西门子6ES7322-1BL00-0AA0接线方式

　引言

　　随着电子技术的发展，可编程序控制器(PLc)已经由原来简单的逻辑量控制，逐步具有了计算机控制系统的功能。在现代工业控制中，PLC占有r很重要的地位，它可以和计算机一起组成控制功能完善的控制系统。在许多行业的工业控制系统中，温度控制都是要解决的问题之一。如塑料挤出机大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制，存在控制精度低、超调量大等缺点，很难生产出高质量的塑料制品。在一些热处理行业都存在类似的问题。为此.设计了较为通用的温度控制系统，具体系统参数或部分器件可根据各行业的要求不同来进行调整。系统采用罗克韦尔SLC500系列PLC，通过PLC串口通信与计算机相连接，界面友好、运行稳定。

　　1系统构成

　　基于PLC的温度控制系统一般有两种设计方案，一种是PLC扩展专用热电阻或热电偶温度模块构成，另一种是PLC扩展通用A/D转换模块来构成。

　　1.1扩展热电阻，热电偶模块

　　在SLC500控制器扩展模块中.有集温度采集和数据处理于一身的专用智能温度模块一热电阻砘阻信号输入模块(1746一NR4)。在此模块中温度模拟量产生对应的16位A/D数字值，其对热电阻变送的温度信号的分辨率约为1/8度，控制器在数值处理中可以直接使用模块的转换值，无需在硬件级电路上作其他处理。热电阻温度模块的使用十分方便，只需要将热电阻接到模块的接线端子上，不需要任何外部变送器或外围电路。温度信号由热电阻采集。变换为电信号后。直接送人温度模块中。热电偶/毫伏输入模块(1746一NT4)的功能与热电阻/电阻信号输入模块(1746一NR4)类似。系统如图1所示。

　　1.2扩展通用A/D模块

　　在PLC温度控制系统中，可以用通用模拟量输入输出混合模块构成温度采集和处理系统。通用A/D转换模块不具有温度数据处理功能。因此温度传感器采集到的温度信号要经过外围电路的转换、放大、滤波、冷端补偿和线性化处理后，才能被A/D转换器识别并转换为相应的数字信号。SLC500系列PLC常用的模拟量输入输出混合模块有一2路差分输入/2路电压输出模块(1746一N104V)，其A/D转换为16位。由A/D转换模块构建的温控系统不但需要外加外围电路，而且其软件和硬件的设计也比较复杂。系统如图2所示。

　　2输入输出控制

　　比较而言用温度模块1746一NR4构建的PLC温控系统具有较好的控制效果。SLC500控制器的输入通道中一个热电阻模块多可以接4个温度热电阻温度传感器。输出通道为模拟量输出模块(1746N104V)，其输出信号是电压信号，可以通过电压调整器控制电源的开度(即一周期内的导通比率1。从而控制电源的输出功率。

　　在被控对象要求较高的控温精度时.SLC500控制器可以采用PLC自身具有的PID指令进行PID控制算法的研究。SLC500系列PLC的PID指令使用下列算法：

　　输出=Kc[(E)+I/TiJ fE)dt+Td·D(PV)/Dt]+bias

　　程序设计时，输入PID指令后，要输入控制块，过程变量和控制变量的地址。对于SLC500 PID指令，过程变量(PV)和控制变量(cv)N者的量度范围为0到16383。在使用工程单位输入时。必须首先把用户的模拟量范围整定在0-16383数字量度范围之内，为了实现这个目的。需要在PID指令之前使用数值整定指令(SCP指令)进行整定。整定原理如图3。

　　整定了PID指令的模拟量UO范围.用户就能输入适用的小和大的工程单位。过程变量，偏差，设定点和死区将在PID数据监视屏上以工程单位显示。图4为PID指令的设置界面，表1为PID指令各参数的说明。

　　一般温控系统的控制算法可以采用分段式PID控制，即在系统工作的大多数时问内。为PID控制.其参数由10%电源开度下的温度飞升曲线测得。在温度响应曲线的由初态向设定点的上升段过程中，大致采用三段控制。首先置电源为满开度，以大的功输出克服热惯性：接下来转入PID控制;接近设定点时置电源开度为0，提供一个保温阶段，以适应温度的滞后温升。基于以上要求.PID指令各参数可设置如表2所示。

　　温控系统中热电阻模拟量输入模块的电压信号范围一般是O一4124，SCP指令把它整定为0—16383的工程单位，将其值放入PV(过程变量)的内存地址N7：38中，把控制输出值放入N7：39当中。后用MOV指令把N7：39中的过程变量传递到1746N104V模拟量输出模块中。控制效果如下：(1)sP—PV≥50时，输出值为大值32767，使电压调节器开度大，即给加热器大电压供电，使被测对象温度快速上升。(2)SP—PV>一30和SP—PV<50时，输出为PID控制输出，此范围为PID参数调节的范围。(3)SP—PV<一30时，输出值为小值0，电压调节器开度为零.即停止加热。

操作站主机采用研华工控机，型号IPC-610P4-30HC/ P4 2.4GB/DDR 256MB/HDD 80GB/64MB VGA/52X CD-ROM/1.44MB FDD/Keyboard+Mouse，配19″彩显。其中两台工控机放在主控室，供岗位人员控制生产工艺，在线进行各种生产数据设定、控制参数修改及配水表数据的下装等；另一台工控机作为工程师站，主要供工程技术人员对整个自动控制网络系统维护、控制参数修改和故障排查。三台工控机均配置1784-KTX通信卡与PLC通信。

3.3 控制站硬件配置

控制站由连铸公共部分控制站、1流至8流小方坯连铸铸流共8个控制站、连铸事故水包控制站、连铸一切二切控制站、铸流热装热送控制站、连铸大包水口A站、大包水口B站控制站等十四个控制站组成。

(1)公共部分控制站为ROCKWELL公司 PLC5系列产品，具体配置见表1。

表1公共部用PLC5清单

(2)8流连铸铸流控制站均为ROCKWELL公司 SLC5系列产品，具体配置见表2。

表2铸流控制站用SLC5清单

(3)一切二切控制站为SIEMENS公司S7-300系列产品，具体配置见表3。

表3二切控制站用S7-300清单

因该岗位使用利旧设备，独成系统，未与其它PLC进行通讯。

(4)热装热送控制站为ROCKWELL公司 SLC5系列产品，具体配置见表4。

表4 热装热送控制站用SLC5清单

(5)大包水口控制站为ROCKWELL公司 SLC5系列产品，具体配置见表5。

表5大包水口控制站用SLC5清单

(6)事故水控制站为ROCKWELL公司 SLC5系列产品，具体配置见表6。

表6 事故水控制站用SLC5清单