基于PLC的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

　　0、引言

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）已經(jīng)由原來簡單的邏輯量控制，逐步具有了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能。在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC占有了很重要的地位，它可以和計(jì)算機(jī)一起組成控制功能完善的控制系統(tǒng)。在許多行業(yè)的工業(yè)控制系統(tǒng)中，溫度控制都是要解決的問題之一。如塑料擠出機(jī)大都采用簡單的溫控儀表和溫控電路進(jìn)行控制，存在控制精度低、超調(diào)量大等缺點(diǎn)，很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的塑料制品。在一些熱處理行業(yè)都存在類似的問題。為此，設(shè)計(jì)了較為通用的溫度控制系統(tǒng)，具體系統(tǒng)參數(shù)或部分器件可根據(jù)各行業(yè)的要求不同來進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)采用羅克韋爾SLC500系列PLC，通過PLC串口通信與計(jì)算機(jī)相連接，界面友好、運(yùn)行穩(wěn)定。

　　1、系統(tǒng)構(gòu)成

　　基于PLC的溫度控制系統(tǒng)一般有兩種設(shè)計(jì)方案，一種是PLC擴(kuò)展專用熱電阻或熱電偶溫度模塊構(gòu)成；另一種是PLC擴(kuò)展通用A/D轉(zhuǎn)換模塊來構(gòu)成。

　　1.1擴(kuò)展熱電阻/熱電偶模塊

　　在SLC500控制器擴(kuò)展模塊中，有集溫度采集和數(shù)據(jù)處理于一身的專用智能溫度模塊——熱電阻/電阻信號輸入模塊（1746-NR4）。在此模塊中溫度模擬量產(chǎn)生對應(yīng)的16位A/D數(shù)字值，其對熱電阻變送的溫度信號的分辨率約為1/8度，控制器在數(shù)值處理中可以直接使用模塊的轉(zhuǎn)換值，無需在硬件級電路上作其他處理。熱電阻溫度模塊的使用十分方便，只需要將熱電阻接到模塊的接線端子上，不需要任何外部變送器或外圍電路，溫度信號由熱電阻采集，變換為電信號后，直接送人溫度模塊中。熱電偶/毫伏輸入模塊（1746-NT4）的功能與熱電阻/電阻信號輸入模塊（1746-NR4）類似。系統(tǒng)如圖1所示。

圖1擴(kuò)展溫度模塊的溫控系統(tǒng)

　　1.2擴(kuò)展通用A/D模塊

　　在PLC溫度控制系統(tǒng)中，可以用通用模擬量輸入輸出混合模塊構(gòu)成溫度采集和處理系統(tǒng)。通用A/D轉(zhuǎn)換模塊不具有溫度數(shù)據(jù)處理功能，因此溫度傳感器采集到的溫度信號要經(jīng)過外圍電路的轉(zhuǎn)換、放大、濾波、冷端補(bǔ)償和線性化處理后，才能被A/D轉(zhuǎn)換器識別并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號。SLC500系列PLC常用的模擬量輸入輸出混合模塊有——2路差分輸入/2路電壓輸出模塊（1746-NIO4V），其A/D轉(zhuǎn)換為16位。由A/D轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)建的溫控系統(tǒng)不但需要外加外圍電路，而且其軟件和硬件的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜。系統(tǒng)如圖2所示。

　圖2通用A/D轉(zhuǎn)換模塊溫控系統(tǒng)