PLC对辊道式电窑温度的控制

　　1 引言

　　滚道式电窑是一种轻体化连续式工业窑炉，广泛应用于化工粉末、陶瓷基片等产品的快速烧成，并可用于食品烘烤。具有能耗低、烧成周期短、炉温均匀度好、劳动强度低等优点，因而得到广泛的应用。电窑的主体部分由窑体和进料辊道、出料辊道等几部分组成。根据产品生产要求的不同，窑的长度一般在十几米到百多米不等。按热工工艺，全窑可分为预热带、烧成带、降温带三个工作带，窑炉结构如图1。在窑的下部安装有传送辊道。

　　2 温度的控制

　　炉内安装电发热元件制热，采用热电偶检测炉内不同点的温度信号送入PLC 的A/D 模块，PLC 根据工艺要求编制控制程序，控制炉内温度上升速度、恒温点、保温时间、降温速度等参数，使产品按照热工工艺的要求进行，从而有效地保证产品质量。当更换产品需调整热加工工艺时，如调整恒温点、保温时间等，只需对PLC 程序作相应改动即可。当厂房内有几条热加工生产线分别在生产不同产品时，还可采用PLC 网络进行群控，节省大量设备投资。

　　电窑的温度控制根据工艺要求不同而有所变化，但大体上可归纳为以下几个过程：

　　(1)自由升温段：即根据电阻炉自身的条件，不对升温速度进行控制的升温过程。

　　(2)恒速升温段：即要求炉温上升的按某一斜率进行。

　　(3)烧成保温段：即要求在某一过程中炉温基本保持不变。

　　(4)恒速降温段：即要求炉温下降的速度按某一斜率进行。

　　(5)自由降温段：即根据电阻炉自身的条件，不对降温速度进行控制的降温过程。

　　经过多方比较PLC 选择型号为FX2N 系列,A/D 模块选用FX2N- 4AD- TC,热电偶选用镍铬- 镍硅材料的K 型热电偶和铁- 铜镍材料的J 型热电偶作温度检测元件，其温度检测范围为，能满足多种产品的要求。热电偶输出的热电势与温度(差)成对应关系，但比较微弱，通常在几十个毫伏以内，同时，热电偶电势变化与炉内温度变化还是一个略有下垂的非线性关系，见图2。

　　为了满足后端对信号的要求必须将热电势进行放大，为了提高控制精度应对信号进行非线性补偿。三菱系列PLC 的特殊功能模块FX2N- 4AD- TC，可将采集来的4 路K 型或J 型热电偶信号进行放大和温度补偿，通过三菱PLC 的FROM/TO指令，可将12 位的可读数据与PLC 的基本单元沟通(以16 位2 的补码形式存储)，摄氏和华氏温度数据都可读取，分辨率为：K 型热电偶0.2oC/0.72oF，J 型热电偶0.3oC/0.54oF;转换速度240ms。若4 路温度检测仍然不够，再加一个模块扩充也十分方便。热电偶与FX2N- 4AD- TC 的接线如图3。