井式退火炉温度控制系统的硬件设计

　　该厂现有井式退火炉为四个独立的加热区域，顶炉盖上装有风机、真空泵。工业现场环境恶劣，常常伴有噪音、静电、粉尘、震动、高温等干扰，所以必然要求该控制系统有较高的可靠性、安全性。

　　退火炉温度控制系统，采用较为S71500作为其主控制器，S71500系列PLC作为西门子公司新推出的控制，功能相当强，同时采用网络模块将各个设备连接到一起，设备之间采用总线式通信，能够使控制系统反应快、精度高，这样以来将整个系统形成一个工业网络，也为后期再次改造打下了基础。同时设计了工业计算机与触摸屏同时作为上位机，MCGS触摸屏既方便操作又能直观显示数据，操作工人也可以在触摸屏上进行相应的退火工艺操作，显示界面又可以直观显示工作状态。工业计算机用来储存记录数据方便追责同时又能更改参数来适用于不同的工作情况。采用独立的全新控制柜，与现有控制柜并存，这样以来在进行现场应用时既不会耽误生产又能进行鲜明对比。另外，本次设计采用固态继电器来满足脉冲加热的要求，是炉内温度上升的速度越平稳，井式退火炉内各个区域的温度越均匀。

　　整个控制系统的设计大致包括主控制器的选择，上位机的设计以及电气控制柜的设计：

　　一、主控制器的选择：

　　PLC全称可编程逻辑控制器，现在广泛应用于工业控制当中。相比于传统的继电器控制，PLC具有许多优点，除了简单的开关控制以外还具有运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。PLC大致由电源、中央处理单元（CPU）、储存器、输入输出接口、功能模块、通信模块构成。当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

　　二、上位机的设计：

　　本次井式退火炉温度控制系统采用计算机与触摸屏同时使用的设计，为了能够实时监视炉内温度以及数据的储存采用一个计算机作为工控机，采用西门子公司的wincc组态软件进行编程。同时在控制柜上装有触摸屏，既能进行退火过程的操作又能替代传统的面板显示所需要的数据。

　　触摸屏人界面我们选用北京昆仑通态触摸屏，型号为TPC1062K。与国外触摸屏例如西门子HMI相比而言，昆仑通态触摸屏具编程简便，兼容性强，通信功能强大，价格实惠的特点。

　　工控机采用的是WINCC来进行编程，工控机为工业计算机，工人可以再工控机上进行参数上的设置，以及历史数据的浏览。