PLC控制多路温度巡检系统

广东 谭代六

引言

当今人类已进入了科学技术迅猛发展的信息社会。在生产实践领域，高效率、高智能、自动化、低成本已成为人们不断追求的目标。各种高新电子设备、自动化设备被应用于生产实践之中，大大地提高了劳动生产率，降低了工人的劳动强度。在生产实践领域，存在着大量对温度、压力、速度等各种物理量的检测要求，而这些物理量检测得是否准确和及时直接关系到产品的质量。PLC控制多路温度巡检系统就是一种符合上述要求的系统，该套多路温度巡检系统以温度作为检测对象，以可编程序控制器（Programmable Controller）PLC作为核心，实现了对多路温度的自动检测、报警等功能。

一、系统功能

这种多路温度巡检系统是一种成本适中，并具有多种功能的温度检测系统。它以可编程序控制器（Programmable Controller）PLC为核心，适当利用PLC可编程及数据处理等功能来完成多路温度检测的一种半自动温度检测系统。该系统具有以下功能：

（一）能同时循环检测多路温度信号（本系统设计为八路），并利用数码管直观地显示出来。

（二）具有单点读出功能，任何时候都可以读出任意通道的温度值。

（三）具有自动检测故障的功能，在系统启动时系统会自动检测显示电路是否正常，在系统检测过程中也可人为检测。

（四）具有温度报警功能，可以设置预警温度，当温度达到或超过该温度时系统会自动报警并显示该通道号。

（五）可以根据需要手动调节温度巡检的速度。

二、PLC控制多路温度巡检系统设计要求

（一）多路温度巡检系统设计的原则

1.最大限度地满足设备或生产过程的控制要求；

2.在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济；

3.保证控制系统安全可靠；

4.考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，适当留有余地。

（二）控制系统设计的技术条件

1.能够完成多路温度循环检测

2.测量温度范围0oC—100oC

3.测量温度误差不超过±0.5oC

（三）控制系统的设计基本要求

1.实现八路温度巡检功能

2.可以自动巡检，也可以手动控制检测某一路的温度

3.巡检速度可以调节

三、系统使用方法

第一步：接通PLC电源后，系统会自动检测显示部分是否正常。其四个LED显示管会从9开始变化到0为止，如果中途出现异常就说明显示部分出现问题，应马上进行修理。

第二步：进行温度报警值的设定，利用ADD键（加）或SUB键（减）对温度报警值进行设定，完成后将SET键置于接通状态。

注：本系统的温度报警值可以是0度以上任意值。

第三步：进行手动检测或自动循环检测的选择，若想进行手动检测，只须按下CH0－CH7任意一个按键系统就可以检测对应通道的温度值并将通道号和温度值显示出来。若想进行自动循环检测只须按下CIR键，系统就可以马上进入自动循环检测状态。在自动循环检测状态下，按下DIR键可以改变系统循环检测的方向。

当某一通道的温度值达到报警值时系统会马上终止一切动作，并显示该通道的通道号和温度值。

第四步：系统的恢复，在任何状态下按下RST键，系统就会马上回到第一步的状态。

四、系统总体框图

图1 系统设计总体框图

五、可编程序控制器的系统设计

（一）输入／输出端子接线图

图2 输入／输出端子接线图

（二）输入模块的选择

PLC的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)的高电平信号，并将其转换为PLC内部的低电平信号。选择输入模块主要考虑以下两点：

1.根据现场输入信号(如按钮、行程开关)与PLC输入模块距离的远近来选择电压的高低。一般24V以下属低电平，其传输距离不宜太远。如12V电压模块一般不超过10米。距离较远的设备选用较高电压模块比较可靠。

2.高密度的输入模块，如32点输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度。一般同时接通的点数不得超过总输入点数的60%。

（三）输出模块的选择

输出模块的任务是将PLC内部低电平的控制信号，转换为外部所需电平的输出信号，驱动外部负载。输出模块有三种输出方式：继电器输出、双向可控硅输出、晶体管输出。

1.输出方式的选择

继电器输出价格便宜，使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，且有隔离作用。但继电器有触点，寿命较短，且响应速度较慢，适用于动作不频繁的交直流负载。当驱动电感性负载时，最大开闭频率不得超过1Hz。

可控硅输出(交流)和晶体管输出(直流)都属于无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。感性负载在断开瞬间会产生较高的反压，必须采取抑制措施。

（四）PLC程序设计

新一代的PLC除了采用梯形图编程外，还可以采用适用于顺序控制的标准化语言——SFC(Sequential Function Chart)编制。这就使得顺序控制程序的设计大大简化了，程序更加简洁、规范、可靠。三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外还增加了两条简单的步进顺序控制指令，就可以类似SFC语言的状态转移图的方式进行编程设计。

状态流程图完整地表现了控制系统的控制过程、各状态的功能、状态转移的顺序和条件。它是进行PLC应用程序设计的很方便的工具。PLC程序流程图如图3所示。

图3 PLC程序流程图

[1]常斗南,李全利,张学武.可编程序控制器原理·应用·实验.北京：机械工业出版社，1998年.

[2]陈春雨，李景学.可编程序控制器应用软件设计方法与技巧.北京：电子工业出版社，1998年.

[3]李景学，金广业.可编程序控制器应用系统设计方法.北京：电子工业出版社，1995年.