LEODO人机界面在工业热处理炉控制系统中的应用

一、背景
 
    目前国内的工业热处理炉制造厂家在工业热处理炉的电气控制上大多还是停留在采用过去比较陈旧的控制方式，在配置上如：温度控制表+交流接触器+纸式记录仪+开关按钮，这样的控制方式自动化程度低、控制精度低、生产过程的监控少、工业热处理炉本身的档次低。
 
    近年随着电气控制技术的发展，人机界面的功能、可靠性和性价比不断提高，在工业控制的各个环节的应用都得到了很大的发展。开发采用由LEODO人机界面组成的热处理炉自动控制系统，使工业热处理炉的控制技术更具有飞跃的提高。

二、LEODO人机界面概述
   
    LEODO人机界面是由32位嵌入式系统、WinCE.net操作系统和组态软件构成的新颖人机界面产品。该产品适用于工业现场环境，安全可靠，可以广泛应用于生产过程设备的操作和数据显示，与传统人机界面相比具有信息处理、存储和网络功能的特点。

三、热处理炉自动控制系统优点
 
    采用由LEODO人机界面组成的自动控制系统，可以取代温度记录仪，利用LEODO人机界面可自带硬盘的优势进行温度数据的长时间无纸化记录，而且记录通道可以比记录仪多得多；与PLC模拟量模块共同组成温度控制系统，可以取代温度控制表，进行处理温度的设定显示和过程的PID控制；可以取代大部分开关按钮，在LEODO人机界面的触摸屏上就可以进行不同的控制操作。采用由LEODO人机界面组成的自动控制系统，还有以下比普通控制系统无可比拟的优点：1.热处理炉的各个运行状态都可以在LEODO人机界面的彩色显示屏上进行动态模拟；2.可以利用LEODO人机界面的组态软件的配方功能进行工艺控制参数的设置、选择和监控；3.具有网口的LEODO人机界面可以通过网线连接到工厂的计算机系统，实现生产过程数据的远程集中监控。

四、热处理炉自动控制系统组成
  
    该热处理炉控制系统的各部分组成及功能如下：

    1.人机界面：采用LEODO人机界面，真彩显示，带触摸屏操作功能，用于所有的手动/自动操作、动态模拟监控、数据记录及显示、报警提示及记录、组网等。

    2.PLC：采用三菱的FX2N-128MR小型PLC，用于热处理炉的所有开关量采集和控制、另外加FX2N-4AD-TC扩展模块，用于实时温度的模拟量数据采集；加FX2N-4DA扩展模块，用于燃烧器的模拟量输出控制。

    3.外围强电执行部件：如交流接触器、电磁阀、电动执行器、燃烧器等，由PLC控制，用于热处理炉的风机、炉门、料车、燃烧器等的直接驱动。

    4.控制软件：主要由LEODO的ET组态软件运行画面实现所有的开关操作、工艺参数设定、炉况动态模拟、温度数据记录及显示、报警等监控功能；由梯形图编写的三菱PLC控制程序实现热处理炉所有开关信号采集、温度模拟信号采集、手动/自动过程控制及温度的PID控制、报警及互锁保护控制等。

五、LEODO人机界面的画面组成

    该控制系统主要由以下8个控制画面组成：

    1.主监控画面

    a.上面有时效炉的动态监控图，炉门的开闭状态、料车的进出状态、风机启停状态、火咀燃烧状态等可以在该画面上实时显示。通过画面右上角的火咀燃烧状态百分比显示模拟火咀的实际输出。当火咀没有输出时，火咀模拟喷出的火焰消失。

    b.在动态监控图的炉的上方标注有3个测温点的温度值，其中PV为实时测量温度值，SV为设定温度值。

    c.动态监控图的下方有各种状态的指示灯。

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    2.开关操作画面

    开关操作画面的上半部分有各种状态的指示灯，下半部分有各种操作按钮和选择开关。

    3.温度记录画面

    分别用两种颜色记录两个参与实际控制的温度表的实时温度（炉温1和炉温2），在垂直轴上所标注数值为温度值，水平轴上所标注数值为时刻值。

    4.温度履历画面

    在该画面上可以查询参与实际控制的两个温度表的历史温度（炉温1和炉温2）记录数据，分别用两种颜色记录两个通道的温度数据。在垂直轴上所标注数值为温度值，水平轴上所标注数值为时刻值。在查询时可以按时间前移或时间后移 进行前后时间段温度数据的查询，也可以按查询历史曲线后直接输入时间段数据进行查询。人机界面如连接有HP打印机，在按打印后，会把当前的画面打印出来。

    5.工艺参数选择设置画面

    在该画面可进行工艺参数设置选择操作。要进行工艺参数选择的操作需要进行操作登陆，只有取得授权的人员才有资格对工艺参数进行修改设置及查看工艺参数的具体数值。

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    6.报警履历画面

    记录时效炉的相关历史报警内容。

    7.PLC I/O监控画面一

    上面显示了PLC的各个输入点的通断工作状态，方便对时效炉的各电气开关量进行监控和检修。在输入点的右边标注有该点I/O在时效炉中的具体使用意义。当该点I/O没有接通时，小方框显示白色，当该点I/O接通时，小方框显示红色。

    8.PLC I/O监控画面二

    上面显示了PLC的各个输入点的通断工作状态，方便对时效炉的各电气开关量进行监控和检修。在输入点的右边标注有该点I/O在时效炉中的具体使用意义。当该点I/O没有接通时，小方框显示白色，当该点I/O接通时，小方框显示红色。

六、结论

    本文所述由LEODO人机界面组成的自动控制系统已成功地应用于多组工业热处理炉，使用结果表明：该系统完全满足了用户的使用要求，提高了设备的档次和可靠性，大大地减少了设备检修的劳动强度，方便了生产现场的实际操作和数据记录，彻底改变了以往控制方式不能进行工艺品质监控的弊端，受到用户的一致好评。