备用油泵，油泵3为自动回车线油泵。
4 PLC在全自动隧道窑窑尾控制中的运用
图3为1N40出窑系统可编程电路原理图。
4.1 出窑控制系统中可完成以下工作：
(1) 能进行自动与手动的切换。
(2) 完成出窑托车的前进、后退、定位刹车、解刹和勾车机的前进、后退。
(3) 完成对自动回车线和备用回车线的识别。
(4) 与窑头电路进行联锁，保证窑车进车的安全。
4.2 I/O输入输出接口的分配
(1) 输入接口：SB1为自动、手动切换，SB2～SB8为各种电机启动前进、后退按钮，回车线备用道分别对应编程器输入口中的X0，X1～7、X8～21为各限位行程开关和光电开关的输入。
(2) 输出接口：Y0与窑头联锁，Y1～Y6输出为各电机和油泵电磁阀控制电路。Y14～16为托车、勾车、定位机的指示电路。
4.3 窑尾控制电路的原理简介
(1) 托车机：X1=1、X2=0、X11=1、X15=1时，Y1=1托车前进；X2=1、X1=0、X11＝1、X15＝1时，Y2=1托车后退。
(2) 勾车机：X3=1、X4=0、X14=1、X10=1或X11=1时， 勾车前进；X3=0、X4=1、X14=1、X10=1或X11=1时，勾车后退。
(3) 定位机：X5=1、X6=0、X13=1、X10=1或X11=1时， 定位机刹车；X6=1、X5=0、X13=1、X10=1或X11=1时，定位机解刹。
在电路动作的同时，托车、勾车、定位机的指示灯作相应的指示。
5 PLC控制系统的设计步骤
(1) 根据生产工艺过程的控制要求，如需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必要的保护和联锁)、操作方式(手动、自动、连续、单周期、单步)等来设计控制电路。
(2) 根据控制要求选择确定PLC的I/O。
(3) 分配PLC的I/O，设计连接I/O图。
(4) 编制(指令表)梯形图的设计是编程工作的关键。可以利用手持式编程器或电脑软件进行(梯形图和指令可以相互转换)，其中中间继电器和时间继电器由软件构成（程序以上电路的梯形图、指令表由于篇幅原因略去）。
6结 束 语
(1) PLC可编程控制器的编程方法简单易学。它的梯形图、指令表程序由PLC的编程语言组成。其电路符号、指令与继电器的电原理图相似。
(2) 硬件配套齐全、适应性强、性价比高。现在的PLC产品已经标准化、系列化、模块化。配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户可根据不同的需要组合成不同的规模系统，完成不同的任务。
(3) 系统设计、安装调试、维修工作量少。PLC用软件功能取代了传统的继电器控制系统中的大量的时间继电器、中间继电器。PLC附带计数器、数学运算、通信联网等器件，且具有完善的自诊断和显示功能。同时PLC自身有较强的带负载能力，可以直接驱动一般中间继电器和小型电磁阀及信号指示灯。
综上所述，可编程序控制器作为自动控制中的一门新技术，运用在辊道窑控制系统中，具有体积小、功能强、寿命长、维修方便、易于学习掌握等特点，可使辊道窑的控制日臻完美。
参考文献
1 机电一体化技术应用实例编委会.机电一体化技术应用实例[M].北京:机械工业出版社,1994
2 张万忠,刘晓芹.电器与PLC控制技术[M].化学工业出版社,2003
3 廖常初.PLC基础运用[M].机械工业出版社,2003
4 陈立定,吴玉香,苏开才. 电气控制与可编程控制器[M].华南理工大学出版社,2001
5 梁善良.PLC在辊道窑上运用[J].山东陶瓷,2004,5
关键词 输入口，输出口，控制，可编程序，报警
1前 言
控制技术在电子技术飞速发展的过程中，面对生产工艺不断提出的新要求，已从简单的设备控制发展到复杂的控制系统、从有触点的硬接线开关控制发展到以计算机为中心的存储控制系统。而可编程序控制器PLC（Programmable Logic Controller）是以微处理器为核心的工业控制装置，它具有高可靠性和灵活性程序控制模块，主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成，可以完成开关量的、模拟量的逻辑控制，可以取代传统的中间继电器控制。可编程控制器在全自动隧道窑上，能取代传统的纯继电器控制方式，具有体积小、能耗低、抗干扰能力强、修改控制程序简单的特点。同时可使窑炉控制系统在设计、安装、调试的工作量减小，维修十分方便。
2PLC在全自动隧道窑主控系统中的运用
图1为2N64主控制可编程电路的原理图。
2.1 全自动隧道窑主控制部分可完成以下工作：
(1) 完成窑炉上所有的风机启动、停止。
(2) 完成窑炉的风机过载报警、燃气异常报警、变频器异常报警、温度异常报警、助燃压力异常报警。
(3) 对有备用风机的电路进行互锁、对主燃气电磁阀进行联锁程序控制。
2.2 I/O输入输出接口的分配
(1) 输入接口：SB1～SB26为各种风机启动、停止按钮，分别对应编程器输入口中的X0～31，X32～37为各报警电路输入。
(2) 输出接口：编程器输出口Y0～17分别对应控制各风机电路部分、输出口Y20对应控制电磁总阀，Y22～23对应控制各种报警电路部分。
2.3 主控制系统的要求
（1）所有的风机、电机不能超载，温度、压力不能超限，否则报警。
（2） 所有的变频器无异常，否则报警。
（3） 燃气总电磁阀与排烟风机、助燃风机联动，必须在排烟风机和助燃风机全部启动后，才能开启燃气总阀。
（4） 运行的风机和备用风机必须互锁，防止误操作。
（5） KM7和KM8、KM10和KM11互锁，实现抽热风机与备用抽热风机“星”、“三角”的起动。
（6） 窑头排烟风机、助燃风机、急冷风机都使用变频器起动开关加以控制。
（7） 在总空气开关中另外加入脱扣按钮作为总电源的紧急关闭按钮。
2.4 主控制电路原理简介（1为通电，0为断电）
（1） 窑头气幕风机：X0＝1且X1＝0、Y0＝1，Y0自锁，窑头气幕风机启动，X1＝1时窑头气幕风机关闭。
（2） 排烟风机：X2＝1且X3＝0、Y1＝1、Y2＝0，Y1自锁，排烟风机启动，X3＝1时风机关闭。
（3） 备排烟风机：X4＝1且X2＝0、Y2＝1、Y1＝0，Y2自锁，备排烟风机启动，X5＝1时风机关闭。
（4） 助燃风机：X6＝1且X7＝0、Y3＝1、Y4＝0，Y3自锁，助燃风机启动，X7＝1时助燃风机关闭。
（5） 备用助燃风机：X10＝1且X6＝0、Y4＝1、Y3＝0，Y4自锁，备用助燃风机启动，X11＝1时备用助燃风机关闭。
（6） 余热风机：X12＝1且X13＝0、Y5＝1、Y10＝0，Y5自锁，余热风机启动，X13＝1时，余热风机关闭。
（7） 备用余热风机： X14＝1且X15＝0、Y10＝1、Y5＝0，Y10自锁，备用余热风机启动，X15＝1时，备余热风机关闭。
（8） 急冷风机：X16＝1且X17＝0、Y13＝1，Y13自锁，急冷风机启动，X17＝1时，急冷风机关闭。
（9） 氧化气幕：X20＝1且X21＝0、Y14＝1，Y14自锁，氧化气幕风机启动，X21＝1时，氧化气幕风机关闭。
（10） 缓冷风机：X22＝1且X23＝0、Y15＝1，Y15自锁，缓冷风机启动，X23＝1时，缓冷风机关闭。
（11） 车下风机：X30＝1且X31＝0、Y20＝1，Y20自锁，车下风机启动，X31＝1时，车下风机关闭。
（12） 燃气主电磁阀：
Y1＝1且Y3＝1，或Y1＝1且Y4＝1
Y2＝1且Y3＝1，串X26＝1、X3＝0时，Y17自锁，Y17主电磁阀启动，X27＝1时，主阀关闭。
Y2＝1且Y4＝1
（13） 尾抽风机：X24＝1且X25＝0、Y16＝1，Y16自锁，尾抽风机启动，X25＝1时，尾抽风机关闭。
实际编程中m2～m4为主控制编程器中的中间继电器，T0～T3为主控制器中的时间继电器。
3PLC在全自动隧道窑窑头控制中的运用
图2为1N60窑头控制可编程电路原理图。
3.1 窑头控制系统中可完成以下工作：
(1) 能进行自动与手动的切换。
(2) 完成进窑托车的前进、后退、定位刹车、解刹和勾车机的前进、后退。
(3) 完成对自动回车线和备用回车线的识别。
(4) 完成顶杆机的前进、后退以及与窑尾电路的联锁，保证窑车进车的安全。
3.2 I/O输入输出接口的分配
(1) 输入接口：SB1为自动、手动切换，SB2～SB13为各种电机启动前进、后退按钮，分别对应编程器输入口中的X0。X1～13，X14～24为各限位行程开关和光电开关的输入。
(2) 输出接口：Y0～Y14输出为各电机和油泵电磁阀的控制电路。Y15～16为备用电磁阀电路，Y20～26为各机械工作指示。
3.3 窑头控制电路的原理简介
(1) 自动与手动运行：X0=0时，手动运行；X0=1时，自动运行(以下以手动运行状态加以综述)。
(2) 顶杆机：X1=1、X2=1、X31=1、X32=1时，Y0=1、Y2=1顶杆机前进；X1=1、X3=1、X31=0时，Y1=1、Y3=1顶车机后退。
(3) 回车线：X4=1、X26=0 时，Y5=1回车线前进；X5=1、X26=1、X27=0时，回车线后退。
(4) 托车机：X6=1、X7=0、X22=1时，Y7=1 托车前进；X7=1、X6=0、X22=1时，Y10=1托车后退。
(5) 勾车机：X10=1、X20=1、X21=1时，Y11=1勾车机前进；X11=1、X17=1、X21=1时，Y12=1勾车机后退。
(6)定位机：X12=1、X13=0、X22=1、X20=1、X14或X15=1时，Y13=1定位机刹车；
X13=1、X13=0、X22=1、X21=1、X14或X15=1时，Y14=1定位机解刹。
电路图中油泵1为顶杆机主油泵，油泵2为备用油泵，油泵3为自动回车线油泵。
4 PLC在全自动隧道窑窑尾控制中的运用
图3为1N40出窑系统可编程电路原理图。
4.1 出窑控制系统中可完成以下工作：
(1) 能进行自动与手动的切换。
(2) 完成出窑托车的前进、后退、定位刹车、解刹和勾车机的前进、后退。
(3) 完成对自动回车线和备用回车线的识别。
(4) 与窑头电路进行联锁，保证窑车进车的安全。
4.2 I/O输入输出接口的分配
(1) 输入接口：SB1为自动、手动切换，SB2～SB8为各种电机启动前进、后退按钮，回车线备用道分别对应编程器输入口中的X0，X1～7、X8～21为各限位行程开关和光电开关的输入。
(2) 输出接口：Y0与窑头联锁，Y1～Y6输出为各电机和油泵电磁阀控制电路。Y14～16为托车、勾车、定位机的指示电路。
4.3 窑尾控制电路的原理简介
(1) 托车机：X1=1、X2=0、X11=1、X15=1时，Y1=1托车前进；X2=1、X1=0、X11＝1、X15＝1时，Y2=1托车后退。
(2) 勾车机：X3=1、X4=0、X14=1、X10=1或X11=1时， 勾车前进；X3=0、X4=1、X14=1、X10=1或X11=1时，勾车后退。
(3) 定位机：X5=1、X6=0、X13=1、X10=1或X11=1时， 定位机刹车；X6=1、X5=0、X13=1、X10=1或X11=1时，定位机解刹。
在电路动作的同时，托车、勾车、定位机的指示灯作相应的指示。
5 PLC控制系统的设计步骤
(1) 根据生产工艺过程的控制要求，如需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必要的保护和联锁)、操作方式(手动、自动、连续、单周期、单步)等来设计控制电路。
(2) 根据控制要求选择确定PLC的I/O。
(3) 分配PLC的I/O，设计连接I/O图。
(4) 编制(指令表)梯形图的设计是编程工作的关键。可以利用手持式编程器或电脑软件进行(梯形图和指令可以相互转换)，其中中间继电器和时间继电器由软件构成（程序以上电路的梯形图、指令表由于篇幅原因略去）。
6结 束 语
(1) PLC可编程控制器的编程方法简单易学。它的梯形图、指令表程序由PLC的编程语言组成。其电路符号、指令与继电器的电原理图相似。
(2) 硬件配套齐全、适应性强、性价比高。现在的PLC产品已经标准化、系列化、模块化。配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户可根据不同的需要组合成不同的规模系统，完成不同的任务。
(3) 系统设计、安装调试、维修工作量少。PLC用软件功能取代了传统的继电器控制系统中的大量的时间继电器、中间继电器。PLC附带计数器、数学运算、通信联网等器件，且具有完善的自诊断和显示功能。同时PLC自身有较强的带负载能力，可以直接驱动一般中间继电器和小型电磁阀及信号指示灯。
综上所述，可编程序控制器作为自动控制中的一门新技术，运用在辊道窑控制系统中，具有体积小、功能强、寿命长、维修方便、易于学习掌握等特点，可使辊道窑的控制日臻完美。
参考文献
1 机电一体化技术应用实例编委会.机电一体化技术应用实例[M].北京:机械工业出版社,1994
2 张万忠,刘晓芹.电器与PLC控制技术[M].化学工业出版社,2003
3 廖常初.PLC基础运用[M].机械工业出版社,2003
4 陈立定,吴玉香,苏开才. 电气控制与可编程控制器[M].华南理工大学出版社,2001
5 梁善良.PLC在辊道窑上运用[J].山东陶瓷,2004,5