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     温度是工业生产对象中主要的被控参数之一，本文以温度监测与控制系统为例，来说明PLC在模拟量信号监测与控制中的应用。该系统具有广泛的应用范围：如大型家禽孵坊、电器生产行业和机械加工的某些工艺流程中……

控制要求

      将被控系统的温度控制在某一范围之间，当温度低于下限或高于上限时，应能自动进行调整，如果调整一定时间后仍不能脱离不正常状态，则采用声光报警，来提醒操作人员注意，排除故障。
系统设置一个启动按钮来启动控制程序，设置绿、红、黄三台指示灯来指示温度状态。当被控系统的温度在要求范围内，则绿灯亮，表示系统运行正常；当被控系统的温度超过上限或低于下限时，经调整且在设定时间内仍不能回到正常范围，则红灯或黄灯亮，并伴有声音报警，表示温度超过上限或低于下限。
该系统充分利用电气智能平台现有设备，引入PLC和变频器于系统中，将硬件模拟和软件仿真有机结合，有效的运用了平台资源。本文通过对该系统的阐述，详细介绍了PLC和变频器在模拟量信号监控中的运用。
 

控制系统原理及框图

      该系统共涉及四大部分，包括温度传感器、变送器、PLC温度监控系统和外部温度调节设备。首先，选取监控对象，在其内部（比如孵坊）选取四个采样点，利用四个温度传感器分别采集这四点温度后；通过变送器将采集到的四点温度的采样值转换为模拟量电压信号，从而得到四个采样点所对应的电压值，输入到PLC的四个模拟量输入端口；PLC温度监控系统将这四点温度读入后，取其平均值，作为被控系统的实际温度值，将其与预先设定的正常温度范围上下限相比较，得出系统所处状态，并向外部温度调节设备输出模拟量控制信号；外部温度调节设备根据输出的模拟量的大小来调节温度的上升与下降或保持恒温状态。
本文以0～10V来对应温度0～100℃，设置40～60℃为系统的正常温度范围，对应的模拟量电压为4～6V，也即40℃（4V）为下限，60℃（6V）为上限，调节时间设定为20S。其中，50℃（5V）为我们的温度（电压）基准值。这样，我们就将PLC温度控制系统对温度的监测与控制转变成了PLC对模拟量电压的输入与输出的控制。当被控系统的实际温度低于设定的下限（40℃）时，PLC温度监控系统经过比较运算后，通过其模拟量输出端口向外部温度调节设备输出5-10V的电压，而且输出的电压会根据被控系统实际温度值的降低而升高，从而改变外部温度调节设备，调节温度的幅度。同理，当被控系统的实际温度高于设定的上限（60℃）时，PLC温度监控系统经过比较运算后，通过其模拟量输出端口向外部温度调节设备输出0~5V的电压，而且输出的电压会根据被控系统实际温度值的升高而降低，从而改变外部温度调节设备，调节温度的幅度。而当被控系统的实际温度处于设定的温度正常范围（40—60℃）时，PLC温度监控系统经过比较后，通过其模拟量输出端口向外部温度调节设备输出5V恒定的电压，即输出电压的调节基准量，使温度调节设备保持恒温状态。
 

 

三、控制算法的原理及流程图
      PLC温度控制系统规定模拟量输入端取值范围为0～10V，本文设定其对应于温度0～100℃。要求被控系统的温度控制在40～60°C之间，也就是对应模拟量输入端口的电压范围是4～6V。同时，根据控制的需要，首先设定50℃（对应模拟量输入端口的电压为5V）作为被控系统温度的基准值，对应设定一个输出的电压调节基准量5V。
      PLC顺序扫描梯形图程序，扫描的结果有以下几种情形。假如读取到的四个采样点的温度，经过取平均后大于上限60℃（比如70℃），将其与被控系统温度的基准值（50℃）比较，得出两者之间的差值（20℃），也即对应2V，然后用输出的电压调节基准量5V与之相减，从而得到3V作为控制信号来控制外部的温度调节（降温），接着进入下一个扫描周期，直至被控系统的温度达到正常范围（40-60℃），如果在设定的调节时间（20S）后，未能恢复到正常范围内，则采用声光报警，红灯亮；假如读取到的四个采样点的温度，经过取平均后小于下限40℃（比如20℃），将其与被控系统温度的基准值（50℃）比较，得出两者之间的差值（30℃），也即对应3V，然后用输出的电压调节基准量5V与之相加，从而得到8V作为控制信号来控制外部的温度调节（升温），接着进入下一个扫描周期，直至被控系统的温度达到正常范围（40-60℃），如果在设定的调节时间（20S）后，未能恢复到正常范围内，则采用声光报警，黄灯亮；假如读取到的四个采样点的温度，经过取平均后处于设定的正常范围40-60℃（比如45℃），则输出调节电压的基准量5V，使被控系统保持恒温状态，绿灯亮，然后进入下一个扫描周期。

APACS+ 过程控制系统是美国Moore Products 公司在20世纪90年代开发的，成功应用在了许多的工厂中。其功能性、可靠性和使用的方便性已经在超过 1 万个设施的应用中得到了验证。在向 SIMATIC PCS 7 迁移时，这些优点会全部保留下来，而且我们还提供了扩展功能，确保了可以支持系统将来的变化。
综述
策略
方法
迁移到 SIMATIC PCS 7 的优势

策略
根据系统的规模，现有 APACS+ 系统的硬件和用户软件可能代表了相当大的投资，而且操作人员和维修人员的专业知识也是一笔巨大的价值。为了保留、扩展和提高现有基础的价值，西门子开发了一套旨在用 SIMATIC PCS 7 对现有的操作人员和组态系统进行现代化升级，同时保留 APACS+/ 控制器以及从属的 I/O 等级的迁移策略。
这个策略使客户能够高效经济的对现有系统进行迁移，而不必更换控制器、I/O 装置，或者相关的布线，不会损失在系统组态方面的相关投资。此外，AS 41x of SIMATIC PCS 7 还可以为控制器等级提供出色的替代方案。这特别适用于系统扩展：系统扩展通过工业以太网模块（IEM）可以获得控制器之间相互通讯的支持，还可以获得 PCS 7/APACS+ 操作员系统的支持，可以通过双通道与 APACS+/ 和 AS 41x 通讯。

方法
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SIMATIC PCS 7/APACS+ OS可无缝集成现有控制器，可以替换旧系统，实现连接 SIMATIC IT 的连接方式，通过 World Wide Web 或者通过与其它 IT 应用交换 OPC 数据支持工厂运行。我们的 DBA 工具使您可以快速可靠的连接新的操作系统。根据要求，我们提供了现有过程图的转换服务。
在您通过安装 SIMATIC PCS 7 扩展自己的系统时，可以通过 SIMATIC PCS 7/OS 可以理所当然的实现公共的操作员控制和监视以及控制器之间的通讯。
为了把现有的输入/输出模块集成到新的 SIMATIC PCS 7 构架里，我们开发了 DP/IO Link。这种连接可以实现新的 SIMATIC 控制器与 APACS+ I/O 模块之间的通讯。采用这种方式还可以保护在现场布线和 I/O 模块上的投资。
越来越多的客户正在选择从 APACS+ 直接迁移到 SIMATIC PCS 7，信任行之有效的 SIMATIC 系统组件。从而从现代化的过程控制系统以及从 TIA 带来的协同效应上获益，并同时保留了可以继续使用 APACS+ I/O 装置的选择。西门子正在利用新的迁移产品以及优化的服务和针对硬软件迁移的内部工具全力支持这一趋势。

迁移到 SIMATIC PCS 7 的优势
旧系统迁移到 SIMATIC PCS 7 可以获得许多好处：可以确程控制系统投资的连续性，使系统更加高效、高产，以经济有效的方式延长了系统的使用寿命。
其他优点：
可以全面转移经过多年优化的工程组态数据
逐步或整体实现系统的现代化
由于使用更*和更灵活的过程控制系统，进一步确保了可变性
现代化的技术可以降低工厂停工的风险
由于新过程控制系统具有更高的可用性而提高了生产效率
降低了用于保存备件和维护的成本
基于全集成自动化（TIA）的概念实现了投资保护
使用 SIMATIC PCS 7 找出过程优化潜力，从而提高产量
由于提高了信息密度和质量，从而提高了资源优化度和质量
SIMATIC PCS 7 为连接制造执行系统（MES）建立了基础

西门子的自动化技术矢志不渝地为您全公司的流程的持续优化提供支持和帮助。 全集成自动化为制造业和过程工业提供*的、统一的系列产品和系统，是我们全系列产品的核心，为按照用户的不同需求定制解决方案奠定了的基础。

灵活的批量生产
具有竞争性的价格
可靠的产品质量
其解决方案为：缩短加工和生产设备调整时间、实现成本小化、积极创新并实现更高产能。借助 “源于西门子” 的自动化技术，即使复杂的需求，也可轻松满足！

SIMATIC 控制器
SIMATIC 控制器有多种多样，包括从高性能 PLC 的书本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，无论什么要求，它都能满足要求。

这些控制器的共同特点是，在小的空间里压缩了大处理能力，能满足苛刻的机械和气候条件、高速及可扩展性等要求。

这种分级的性能特征是 SIMATIC 系列产品的力量所在。

目前，SIMATIC PLC 正在执行越来越多的功能，原本需要*不同技术。 对您来说，一切都变得更加容易，更加*，更加经济。

结构紧凑、易于使用的低成本解决方案，用于满足简单控制任务
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“一体式”产品，集成显示屏和操作面板
仅需点击按钮或通过 PC 软件即可连接 36 种不同的功能；使用次数多达 130 多次
LOGO! 8: 通过按钮或使用 PC 软件，可链接 38/43 个不同功能；多 200/400 次
通过按键可以方便地更改功能。重接线无需更多耗时