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1、《自动化仪表》第26卷第4期2005年4月基于PLC和PC的温控系统设计与开发DesignandDevelopmentofTemperatureControlSystemBasedonPLCandPC黄菊生胡争先唐唤清(湖南工程学院机械电子工程系,湘潭411101)摘要介绍了用西门子PLC构成温控系统的设计与开发,讨论了PLC输入输出控制的外部接口方法及显示扩展的软硬件设计,并对PLC和PC机的通信和数据处理技术进行了分析,给出了部分程序。关键词PLC温度控制热电偶模块通信AbstractThedesignanddevelop
2、mentoftemperaturecontrolSystemcomposedofSiemensPLCareintroduced.TheexternalinterfacingmethodofPLCinputandoutputcontrolaswellasthedesignofhardwareandsoftwarefordisplayexpansionarediscussed.ThecommunicationbetweenPLCandPCandthedataprocessingtechnologyareanalyzed.parti
3、alprogramisgiven.KeywordsPLCTemperaturecontrolThermocouplemoduleCommunication中,可以用通用模拟量输入输出混合模块构成温度采0引言集和处理系统。在这种系统中,由于通用A/D转换模PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能,而块不具有温度数据处理功能,温度传感器采集到的微且能扩展输入输出模块,特别是可以扩展一些智能控制弱毫伏电信号不能直接送给PLC的A/D转换模块,必模块,构成不同的控制系统,将模拟量输入输出控制和须由外部温度变送器将温度信号进行放大、冷
4、端补偿现代控制方法融为一体,实现智能控制、闭环控制、多控和线性化处理,再送到A/D转换模块的模入通道转换制功能一体的综合控制。现代PLC以集成度高、功能为规范的数字信号供PLC处理。在S7-200PLC中可强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定受到普遍欢迎,以扩展通用A/D转换模块EM235,它是一个4输入/1在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用。输出的模拟量混合模块,可以通过DIP配置开关组态如塑料挤出机大都采用简单的温控仪表和温控电路进为单极性或双极性,设置不同的输入信号,其A/D转行控制,存在控温精度低、超调量大等
5、缺点,很难满足生换为12位。用这种通用A/D转换模块构成的温度采[1]产高质量塑料制品的要求。在热处理行业的一些箱集和处理系统有两个方面的不足:一是要增加外部变式电炉和井式多段温控炉、粉末冶金行业的烧结炉、食送器;二是12位A/D转换精度不是太高,没有充分发品行业的杀菌系统等同样存在类似的现象,用的是指针挥PLC高集成度的优势,软硬件设计也较复杂。其优式仪表和继电器式控制柜,结构复杂,体积大,故障率点是可以与其它模拟量采集共用同一个A/D转换模高,通用性差,控制精度不高。为此,设计了用西门子块。系统如图1所示。PLC作控制器,
6、并通过PLC的串行通信口与PC机连接,构成人机接口界面友好、控制功能完善的温控系统。1系统构成图1通用A/D转换模块的温控系统一般PLC温度控制系统有两种设计方案,一种是1.2扩展热电偶模块PLC扩展通用A/D转换模块构成,另一种是PLC扩展S7-200PLC的扩展模块中,有集温度采集和数据专用热电偶温度模块构成。处理于一身的专用智能温度模块———EM231热电偶模1.1扩展通用A/D转换模块块。在该模块中集成有16位A/D转换器,15位数据温度传感器采集到的温度信号大都是微弱的模拟加1位符号位,分辨率达011℃。数据格式为二
7、进制补电信号,要经过一系列的转换,包括放大、模/数转换、码形式,能自动进行线性化处理,有冷端补偿功能。其冷端补偿、线性化处理、数字滤波等,才变成计算机能使用非常方便,只要将热电偶接到EM231的接线端子够接收和处理的有效数字信号。在PLC温度控制系统上,不再需要任何外部变送器或外部电路,一个模块就48PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVol.26No.4April2005基于PLC和PC的温控系统设计与开发黄菊生,等能完成数据采集及数据处理功能。EM231热电偶模块虽然开关量控制精度不高,但只要采
8、样时间短,能及时可以同时输入4路温度数据用于多路温度的采集,可输出控制信号,完全能满足一般工业设备对温控的要以连接7种不同类型的热电偶(J、K、E、N、S、T、R)。对求。若控温精度要求更高,则可以采用PLC自身具有常用的K型热电偶(镍铬-镍硅或镍铝),模块标定的的PID指令
