基于PLC的温度控制系统设计.doc
论文题目：温度由继电器控制改造PLC控制
【摘要】可编程控制器(plc)作为传统继电器控制装置的替代产品已广泛应用工业控制的各个领域，由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。本文所涉及到的温度监控系统能够监控现场的温度，并且能够通过现场和计算机控制，其软件控制主要是编程语言，对PLC而言是梯形语言，梯形语言是PLC目前用的最多的编程语言。
【关键词】PLC;编程语言；温度
1.工艺过程
在工业生产自动控制中，为了生产安全或为了保证产品质量，对于温度，压力，流量，成分，速度等一些重要的被控参数，通常需要进行自动监测，并根据监测结果进行相应的控制，以反复提醒操作人员注意，必要时采取紧急措施。
温度是工业生产对象中主要的被控参数之一。本设计以一个温度监测与控制系统为例，来说明PLC在模拟量信号监测与控制中的应用问题。
2.系统控制要求
PLC在温度监测与控制系统中的逻辑流程图如图0.1所示：
初始化
T(50
定时
T=3MIN
T(50
N
黄灯亮
报警器响
N
N
50(=(=6O
绿灯亮
NT〉60
N
定时
N
T=3MIN
YT(60
Y
N
红灯亮
报警器响
如图0.1
具体控制要求如下：
将被控系统的温度控制在50度-60度之间，当温度低于50度或高于60度时，应能自动进行调整，当调整3分钟后仍不能脱离不正常状态，则应采用声光报警，以提醒操作人员注意排除故障。
系统设置一个启动按纽-启动控制程序，设置绿，红，黄3个指示灯来指示
温度状态。被控温度在要求范围内，绿灯亮，表示系统运行正常。当被控温度超过上限或低于下限时，经调整3分钟后仍不能回到正常范围，则红灯或黄灯亮，
并有声音报警，表示温度超过上限或低于下限。
在被控系统中设置4个温度测量点，温度信号经变送器变成0~5V的电信号(对应温度0~100度),送入4个模拟量输入通道。PLC读入四路温度值后，
再取其平均值作为被控系统的实际值。
若被测温度超过允许范围，按控制算法运算后，通过模拟两输出通道，向
被控系统送出0~10V的模拟量温度控制信号。
PLC通过输入端口连接启动按钮，通过输出端口控制绿灯的亮灭，通过输出端口控制红灯的亮灭，通过输出端口控制黄灯的亮灭。
系统要求温度控制在50度~60度的范围内，为了控制方便，设定一个温度
较佳值(本题设为50度),并以此作为被控温度的基准值。另外，还需要设定输
出控制信号时的调节基准量，正常情况下，输出基准量时被控制温度接近较佳值。
本例设定的基准调节量相当于PLC(输出6V)。加热炉一类的温度控制对象，
其系统本身的动态特性基本上属于一阶滞后环节，在控制算法上可以采用PID
控制。由于本系统温度控制要求不高，为了简化起件，本例按P(比例)控制算
法进行运算采样调节周期高为1秒。
表1
实现温度检测懒惰控制的过程包括：
PLC投入运行时，通过特殊辅助继电器产生的初始化脉冲进行初始化，包括将温
度较佳值和基准调节存入有关数据寄存器，使计时用的两个计数器复位。
按启动按钮，控制系统投入运行。采样时间到，则将待测的四点温度值读入
PLC,然后按算术平均的办法求出四点温度的平均值Q。将Q与Qmax(温度允
许上限)比较，若也未低于下限，则说明温度正常，等待下一次采样。
若QQmax,进行上限处理：计算Q与上限温度偏差，计算调节量(比例
系数设为2),发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间太长，进行声光(红
灯亮);若调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。
当采样温度低于下限，即QQmax时，进行下限处理：计算Q与下限温度
偏差，计算调节量，发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间太长，进行声
光(黄灯亮);若调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。
3.控制系统的I/0点及地址分配
控制系统的模块号，输入/输出端子号，地址号，信号名称，说明如表1:
模块号
输入端子
号
输出端子号
地址号
信号名称
说明
CPU226
1
I0.0
总启动开关，
按扭
工
Q0.1
加热器输出，
加温
2
Q0.2
红灯，”1”有效
指示灯
3
Q0.3
绿灯，”1”有效
指示灯
4
Q0.4
黄灯，”1”有效
指示灯
EM222
1
I0.1
总停止开关，
按扭
1
Q0.5
喇叭输出，”1”有效
声报警器
EM235
1
AIWO
远程电压输入1
2
AIW2
远程电压输入2
3
AIW4
远程电压输入3
4
AIW6
远程电压输入4
1
AQWo
远程电压输出1
控制系统的序号，名称，