基于PLC技術(shù)在溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用

張萍 張燕

摘要：溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程的重要參數(shù)，對于產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要的影響，因此對溫度進(jìn)行控制是非常重要的?；诖吮疚膶赑LC技術(shù)在溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：PLC；溫度控制；應(yīng)用

在生產(chǎn)和生活之中，溫度控制已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的工作，起著十分重要的作用。當(dāng)前，很多行業(yè)都需要應(yīng)用都溫度控制，如食品生產(chǎn)、冶金化工、建材生產(chǎn)以及機(jī)械等，溫度控制對生產(chǎn)過程有著重要的影響，影響著生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。而且，隨著生產(chǎn)過程的精密度不斷提高，對于溫度控制的準(zhǔn)確性也越來越高，很多先進(jìn)的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用到溫度控制領(lǐng)域之中。其中，PLC技術(shù)，由于其具有較強(qiáng)的計(jì)算能力、快速的響應(yīng)速度以及較強(qiáng)的抗干擾能力，在溫度控制系統(tǒng)中得到了重要的應(yīng)用。

1 PLC 技術(shù)與溫度控制系統(tǒng)

1.1 PLC技術(shù)

PLC技術(shù)，也就是可編程控制器，在出現(xiàn)之初被稱為可編輯邏輯控制器，而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用范圍也在不斷拓展，遠(yuǎn)超過了邏輯控制這一范圍。當(dāng)前，PLC已經(jīng)成為工業(yè)控制中應(yīng)用最為廣泛的控制器之一。PLC控制器在實(shí)際工作中，主要包括三個階段的內(nèi)容，分別是輸入采樣階段、輸出刷新階段和用戶程序執(zhí)行階段。在運(yùn)行過程中，先對系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行讀入，這一工作是由數(shù)據(jù)掃描器來完成的，在完成讀入之后，數(shù)據(jù)會被存儲到I/O映像區(qū)中。然后會對用戶程序按照一定的順序進(jìn)行掃描，一般是從上到下，通常情況下，掃描出的結(jié)果為梯形圖，在掃描完成之后，會進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果，對系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中邏輯線圈的對應(yīng)位狀態(tài)進(jìn)行刷新。用戶程序掃描完成之后，輸入采樣階段結(jié)束，開始刷新階段?？刂破髦械腃PU發(fā)出的指令被系統(tǒng)接收到之后，系統(tǒng)會立刻動作，并且進(jìn)行電路鎖存，電路鎖存工作建立在在I/O映像區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)刷新的結(jié)果之上的，然后由輸出電路來驅(qū)動外設(shè)，通過其來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。

1.2 基于PLC的溫度控制系統(tǒng)

在工業(yè)生產(chǎn)或者是科研活動中，溫度控制是一項(xiàng)十分重要的工作。溫度是一個不斷發(fā)生變化得了量，因此為了確保其符合生態(tài)需要，需要對其進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測，從而根據(jù)溫度的變化進(jìn)行實(shí)時的調(diào)整。傳統(tǒng)的溫度控制技術(shù)，采用的是繼電器控制，是通過外部接線的方法來進(jìn)行的邏輯控制方法，通過應(yīng)用這一方法能夠?qū)崿F(xiàn)一定范圍內(nèi)的溫度控制工作，但是存在明顯的問題，即控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)問題，而且體積比較大，能耗相對來說也很高，在進(jìn)行溫度控制時很難保證穩(wěn)定性，這樣就會對生產(chǎn)過程或者是科研實(shí)驗(yàn)造成不利的影響。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)出現(xiàn)并且得到了廣泛的應(yīng)用，PLC控制技術(shù)成為溫度控制的重要方式。PLC控制技術(shù)具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，不僅穩(wěn)定性好而且易于維護(hù)，能耗也比較低，因此隨著PLC技術(shù)的出現(xiàn)傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)愈發(fā)缺乏競爭力，逐步被淘汰掉了?；赑LC技術(shù)建立的溫度控制系統(tǒng)，是內(nèi)部編程的方式來實(shí)現(xiàn)溫度控制功能的，同時，該系統(tǒng)還對PLC控制器進(jìn)行了擴(kuò)充，從而讓PLC控制器擁有了PID控制功能。這一溫度控制系統(tǒng)是一種過程控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)中應(yīng)用了PID控制和邏輯控制兩種控制方式，從而提高了溫度控制的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

當(dāng)前，PLC溫度控制系統(tǒng)最典型的應(yīng)用是加熱爐溫度控制系統(tǒng)，通過應(yīng)用這一控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)加熱爐溫度的自動化控制。基于PLC的溫度控制和檢測系統(tǒng)主要包括以下幾種設(shè)備，包括PLC控制系統(tǒng)、繼電器、溫度檢測以及加熱爐/散熱器等。在具體的運(yùn)行過程中，溫控系統(tǒng)的主要作用是測量工作爐的實(shí)時溫度，然后將其轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)值，并且系統(tǒng)設(shè)定值和實(shí)際測量值發(fā)送到控制器，控制器在進(jìn)行上下限位的對比之后，會根據(jù)結(jié)果進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，然后輸出電壓信號來控制加熱爐/散熱器控制。加熱爐在接收到控制命令之后，PLC控制器會對比設(shè)定值和檢測值，然后根據(jù)結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號，來控制繼電器的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)加熱爐或者是散熱器的工作參數(shù)，從而完成對溫度的控制。

2 PLC 溫度控制系統(tǒng)的優(yōu)化策略

2.1 PLC 警報系統(tǒng)

為了保證溫度控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，可以在系統(tǒng)中增加警報系統(tǒng)，對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測。在檢測到系統(tǒng)故障之后，通過指示燈來進(jìn)行報警，提示出現(xiàn)故障，并且通過文字的方式來顯示故障的類型和具體的部位等信息。在系統(tǒng)模板的指示圖標(biāo)上，也都通過顏色的變化來提示故障，從而使相關(guān)工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)。另外，為了確保指示燈處于正常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)在系統(tǒng)開啟時對指示燈進(jìn)行測試，通過檢查之后再進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。

2.2 強(qiáng)化信號傳輸強(qiáng)度

在基于PLC技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)中，需要確保開關(guān)處于正常的閉合狀態(tài)之下，并且變壓器運(yùn)行穩(wěn)定，通過這樣的方式，可以最大程度上降低短路問題影響到信號的傳輸，而且還可以防止設(shè)備接觸不良的情況出現(xiàn)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)對信號傳輸?shù)膹?qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化，保障信號傳輸過程中各方面的數(shù)值，以及傳輸?shù)氖袌龅龋⑶覍⑦@些指標(biāo)都體現(xiàn)在系統(tǒng)的界面之上。

2.3 提高系統(tǒng)的抗干擾性

干擾問題是影響PLC溫度控制系統(tǒng)運(yùn)行的正常因素，由于系統(tǒng)位于電磁干擾比較嚴(yán)重的生產(chǎn)現(xiàn)場，信號傳輸通道以及輸入輸出設(shè)備等都位于電場和磁場之中，因此干擾問題比較嚴(yán)重。因此需要提高系統(tǒng)的抗干擾能力，這就需要在信號傳輸通道中，通過應(yīng)用屏蔽線的方式來降低電磁干擾。同時，在接線時，要加強(qiáng)對接線點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過這樣的方式來降低磁場耦合干擾問題。此外，還可以通過將導(dǎo)線放置于空心導(dǎo)體之中來降低干擾。

結(jié)論

通過將PLC技術(shù)應(yīng)用到溫度控制系統(tǒng)之中，可以提高系統(tǒng)的靈敏度、精度以及穩(wěn)定性，同時還能夠促進(jìn)生產(chǎn)自動化控制水平的提升，具有重要的作用。因此應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)PLC溫度控制系統(tǒng)的研究，提升其性能，從而使其更好的為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊征. 基于PLC技術(shù)在溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 電子制作，2014（20）：6-7.

[2]宋樂鵬，柳果. 基于PLC控制的加熱爐溫度控制系統(tǒng)[J]. 自動化技術(shù)與應(yīng)用，2007，26（10）：121-122.

[3]張文明. 基于PLC的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，29（29）：18258-18261.

（作者單位：江蘇揚(yáng)子檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司）