摘 要：本文介紹了OMRON CJ1系列PLC在玻璃鋼化爐上的應用，針對鋼化爐的非標而且類型多樣化的特點，充分利用CJ1 PLC任務化、功能化及虛擬化等靈活強大的編程功能，不僅實現了對生產工藝過程精確完美的控制，而且實現了程序的相對標準化。
關鍵詞：速度同步 定位精度 任務編程 功能塊編程 虛擬地址 非標設備
中圖分類號:***** 文獻標識碼:* 文章編號:1003-7241(2011)00-0000-00
The Application of Omron CJ1 PLC in the Glass Tempering Furnace
LuoYang North Glass Technology CO., LTD,LuoYang,Henan,471000 Sun Xingjian
Omron Industrial Automation (CHINA) CO.,LTD ZhengZhou,HenNan,450000 Xie ZhiHai
Abstract：This paper introduces the application of omron CJ1 PLC in the Glass Tempering Furnace. The tempering furnaces have features of nonstandard and multiplex type,CJ1 PLC have flexible and strong programming functions of task,function and dummy, it completes the perfect control of the product process,and completed programming standardization.
Key words：Speed synchronization Orientation precision Task programme Function programme Dummy address Nonstandard equipment
一、 引言
洛陽北方玻璃技術股份有限公司（簡稱北玻）洛陽北方玻璃技術股份有限公司（簡稱北玻）成立于1995年，是集玻璃深加工設備設計、制造、銷售和高端深加工玻璃產品生產、銷售為一體的高新技術企業。主要產品為玻璃鋼化設備及其附屬設備、低輻射鍍膜玻璃設備及其附屬設備、安全玻璃、節能玻璃。公司專注于玻璃深加工技術裝備研發，具有完整產業鏈和持續自主創新能力，位居玻璃深加工裝備行業的龍頭。鋼化爐年產量300多臺，所生產的玻璃深加工設備出口到世界多個國家和地區，包括歐美市場。
圖1 辦公大樓 圖2 鋼化設備
二、系統介紹
1．簡要工藝介紹
水平輥道式玻璃鋼化爐（圖2），是既是北玻的發家產品，也是其主要產品之一。簡單框圖如下：
玻璃在加熱段加熱到指定溫度后，采用冷卻介質快速冷卻的過程。普通的平板玻璃經上片輥道輸送進加熱爐，在加熱爐中由加熱輥道帶動其往復擺動，均勻加熱至工藝溫度后送入風柵輥道用強風淬冷，再經定時冷卻后，送至卸片輥道，即完成一個周期的生產過程。
2、系統硬件架構
鋼化爐的控制系統主要分兩大部分：溫度控制、玻璃輸送控制，溫度控制目前我們采用的方式主要有板卡和模塊，在次不再贅述。主要介紹一下玻璃的輸送控制，輸送控制系統主要由PLC和相應的執行機構組成。
從上述的簡要框圖來看，玻璃的輸送控制并不復雜，但是本系統安全性和穩定性要求極高，另外鋼化爐屬非標設備，種類繁多，由于我們的產量又很大，就又要求程序的標準化程度高。OMRON一直是我們的合作伙伴，最早我們使用的是OMRON的C200HG PLC，為了進一步提高程序的標準化程度，又升級為OMRON CJ1系列PLC,其中某一個型號的鋼化爐硬件配置如下：
1）、PLC配置：電源：CJ1W-PA205R 1個，CPU;CJ1G-CPU43H 3.0版1個，高速計數：CJ1W-CT021 1個，模擬量單元：CJ1W-DA08C，輸出：CJ1W-OC211 2個，輸入：CJ1W-ID211 2個。
2）、編碼器2個，傳感器數個，變頻器6臺。
三． 控制系統的功能
1、工藝動作過程
玻璃鋼化爐主要是由上片段、加熱段、成型段（包括風冷部分）、取片段四大部分組成，各段都配置變頻器由PLC自動控制，進行無極變速，以便各段速度完全同步。系統采用PLC為中心控制器完成對系統運動的時間順序邏輯控制、以及狀態報警顯示等任務。在加熱輥道和風冷輥道上各裝一個旋轉編碼器，以檢測玻璃在加熱輥道和風冷輥道運動位置，確保玻璃在整條生產線上的運動定位準確，系統的操作控制、實時數據采集和動作過程監視、各種參數的顯示和設定，由工控機來實現。見圖3和圖4
圖3 PLC控制柜 圖4 變頻器控制柜
玻璃經由上片臺輸送到上片光眼處進行等待，當進爐條件滿足時，上片和爐體傳動同步運行將玻璃輸送到爐膛內。玻璃在加熱段進行均勻加熱，啟動加熱計時器，進行加熱計時。由于爐膛長度有限，且玻璃不能停頓，因此在加熱計時未到之前，玻璃在爐膛內進行往復擺動，直至出爐。加熱計時到，打開后爐門，準備出爐。出爐時，加熱段和成型段進行同步傳動，將玻璃輸送到成型段。在玻璃輸送進成型段的過程中，根據成型工藝不同，啟動冷卻系統并進行冷卻計時，玻璃在成型段內和在爐體內一樣，也要進行往復擺動，直至冷卻結束。冷卻結束后，由成型段和取片段共同將玻璃輸送到取片段，然后由工人取走。即完成一個生產周期。
2、工藝特點
從工藝過程來看輸送控制很簡單，但是有幾點要求還是很高的：1）.當將玻璃從上一段輸送到下一段時，兩段的速度同步性要求很高，否則會劃傷玻璃的接觸面的，因此輸送的速度控制要精準；2）、當玻璃進入加熱段，加熱段的運動一定要可靠，不能有任何差錯，否則玻璃會軟化后粘在輥道，從而損壞輥道，加熱段輥道使用的是陶瓷輥道，價格比較昂貴，所以加熱段的運行一定要穩定可靠；3）.成型段既有平板，也有曲面的，當非平板玻璃時，要求定位精度要高，重復精度也要高，否則生產的產品就不能滿足要求。
3、編程
CJ1 PLC具有任務編程和功能塊編程，根據設備結構可以將設備分成多個任務，如上片、加熱、成型、風冷和取片等。這些任務可以一個人完成，也可以多個人完成，最后按照條件調用各個任務。這是根據設備結構進行任務劃分，同時根據各個功能進行功能塊編程：輸送功能、往復功能、計時功能、計數功能、傳動報警等，功能相同或類似的可以編寫一個功能塊，在不同的任務中需要執行相同或類似功能時只需調用編好的功能塊即可，避免了重復編程。見圖5
圖5 程序的工程區和編程區
可以人為地指定IO地址，不局限于硬件槽位，而且還可以為預留的空置槽位設置一個虛擬地址，以后增加模塊時，將需要增加的模塊再添加上即可。這樣在考慮程序框架時無需考慮硬件的變化，編程時提前確定好IO地址，當硬件確定好后，只改變IO表即可，沒有的模塊設置為虛擬地址，無需改動程序。這對非標設備，不僅大大節省了程序開發時間，也不會因硬件的變化修改程序，進而實現程序的標準化；而且由于在空置的位置不需要增加什么占位模塊，更不需要放置備用模塊，從而大大降低硬件成本。見圖6
圖6 IO表
四﹑項目運行
項目由C200HG升級為CJ1系統已經六年多了，使用CJ1系統的設備有一千多臺，還有多臺設備出口國外，運行非常穩定，使用和維護十分方便，得到國內外客戶的一致好評。
五﹑應用體會
1．CJ1體積小巧，節省空間；指令高速且靈活；
2．任務化編程、虛擬地址編程和功能塊編程，既簡化了編程過程，也避免了相同功能重復編程，節省了開發時間，同時還提高了程序的標準化程度；
3．使用CJ1系統后大大地提高了設備定位準確行，運行穩定性，可靠性，從而提高生產效率。
參考文獻：略
孫行建，1973年9月出生，男，工程師，主要從事玻璃生產線的設計、開發和研究。
謝智海，1974年7月出生，男，主要從事歐姆龍自動化產品的市場開發和應用。