| 摘要：温度作为工业生产中常见 的工艺参数之一， 扮演着举足 轻重的角色。本文利用可编程 控制器（PLC）具有体积小、组 装灵活、编程简单、抗干扰能 力强及可靠性高等特点， 尝试 设计了一套用于工业生产中常 用的电加热炉的温度控制系统。 文中所设计的温度控制系统在 易实现的原则下尽量做到低成 本和高可靠性， 为PLC 在温度 控制方面的应用提供了一个参 考。 【关键词】PLC 加热炉 温度控制 任何物理变化和化学变化中, 温度控制占 有着极为重要的地位, 因此温度控制系统应用 十分广泛，如冶金、机械、食品、化工等各类 工业生产中广泛使用的各种加热炉。因此，对 温度的监测与控制在生产生活中有着十分重要 的意义。下文为一种利用三菱PLC 实现的电 加热炉温度控制系统。 1 总体设计及结构模块 在加热炉装置中，由加热丝进行加热， 温度由监控系统进行控制。控制要求为： （1）温度较设定值低时进行加热，到达 设定值以后停止加热。 （2）加热炉内的温度能够由系统监控。 （3）加热炉内部温度过高或过低时时能 进行指示灯闪烁报警，报警信号可以手动解除。 根据设计要求，系统主要包含四个部分， 分别是：温度采集模块、加热元件、报警指示 模块、系统控制模块。 2 硬件设计 （1）温度采集模块。主要包含温度采集 和转换电路。通过热电偶和温度变送器讲采集 到的加热炉内的温度转化为电流模拟量，再由 AD 模块转化变成数字量，传递给可编程控制 器。 （2）加热元件。主要包含热电阻丝、固 态继电器和过载保护装置。温度信号经由AD 模块传递给可编程控制器之后，由其作判断， 发出控制指令，通过固态继电器控制热电阻丝 的通电与否，从而实现对加热炉的温度控制。 （3）报警指示模块。主要包含一个报警 指示灯。当加热炉内温度过高或过低时，报警 指示灯闪烁提示加热炉的温度状态。还可以添 加蜂鸣器，实现声光报警。 （4）控制系统模块。主要包含一台可编 程控制器。本装置选用一台三菱FX2N 系列可 编程控制器作为系统的控制装置，具有编程简 单、抗干扰能力强、可靠性高等特点。 3 软件编程思路及程序流程图 系统初始化后，温度采集模块向可编程 控制器返回温度数据，可以通过比较DT0 值 执行动作。这里我们设置假定温度为60 度时 停止加热。为实现这样的功能，能我们将60 度作为一个标准值，在系统运行期间有一个定 时器T1 中断每隔40ms 扫描一次，拿这个值 与DT0 中所存储的标准值值不断的比较，直 到DT0 中的值等于60 度， 当 DT0 中的值为60 度时产生一个 标志，表示温度已达到设定值， 加热丝断电，停止加热。设置 超过标准值正负10 度为报警温 度，当温度低于50 度或高于70 度时系统报警。 实现整个系统功能的流程 图如图2 所示。 4 结束语 加热炉温度控制系统采用 成熟的PLC 技术，较好的解决 了传统加热炉温控系统中出现 的问题。本系统采用了FX2N 系列可编程控制器和4AD 模拟 图1：系统硬件设计框图 图2：程序流程图 特殊模块，很好的实现了电阻炉温度的自动调 节，涉及到的方法简单，设计便捷有效，精度 高，工作可靠易于拓展，集成在PLC 内部的 PID 指令使用简单易于上手。是一种有效的对 加热炉实现自动温度控制的方法。 参考文献 [1] 吴晓君, 杨向明. 电气控制与可编程控 制器应用[M]. 北京: 中国建材工业出版 社,2004.35-121. [2] 高钦和. 可编程序控制器应用技术与 设计实例[M]. 北京: 人民邮电出版 社,2004.122-136. [3] 陈建明. 电气控制与PLC 应用练习与实践 [M]. 北京: 电子工业出版社,2008.54-89. 作者单位 陕西省理工学校 陕西省西安市 710054 |
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