横拉通道设备基于plc温度监控系统设计

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1、横拉通道设备基于PLC温度监控系统设计摘要：可编程控制器(PLC)广泛应用工业控制的各个领域，因其可通过软件改变控制过程，且具有体积小，组装灵活，编程简易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。本文设计的温度监控系统采用的是西门子系列S7300的PLC,配合WINCC6.2上位机组态软件，能够在中控室电脑上实时监控横拉现场各区温度，并生成趋势曲线图。关键字：WinCC；PLC；温度监控；软件编程中图分类号：0551.2文献标识码：A1概述现代控制是一个国家现代化的标志之一

2、，而在工业自动化领域，可编程逻辑控制器(PLC)作为自动化控制三大技术(PLC、机器人、CAD/CAM)之一，已成为大多数自动化系统的设备基础。PLC是一种数字运算操作的电子系统，通过内部存储器执行逻辑运算、顺序控制、计算等操作指令，并采用数字式、模拟式的输入和输出，完成对各种的机械或者生产过程的控制。从美国1969年研制第一台应用于汽车生产线的PLC获得成功后，经过40多年的来，随着计算机和微电子迅速发展，使PLC成为工业自动化的主要核心控制系统。本文涉及的温度监控系统以PLC为核心，配合Wi

3、nCC上位机组态系统强大功能，实现对横拉各区的温度监控、历史趋势曲线生成及各种超温故障的报警。2温度监控系统设计分析：2.1温度监控系统具体要求：2.1.1要求PLC能监控横拉各区实际温度，通过通讯方式传送到中控室上位机；2.1.2能在上位机独立界面上显示各区实际温度，并能通过界面按钮调出温度趋势曲线图作线性分析。2.2系统结构模块组成：基于以上要求，所设计系统结构模块包括：温度检测单元、PLC、模拟量输入模块、监控电脑（上位机）。温度监控系统原理是：通过温度检测单元将检测到的温度信号传送到模拟

4、量输入模块，经模块内部处理后转换成数字量传送到PLC,PLC经过指令运算对数字量进行处理，再通过WinCC软件组态后，在监控电脑上显示温度值及趋势曲线。2.2.1温度检测单元的选型：温度检测单元的元件主要有PT100（钳热电阻）和热电偶两种:PT100（钳热电阻）利用金属钳在温度时自身阻值随之改变特性测量温度，对于变化在-50〜60（TC测量范内具有其他测温元件无法比拟的优势，检测精度高，稳定性好，环境抗干扰能力强等；热电偶由两种不同材质的导体进行连接，对此接点上加热时，在它们不加热的部位就会产

5、生电位差，通过电位差与温度存在线性关系测量温度，其测温材料延展性较好，但灵敏度较低，容易受环境干扰信号影响。因为本系统温度显示要求实时无滞后快速反映温度的变化，且显示精度精确到o.rc,因此选用铠装式ptioo双测温探头，并对探头检测材料和外径进行专门选型订做，同时为减少现场环境的电磁干扰，模拟信号传输选用屏蔽双绞电缆，并且模拟信号电缆的屏蔽层进行接地处理。2.2.2温度信号模拟量输入模块的选型模拟量数据处理模块选用的是西门子SM331扩展模块，其作用是将现场各种模拟量传输出的直流电压、电流信号

6、转换到PLC内部处理用的数字信号，同时它最大优点是能直接连接温度传感器（PT100和热电偶）。SM331主要原理是先将输入的模拟量信号通过数/模转换，转化后的数据PLC能直接识别读取，然后再通过程序进行相关运算处理；另外其输入信号种类用安装在模块侧面的量程卡来设置，每两个通道为一组，共有4个量程卡，可以设置"A”"B”“C”"D”四个位置，对应含义是："A”为热电阻、热电偶；“B”为电压；“C”为四线制电流；“D”为两线制电流，使用时按输入信号种类对量程卡进行设置。3.3本设计系统的深化分析总结

7、：老式传统的温度监控系统都是在现场安装一个标准的电柜，并在电柜内对应的每个温度监控区配备一个温度表，当需监控的系统有多个温度点时，温控表和现场电线电缆的布线数量都非常庞大，使得电气系统搭建起来后故障频发，故障排除相当的困难；另外温控表本身虽然能实时显示反映各监控区的温度，但由于每个表的数据采样处理周期都各有差异，同时其在使用一段时间后也经常会出现数据显示零位漂移；最后温控表显示的数据都只能通过设备人员或者班组人员定期抄写记录，然后录入电脑生成曲线：一方面人为抄写数据存在主观性，另一方面因为是定期

8、记录数据，期间必定会存在数据盲区，使得对设备和工艺等方面的数据监控不能有效反应设备的真实情况，因此其数据监控的价值也大打折扣，形同虚设。而本文设计的基于PLC的温度监控系统，首先是通过集成的数据处理模块、上位机WINCC6.2组态软件代替原来各点分散的温控表，使得现场布线、安装变得十分简易，系统搭建起来后目前为止未出现电气故障；同时因为是通过PLC严谨的程序编写来处理实时PT100采集的数据，数据显示稳定，不会出现零漂等异常现象；最关键的是通过WINCC6.2这个功能强大的上位机组态软件，能把P