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８０ｍ全自动天然气隧道窑监控系统的设计 　　摘要本文就80m全自动天然气隧道窑监控系统的设计进行了剖析。重点介绍了窑车自动循环系统、燃烧系统、温度压力自动控制系统、Fame view集控软件功能、PLC控制。对上位机、下位机的通讯结构与功能原理也作了详尽的阐述。 　　关键词监控系统，自动循环，集控软件，通讯过程 　　 　　1引言 　　 　　随着国家能源结构的调整和环保措施的加强，越来越多的煤烧隧道窑面临着改造和淘汰的可能，笔者所在公司利用国家西气东输的契机，将一条80m长的原煤烧成隧道窑改造成一条80m长的天然气烧成隧道窑。这种清洁能源烧成窑炉不仅产量高、质量好而且因烧成制度（温度、压力、气氛）稳定，对环境无污染、热利用率高、断面温度均匀、对制品可进行快速烧成而被广泛使用在日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷上，它的机械化、自动化程度高，监控水平也较以前的窑炉有大幅度提高。本文就80m全自动天然气隧道窑监控系统的设计进行了较全面的剖析。 　　 　　 　　2窑炉结构 　　 　　窑炉长度为80m，共分40节，每节为2m。其中1～14节为预热带，15～30节为烧成带，31～40节为冷却带。在预热带共装有热电偶4支，烧成带共装有热电偶11支，冷却带3支。预热带共装有烧嘴8只，烧成带共装有烧嘴88只，各烧嘴位置相对错开。整个窑炉对烧成带88只烧嘴进行自动控制，由11支热电偶检测窑内温度，并作为控制该段窑炉温度控制端的输入参数，通过执行器来控制该段进入烧嘴的助燃风量，助燃风通过空/燃比例阀进行燃气量的控制从而实现对该段窑炉温度的自动控制。冷却带用3支热电偶的信号作为该段温度显示的参数，从而实现调节急冷风和冷却风的大小。分别在窑头的排烟总管处、急冷风处、助燃风总管上设置压力表来控制排烟风机变频器、急冷风机变频器、助燃风机变频器。各烧嘴、热电偶、风机、风管窑炉的结构位置见图1。 　　窑炉参数、风机系统及窑自动循环系统参数如表1～3所示。 　　 　　 　　3监控系统的组成 　　 　　该系统由硬件部分和软件部分组成。 　　3.1 监控系统的硬件组成 　　硬件包括上位机、下位机、通讯控制器，见图2。 　　3.1.1硬件功能 　　上位机与通讯控制模块组成控制站，控制站的主要功能是完成控制站与外部设备之间的双向通讯，为生产过程的参数提供多种形式的记录、显示、打印。有丰富的人机界面和软件资源。它包括控制回路定义、画面组态、流程图绘制、报表设置、报警设置。程序可以用C++编写，专用的监控程序在WINDOWS操作系统下运行。 　　上位机的主要功能是显示、记录、打印生产过程中的生产参数和热工参数，保存系统参数，监控系统安全，发出故障报警信号提示，修改下位机的程序和有关参数设定，与下位机保持通讯。 　　下位机的主要功能是对窑炉运行的各项参数进行检测和控制，并向上位机作出报告、发出故障报警信号。 　　 　　3.1.2硬件通讯连接 　　它提供电隔离的RS485通信接口，与上位机组成控制网络。通信距离达1200m。 　　(1) 上位机与集成仪表通讯需外接RS232/RS485转换接口。为保证通信质量建议采用双绞线，终端安装匹配电阻（R120Ω1/4w）； 　　（2） 上位机与PLC通讯需SC-09专用电缆； 　　（3） 上位机与变频器通讯则需要用屏蔽线； 　　（4） 上位机运用专用监控软件，检查、修改仪表中的各种参数，仪表前的各种按键功能都可以由上位机实现； 　　（5） 仪表与上位机的通信为被动方式，即仪表不会主动向上位机发送数据，必须由上位机向集成仪表发出读、写命令，仪表才会作相应的响应。仪表应设置好相应的通讯地址，上位机才能识别地址不同的仪表； 　　 （6） 集成仪表可使用AIDCS应用软件，此软件与用C++编写的程序可在中文WINDOWS98/ME/NT/2000/XP等操作系统下运行。 　　由通讯模块与上位机、AI-708M、NE600集成仪表、PLC控制器、变频器组成的主从式多机通讯系统，由上位机与从机进行通讯。从机最多可达127台。多机通讯部分如图3所示。 　　 　　3.1.3 硬件控制原理 　　（1） 主机与从机的通讯过程： 　　 1) 主机发出从机地址，进入接收状态，接收从机应答信号(即相应从机的地址信息)； 　　 2) 所有的从机均接收主机发出的地址信息，且与本机地址进行比较，当接收到的地址信息与本机地址相符时，表示该机被选中，再将该机信息发给主机(执行CLR SM2指令，使SM2为0)，方便主机随后发出的信息能接收。对于未被选中的从机，因SM2仍为1，因此不能接收主机发出的指令； 　　 3) 主机接收到从机应答信号，发出指令信息； 　　 4) 从机正确接收主机指令信息后，发出应