基于PLC的温控系统设计与研究

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1、38江西化工2010年第4期基于PLC的温控系统设计与研究邱琳(江西省化工技校)摘要:介绍了基于罗克韦尔SLC500系列可编程序控制器(PLC)的温度控制系统的设计与研究。关键词:罗克韦尔SLC500系列PLC温度控制系统设计与研究0引言一种是PLC扩展专用热电阻或热电偶温度模块构成;随着电子技术的发展，可编程序控制器(PLC)已经另一种是PLC扩展通用A/D转换模块来构成。由原来简单的逻辑量控制，逐步具有了计算机控制系1．1扩展热电阻/热电偶模块统的功能。在现代工业控制中，PLC占有了很重要的在SLC500控制器扩展模块中，有集温度采集和数地位，它可以和计算机一起组成控制功能完善的控制据处理

2、于一身的专用智能温度模块———热电阻/电阻系统。在许多行业的工业控制系统中，温度控制都是信号输入模块(1746－NR4)。在此模块中温度模拟量要解决的问题之一。如塑料挤出机大都采用简单的温产生对应的16位A/D数字值，其对热电阻变送的温度控仪表和温控电路进行控制，存在控制精度低、超调量信号的分辨率约为1/8度，控制器在数值处理中可以大等缺点，很难生产出高质量的塑料制品。在一些热直接使用模块的转换值，无需在硬件级电路上作其他处理行业都存在类似的问题。为此，设计了较为通用处理。热电阻温度模块的使用十分方便，只需要将热的温度控制系统，具体系统参数或部分器件可根据各电阻接到模块的接线端子上，不需要任何

3、外部变送器行业的要求不同来进行调整。系统采用罗克韦尔或外围电路，温度信号由热电阻采集，变换为电信号SLC500系列PLC，通过PLC串口通信与计算机相连接，后，直接送人温度模块中。热电偶/毫伏输入模块界面友好、运行稳定。(1746－NT4)的功能与热电阻/电阻信号输入模块1系统构成(1746－NR4)类似。系统如图1所示。基于PLC的温度控制系统一般有两种设计方案，图1扩展温度模块的温控系统1．2扩展通用A/D模块转换为相应的数字信号。SLC500系列PLC常用的模在PLC温度控制系统中，可以用通用模拟量输入拟量输入输出混合模块有———2路差分输入/2路电压输出混合模块构成温度采集和处理系统。

4、通用A/D转输出模块(1746－NIO4V)，其A/D转换为16位。由换模块不具有温度数据处理功能，因此温度传感器采A/D转换模块构建的温控系统不但需要外加外围电集到的温度信号要经过外围电路的转换、放大、滤波、路，而且其软件和硬件的设计也比较复杂。系统如图2冷端补偿和线性化处理后，才能被A/D转换器识别并所示。图2通用A/D转换模块温控系统2010年12月基于PLC的温控系统设计与研究392输入输出控制比较而言用温度模块1746－NR4构建的PLC温控系统具有较好的控制效果。SLC500控制器的输入通道中一个热电阻模块最多可以接4个温度热电阻温度传感器。输出通道为模拟量输出模块(1746NIO

5、4V)，其输出信号是电压信号，可以通过电压调整器控制电源图3数值整定原理的开度(即一周期内的导通比率)，从而控制电源的输整定了PID指令的模拟量I/O范围，用户就能输出功率。入适用的最小和最大的工程单位。过程变量，偏差，设在被控对象要求较高的控温精度时，SLC500控制定点和死区将在PID数据监视屏上以工程单位显示。器可以采用PLC自身具有的PID指令进行PID控制算图4为PID指令的设置界面，表1为PID指令各参数的法的研究。SLC500系列PLC的PID指令使用下列算说明。法:输出=Kc［(E)+1/Ti∫(E)dt+Td＆#8226;D(PV)/Dt］+bias程序设计时，输入PID指令

6、后，要输入控制块，过程变量和控制变量的地址。对于SLC500PID指令，过程变量(PV)和控制变量(CV)两者的量度范围为0到16383。在使用工程单位输入时，必须首先把用户的模拟量范围整定在0－16383数字量度范围之内，为了实现这个目的，需要在PID指令之前使用数值整定指令(SCP指令)进行整定。整定原理如图3。图4PID模块在线参数设定与标志位表1PID模块参数说明Flags说明Flage说明TM指定PID方式DB偏差在DB内置伴AM自动/手动切换位UL输出报警上限CM控制方式LL输出报警下限OL输出限制使能位SP设定点超出范围RG复位和增益范围增强PV过程变量超出范围SC整定设定点标志

7、DNPID完成TF循环更新时间过快ENPID使能DA微分(比率)动作位一般温控系统的控制算法可以采用分段式PID控三段控制。首先置电源为满开度，以最大的功输出克制，即在系统工作的大多数时间内，为PID控制，其参服热惯性;接下来转入PID控制;接近设定点时置电源数由10%电源开度下的温度飞升曲线测得。在温度响开度为0，提供一个保温阶段，以适应温度的滞后温升。应曲线的由初态向设定点的上升段过程中，大致