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[摘 要]陶瓷辊道窑能耗占到企业综合能耗的65%-75%，环保、节能、降耗一直是陶瓷生产企业追求的目标，对陶瓷辊道窑控制系统进行系统分析，一种基于现场总线的控制系统，可以有效地解决陶瓷生产工艺复杂、I/O点数多且分布分散、设备类型多样、控制协调性要求高所带来的控制问题。现场总线控制系统为陶瓷企业追求节能，降耗创造了良好的基础条件。
[关键词]现场总线；辊道窑；易控组态
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）11-0376-01
引言
20世纪90年代以来，计算机技术、通讯技术、控制技术的发展促使控制系统向数字式、分布式、开放可互操作和面向开放式互连网络的现场总线控制系统发展。将现场总线技术融合到现有的常用控制系统中去，构建开放式、数字化、多点通信的底层控制网络代表了当今工业自动化发展的方向。
1 现场总线概述
现场总线是安装在现场的智能设备与控制室内的自控装置之间的数字式、双向传输、多分支結构的通信网络。现场智能设备具有数字计算、逻辑判断、数据通信、控制算法等功能，将这些现场控制设备用双绞线按照现场总线的通信协议连接起来，就形成了设备间的数字化通信网络。它较好地解决了过程控制的两大基本问题，即现场设备的实时控制和现场信号的网络通信。
2 现场总线在辊道窑控制系统的应用特点
2.1 全数字通信，双向传输，提高控制精度
辊道窑采用现场总线控制系统，由于是全数字通信，信号抗干扰能力得到了增强。而且数字信号双向传输，一对双绞线上通常可挂接多个设备，节省了硬件数量与投资。同时，通信总线延伸到现场传感器、变送器、变频器、温控表和可编程控制器，操作人员在控制室就能实现主控系统对现场设备的在线监视、诊断、校验和参数整定，从而提高了系统的精度、可监视性和抗干扰能力；
2.2 把检测及控制信息进行现场化处理
辊道窑现场仪表、变频器、PLC等设备都是内装微处理器的，它们各自进行采样、A/D转换、线性化或校正运算处理、报警判断以及控制算法功能等，输出的结果直接送到邻近的执行机构上（如控温、调速等），使得大量测控信息的处理在现场解决。PLC只需要协调它们的工作，因而主控制器的程序处理量大大减小。辊道窑总线系统在底层大量采用了传动变频器、风机变频器、欧姆龙温控表，欧姆龙CP1H型号PLC、三相表等数字智能化设备。
2.3控制系统的开放性得到提高
辊道窑采用现场总线系统，其开放性和互操作性得到很大的提高，例如可以用不同厂家的温控表或变频器等现场设备去替换出现故障的另一厂家的现场设备，由于采用的总线标准完全公开，更换后通信能够恢复正常，同时又可以查询新的现场设备信息。所以辊道窑控制系统在设计时可以按照自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成规模各异的系统，不同制造商之间的产品可以互换，只要是遵循这个总线协议的硬件产品都可以采用。而且在系统将来的扩展上也非常容易，只需将遵循相应协议的产品挂接到总线上即可。
2.4控制系统的可维护性得到提高
辊道窑风机及传动电机的过负载、过电流，设定温度和实际温度的偏差报警等故障信息，可以通过现场总线，以数字报文的方式进行发送和接受。这样，工程技术人员可以不用到现场设备旁就能进行设备故障的远程诊断。
3 组态软件在辊道窑现场总线控制系统中的应用
3.1 易控组态软件在辊道窑的应用介绍
为了提高陶瓷辊道窑控制的质量和水平，促进辊道窑控制系统的发展，可以利用工控组态软件和通用计算机辅助辊道窑总线控制系统。易控组态软件是一款自动化监控及信息管理平台软件，它具有良好的人机交互界面，同时提供各种图形工具、参数组态界面等，使系统功能易于实现，能加快系统的开发速度，简化了编程工作，而且系统维护简单。采用组态软件可使开发人员把更多的精力投入到对系统控制策略和算法的研究中去，以便实现最佳的控制方案。
3.2 实现传动变频器频率批量修改的关键技术
辊道窑在调试的过程中，为了方便现场调试人员，批量增加或减少传动变频器的频率，可以通过在工程中编写程序代码来实现；易控组态的编程语言直接采用了C#高级语言，可直接使用C#高级语言的所有指令，在编程时可直接访问工程中各种对象的属性和指令，也可以在应用中自定义指令。用户程序中编写的程序被直接编译成二进制代码而非解释执行的脚本程序，执行效率高。分类的编程工具箱、可视化编程、智能感知和智能提示等大量简化编程技术的采用，使用户程序的应用编程十分简单。组态编程功能强大，执行效率高，而且开发简单，对应用中的各种功能和资源进行控制和衔接，形成有机的工程应用。批量修改传动变频器频率，程序代码如下所示：
3.3 基于组态软件的电气故障预警方式
辊道窑风机在实际生产过程中，起着至关重要的作用，在窑炉风机实际运行过程中，如果风机联轴器坏掉，会出现风机的电机依旧正常运转，而风机风叶已经停止的现象，如果没有马上发现，会导致窑内气氛变化，严重影响烧成工艺，给厂方带来不必要的经济损失；为了避免这种情况的出现，可以通过易控组态软件编程来实现；首先，通过组态软件对风机变频器的频率和电流等参数进行采集，然后在易控组态的人机界面输入电流参考值。当风机正常运行时，会检测到正常的运行电流值，当正常运行电流小于电流参考值时，组态软件判断风机故障，进行故障预警，判断的程序代码如下所示：
在计算机技术和网络技术的帮助下，通过利用工控组态软件对电气设备进行远程故障预警和诊断能够有效提高自动化电气设备的使用效率，减少由于自动化电气设备的故障而造成的经济损失。
结语
现场总线控制系统可以很好的满足自动化控制系统数字化、智能化、网络化的要求，现在随着网络技术的迅速发展，基于云平台/云服务器的大数据分析技术也逐渐应用于多种领域作为参数数据存储和分析的工具。通过现场总线优化陶瓷辊道窑控制系统，结合大数据分析技术，更好的为企业提高能源利用效率，降低陶瓷生产的能源消费成本。
[关键词]现场总线；辊道窑；易控组态
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）11-0376-01
引言
20世纪90年代以来，计算机技术、通讯技术、控制技术的发展促使控制系统向数字式、分布式、开放可互操作和面向开放式互连网络的现场总线控制系统发展。将现场总线技术融合到现有的常用控制系统中去，构建开放式、数字化、多点通信的底层控制网络代表了当今工业自动化发展的方向。
1 现场总线概述
现场总线是安装在现场的智能设备与控制室内的自控装置之间的数字式、双向传输、多分支結构的通信网络。现场智能设备具有数字计算、逻辑判断、数据通信、控制算法等功能，将这些现场控制设备用双绞线按照现场总线的通信协议连接起来，就形成了设备间的数字化通信网络。它较好地解决了过程控制的两大基本问题，即现场设备的实时控制和现场信号的网络通信。
2 现场总线在辊道窑控制系统的应用特点
2.1 全数字通信，双向传输，提高控制精度
辊道窑采用现场总线控制系统，由于是全数字通信，信号抗干扰能力得到了增强。而且数字信号双向传输，一对双绞线上通常可挂接多个设备，节省了硬件数量与投资。同时，通信总线延伸到现场传感器、变送器、变频器、温控表和可编程控制器，操作人员在控制室就能实现主控系统对现场设备的在线监视、诊断、校验和参数整定，从而提高了系统的精度、可监视性和抗干扰能力；
2.2 把检测及控制信息进行现场化处理
辊道窑现场仪表、变频器、PLC等设备都是内装微处理器的，它们各自进行采样、A/D转换、线性化或校正运算处理、报警判断以及控制算法功能等，输出的结果直接送到邻近的执行机构上（如控温、调速等），使得大量测控信息的处理在现场解决。PLC只需要协调它们的工作，因而主控制器的程序处理量大大减小。辊道窑总线系统在底层大量采用了传动变频器、风机变频器、欧姆龙温控表，欧姆龙CP1H型号PLC、三相表等数字智能化设备。
2.3控制系统的开放性得到提高
辊道窑采用现场总线系统，其开放性和互操作性得到很大的提高，例如可以用不同厂家的温控表或变频器等现场设备去替换出现故障的另一厂家的现场设备，由于采用的总线标准完全公开，更换后通信能够恢复正常，同时又可以查询新的现场设备信息。所以辊道窑控制系统在设计时可以按照自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成规模各异的系统，不同制造商之间的产品可以互换，只要是遵循这个总线协议的硬件产品都可以采用。而且在系统将来的扩展上也非常容易，只需将遵循相应协议的产品挂接到总线上即可。
2.4控制系统的可维护性得到提高
辊道窑风机及传动电机的过负载、过电流，设定温度和实际温度的偏差报警等故障信息，可以通过现场总线，以数字报文的方式进行发送和接受。这样，工程技术人员可以不用到现场设备旁就能进行设备故障的远程诊断。
3 组态软件在辊道窑现场总线控制系统中的应用
3.1 易控组态软件在辊道窑的应用介绍
为了提高陶瓷辊道窑控制的质量和水平，促进辊道窑控制系统的发展，可以利用工控组态软件和通用计算机辅助辊道窑总线控制系统。易控组态软件是一款自动化监控及信息管理平台软件，它具有良好的人机交互界面，同时提供各种图形工具、参数组态界面等，使系统功能易于实现，能加快系统的开发速度，简化了编程工作，而且系统维护简单。采用组态软件可使开发人员把更多的精力投入到对系统控制策略和算法的研究中去，以便实现最佳的控制方案。
3.2 实现传动变频器频率批量修改的关键技术
辊道窑在调试的过程中，为了方便现场调试人员，批量增加或减少传动变频器的频率，可以通过在工程中编写程序代码来实现；易控组态的编程语言直接采用了C#高级语言，可直接使用C#高级语言的所有指令，在编程时可直接访问工程中各种对象的属性和指令，也可以在应用中自定义指令。用户程序中编写的程序被直接编译成二进制代码而非解释执行的脚本程序，执行效率高。分类的编程工具箱、可视化编程、智能感知和智能提示等大量简化编程技术的采用，使用户程序的应用编程十分简单。组态编程功能强大，执行效率高，而且开发简单，对应用中的各种功能和资源进行控制和衔接，形成有机的工程应用。批量修改传动变频器频率，程序代码如下所示：
3.3 基于组态软件的电气故障预警方式
辊道窑风机在实际生产过程中，起着至关重要的作用，在窑炉风机实际运行过程中，如果风机联轴器坏掉，会出现风机的电机依旧正常运转，而风机风叶已经停止的现象，如果没有马上发现，会导致窑内气氛变化，严重影响烧成工艺，给厂方带来不必要的经济损失；为了避免这种情况的出现，可以通过易控组态软件编程来实现；首先，通过组态软件对风机变频器的频率和电流等参数进行采集，然后在易控组态的人机界面输入电流参考值。当风机正常运行时，会检测到正常的运行电流值，当正常运行电流小于电流参考值时，组态软件判断风机故障，进行故障预警，判断的程序代码如下所示：
在计算机技术和网络技术的帮助下，通过利用工控组态软件对电气设备进行远程故障预警和诊断能够有效提高自动化电气设备的使用效率，减少由于自动化电气设备的故障而造成的经济损失。
结语
现场总线控制系统可以很好的满足自动化控制系统数字化、智能化、网络化的要求，现在随着网络技术的迅速发展，基于云平台/云服务器的大数据分析技术也逐渐应用于多种领域作为参数数据存储和分析的工具。通过现场总线优化陶瓷辊道窑控制系统，结合大数据分析技术，更好的为企业提高能源利用效率，降低陶瓷生产的能源消费成本。