水箱加热系统的S7-200 PLC位式温度控制

   二位控制是位式控制规律中最简单的一种。本实例中利用PLC的模拟量输入输出模块实现二位式温度控制。

    8.6.1系统组成

    系统的组成如图8-15所示，本系统的被控对象是1kW电加热管，被控制量是水箱的水温T，PLC的模拟量输出控制调功器的输出，由调功器控制电加热管的通断，被控对象为水箱中的单相电热管，被控制量为水箱水温。它由铂电阻Pt100测定，输入到温度变送器上，量程为0～100℃。温度变送器变换为4～20mA，传送给PLC的模拟量输入通道。根据给定值加上dF与测量的温度值相比较的结果，PLC模拟量输出通道向晶闸管调功器发出控制信号，从而达到控制水箱温度的目的。

    该系统的工作原理是当被控制的水温T小于给定值时，即给定值>测量值，且当e= SP-PV≥dF时，调功器的输出为最大，电加热管接通220V电源而加热。随着水温T的升高，PV也不断增大，e相应变小。若水温T高于给定值，即PS<PV，e=PS-PV=负值；若P≤-dF时，调功器的输出为最小，切断电加热管的供电。

图8-15 温度位式调节器的原理接线图

    该系统实质上是一个典型的非线性控制系统。执行器只有“开”或“关”两种极限工作状态，故称这种控制器为两位控制器，取代传统的继电一接触器的两位控制，对控制质量要求不高的系统可以使用这种方法。通常也可以利用PLC的开关量输出来控制固态继电器，再由固态继电器来控制电源的通断。

    8.6.2   PLC及模块选择

    根据对控制系统及其要求的分析，可以选择基本的PLC控制单元CPU222，一个模拟量输入输出模块EM235。程序控制所需要的变量如表8-5所示。

表8-5    水箱温度位式控制变量表

 8.6.3程序设计

 控制程序分为主程序与中断程序，如图8-16、图8-17所示。在主程序中主要完成中断调用及数据的四则运算、控制模拟量输出通道的输出值，在中断程序中主要实现模拟量输入信号的转换。

    图8-16 主程序

    图8-17 中断程序

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