廣東 譚代六

引言

當今人類已進入了科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的信息社會。在生產(chǎn)實踐領(lǐng)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(shè)備、自動化設(shè)備被應(yīng)用于生產(chǎn)實踐之中，大大地提高了勞動生產(chǎn)率，降低了工人的勞動強度。在生產(chǎn)實踐領(lǐng)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(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)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(xiàn)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(shù)據(jù)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(shè)計為八路），并利用數(shù)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(shè)置預(yù)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(jù)需要手動調(diào)節(jié)溫度巡檢的速度。

二、PLC控制多路溫度巡檢系統(tǒng)設(shè)計要求

（一）多路溫度巡檢系統(tǒng)設(shè)計的原則

1.最大限度地滿足設(shè)備或生產(chǎn)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(jīng)濟；

3.保證控制系統(tǒng)安全可靠；

4.考慮到生產(chǎn)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(shè)計的技術(shù)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(shè)計基本要求

1.實現(xiàn)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(diào)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(xiàn)異常就說明顯示部分出現(xiàn)問題，應(yīng)馬上進行修理。

第二步：進行溫度報警值的設(shè)定，利用ADD鍵（加）或SUB鍵（減）對溫度報警值進行設(shè)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(yīng)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(fù)，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(shè)計總體框圖

五、可編程序控制器的系統(tǒng)設(shè)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(xiàn)場(如按鈕、行程開關(guān)、溫控開關(guān)、壓力開關(guān)等)的高電平信號，并將其轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部的低電平信號。選擇輸入模塊主要考慮以下兩點：

1.根據(jù)現(xiàn)場輸入信號(如按鈕、行程開關(guān))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(shè)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(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般同時接通的點數(shù)不得超過總輸入點數(shù)的60%。

（三）輸出模塊的選擇

輸出模塊的任務(wù)是將PLC內(nèi)部低電平的控制信號，轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號，驅(qū)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(dǎo)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(yīng)速度較慢，適用于動作不頻繁的交直流負載。當驅(qū)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(guān)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(chǎn)生較高的反壓，必須采取抑制措施。

（四）PLC程序設(shè)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(shè)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(zhuǎn)移圖的方式進行編程設(shè)計。

狀態(tài)流程圖完整地表現(xiàn)了控制系統(tǒng)的控制過程、各狀態(tài)的功能、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的順序和條件。它是進行PLC應(yīng)用程序設(shè)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(xué)武.可編程序控制器原理·應(yīng)用·實驗.北京：機械工業(yè)出版社，1998年.

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

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