廣東 譚代六

引言

當今人類已進入了科學技術迅猛發(fā)展的信息社會。在生產實踐領域，高效率、高智能、自動化、低成本已成為人們不斷追求的目標。各種高新電子設備、自動化設備被應用于生產實踐之中，大大地提高了勞動生產率，降低了工人的勞動強度。在生產實踐領域，存在著大量對溫度、壓力、速度等各種物理量的檢測要求，而這些物理量檢測得是否準確和及時直接關系到產品的質量。PLC控制多路溫度巡檢系統(tǒng)就是一種符合上述要求的系統(tǒng)，該套多路溫度巡檢系統(tǒng)以溫度作為檢測對象，以可編程序控制器（Programmable Controller）PLC作為核心，實現了對多路溫度的自動檢測、報警等功能。

一、系統(tǒng)功能

這種多路溫度巡檢系統(tǒng)是一種成本適中，并具有多種功能的溫度檢測系統(tǒng)。它以可編程序控制器（Programmable Controller）PLC為核心，適當利用PLC可編程及數據處理等功能來完成多路溫度檢測的一種半自動溫度檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下功能：

（一）能同時循環(huán)檢測多路溫度信號（本系統(tǒng)設計為八路），并利用數碼管直觀地顯示出來。

（二）具有單點讀出功能，任何時候都可以讀出任意通道的溫度值。

（三）具有自動檢測故障的功能，在系統(tǒng)啟動時系統(tǒng)會自動檢測顯示電路是否正常，在系統(tǒng)檢測過程中也可人為檢測。

（四）具有溫度報警功能，可以設置預警溫度，當溫度達到或超過該溫度時系統(tǒng)會自動報警并顯示該通道號。

（五）可以根據需要手動調節(jié)溫度巡檢的速度。

二、PLC控制多路溫度巡檢系統(tǒng)設計要求

（一）多路溫度巡檢系統(tǒng)設計的原則

1.最大限度地滿足設備或生產過程的控制要求；

2.在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟；

3.保證控制系統(tǒng)安全可靠；

4.考慮到生產的發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，適當留有余地。

（二）控制系統(tǒng)設計的技術條件

1.能夠完成多路溫度循環(huán)檢測

2.測量溫度范圍0oC—100oC

3.測量溫度誤差不超過±0.5oC

（三）控制系統(tǒng)的設計基本要求

1.實現八路溫度巡檢功能

2.可以自動巡檢，也可以手動控制檢測某一路的溫度

3.巡檢速度可以調節(jié)

三、系統(tǒng)使用方法

第一步：接通PLC電源后，系統(tǒng)會自動檢測顯示部分是否正常。其四個LED顯示管會從9開始變化到0為止，如果中途出現異常就說明顯示部分出現問題，應馬上進行修理。

第二步：進行溫度報警值的設定，利用ADD鍵（加）或SUB鍵（減）對溫度報警值進行設定，完成后將SET鍵置于接通狀態(tài)。

注：本系統(tǒng)的溫度報警值可以是0度以上任意值。

第三步：進行手動檢測或自動循環(huán)檢測的選擇，若想進行手動檢測，只須按下CH0－CH7任意一個按鍵系統(tǒng)就可以檢測對應通道的溫度值并將通道號和溫度值顯示出來。若想進行自動循環(huán)檢測只須按下CIR鍵，系統(tǒng)就可以馬上進入自動循環(huán)檢測狀態(tài)。在自動循環(huán)檢測狀態(tài)下，按下DIR鍵可以改變系統(tǒng)循環(huán)檢測的方向。

當某一通道的溫度值達到報警值時系統(tǒng)會馬上終止一切動作，并顯示該通道的通道號和溫度值。

第四步：系統(tǒng)的恢復，在任何狀態(tài)下按下RST鍵，系統(tǒng)就會馬上回到第一步的狀態(tài)。

四、系統(tǒng)總體框圖

圖1 系統(tǒng)設計總體框圖

五、可編程序控制器的系統(tǒng)設計

（一）輸入／輸出端子接線圖

圖2 輸入／輸出端子接線圖

（二）輸入模塊的選擇

PLC的輸入模塊用來檢測來自現場(如按鈕、行程開關、溫控開關、壓力開關等)的高電平信號，并將其轉換為PLC內部的低電平信號。選擇輸入模塊主要考慮以下兩點：

1.根據現場輸入信號(如按鈕、行程開關)與PLC輸入模塊距離的遠近來選擇電壓的高低。一般24V以下屬低電平，其傳輸距離不宜太遠。如12V電壓模塊一般不超過10米。距離較遠的設備選用較高電壓模塊比較可靠。

2.高密度的輸入模塊，如32點輸入模塊，能允許同時接通的點數取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般同時接通的點數不得超過總輸入點數的60%。

（三）輸出模塊的選擇

輸出模塊的任務是將PLC內部低電平的控制信號，轉換為外部所需電平的輸出信號，驅動外部負載。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、雙向可控硅輸出、晶體管輸出。

1.輸出方式的選擇

繼電器輸出價格便宜，使用電壓范圍廣，導通壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，且有隔離作用。但繼電器有觸點，壽命較短，且響應速度較慢，適用于動作不頻繁的交直流負載。當驅動電感性負載時，最大開閉頻率不得超過1Hz。

可控硅輸出(交流)和晶體管輸出(直流)都屬于無觸點開關輸出，適用于通斷頻繁的感性負載。感性負載在斷開瞬間會產生較高的反壓，必須采取抑制措施。

（四）PLC程序設計

新一代的PLC除了采用梯形圖編程外，還可以采用適用于順序控制的標準化語言——SFC(Sequential Function Chart)編制。這就使得順序控制程序的設計大大簡化了，程序更加簡潔、規(guī)范、可靠。三菱的小型PLC在基本邏輯指令之外還增加了兩條簡單的步進順序控制指令，就可以類似SFC語言的狀態(tài)轉移圖的方式進行編程設計。

狀態(tài)流程圖完整地表現了控制系統(tǒng)的控制過程、各狀態(tài)的功能、狀態(tài)轉移的順序和條件。它是進行PLC應用程序設計的很方便的工具。PLC程序流程圖如圖3所示。

圖3 PLC程序流程圖

[1]常斗南,李全利,張學武.可編程序控制器原理·應用·實驗.北京：機械工業(yè)出版社，1998年.

[2]陳春雨，李景學.可編程序控制器應用軟件設計方法與技巧.北京：電子工業(yè)出版社，1998年.

[3]李景學，金廣業(yè).可編程序控制器應用系統(tǒng)設計方法.北京：電子工業(yè)出版社，1995年.