基于PLC的温度控制器的应用

摘 要：在很多的工业和机械的技术中，都要用到温度控制器，过去生产者们常常进行人为的控制，这样不仅仅是对于人力的浪费，也增加了温度控制生产过程中的不稳定性，基于此，本文对于PLC基础上的温度控制器的设计进行了分析， PLC温度控制由于具有很好的稳定性，便于编制程序等优点，应用起来非常方便，使得PLC温度控制系统在啤酒发酵过程中使用具有了可行性。

关键词：PLC 温度控制系统 设计 应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0104-02

在传统的工业和机械生产温度控制过程中，人们发现温度调节往往是人为的手动调节，而且要求生产者们不间断的看守，费时费神，消耗了大量的人力。同时，过去这种人为手动调节，达不到优质高效要求，生产出来的啤酒口感差，对于生产过程中的各种工参数的修改与制定添加了很大的难度[1]。在现代化工业生产过程中，在已知的几种过程变量中，温度被视为是最重要的，因此在设计生产工艺时，温度的控制作常常是作为第一位的技术参数来考虑，而对于温度的控制，应用PLC是人们所认可的最好方法。怎样才能使用有限的人力、物力、财力来解决所遇到的问题。作者认为利用PLC控制器，发挥PLC的优点，对发酵罐温度进行自动操作控制，并且可实现“一机多控”的效果，程序运行结束后自动关闭。本文主要就是为了实现对其的设计，并且阐述其应用。

1 控制系统的组成合功能

目前在可编程逻辑控制器市场中，选择性较多，我国也有不少厂家推出可编程逻辑控制器产品，因此难以统一系列标准，产品在功能方面也是良莠不齐。在选择可编程逻辑控制器的过程中，需要对产品性价比进行综合性考量，选择功能齐全、可靠性高、负载能力满足需求且成本符合预算的。制造业的产品自动化检测实际上是一种基于数据的逻辑两控制。随着技术的不断进步，当前的可编程逻辑控制器的功能越来越丰富，可以实现包括矩阵运算、函数运算以及逻辑运算在内的一系列数学运算，可以对相关数据进行传输及转换，不仅如此，还具有查表、排序以及位操作等诸多功能，利用可编程逻辑控制器，可以实现对数据的收集、分析以及处理。对于数据，可以将其与保存在存储器中的参考值进行对比，进而开展相应的控制操作，除此之外，还可以借助通信功能向特定的智能装置传输这些数据，或者是直接对数据进行打印，并制成相应表格。通常情况下，数据处理主要应用在如无人控制的柔性制造系统等规模较大的控制系统当中，或者是适用于诸如冶金、造纸或者是食品加工等大型控制系统中。

PLC控制器在电气系统中早已成熟应用，并且有效地代替原始继电器，更成为电气控制的必然方向，PLC控制器本身的安全性极高，不易损坏。因此在实际生产中能获得更大的效益。PLC控制系统的成本少。合理地利用现有的PLC设备，仅需在少量投入资金来购买专用的通信电缆及ERPOM块就可以自行进行温度控制系统。全部费用也就几万元，一但设计成功，将可长期受益。

2 PLC温控系统的设计

2.1 PLC温度控制基本原理分析

系统框图如图1所示，经过放大、VF转换以后各个元件测得的虚拟信号传送到PLC上在指定时间内通过SPD计数，且由测温元件校对、计算，使得频率转换成温度值，获得生产所需真实温度，然后分别与机械生产所选温度曲线中需要的设定温度进行比较，通过PID指令进行运算，控制PLC输出点的导通时间，分别控制每个固态继电器SSR的输出，获得控温效果。控制加热主电源的通断是PLC控制接触器的开合来实现的。（如图1）

2.2 控制系统的组成

按照实际过程，可将冷却盘设置在啤酒发酵罐体的上、中、下三个部位，生产流程图如图2所示。全部的控制系统包括上位机和下位机两部分。一台微型计算机和一台打印机构成上位机。下位机为S7-300可编程的控制器。两部分通过Profibus-DP总线连接，组成整个温度控制系统，其中PLC控制，按照所需控制罐体的数量，可以使数台PLC亦可以是一台。（如图2）

2.3 控制系统的功能

（1）检测发酵罐体的上中下三个监测点的温度，达到自动控制的实现，检测罐内压力。整个过程按照：主酵双乙酰还原冷却酵母回收后贮的阶段。为使PLC温控系统系统控制精度更符合工艺要求，各阶段可设定曲线实行控制，同时采用滞后预估等控制方法[4]。

（2）计算机可以将发酵罐的工艺流程动态的显示出来，达到对发酵罐进行宏观管，如即温度、压力、进酒时间、酒龄及超限声光报警等。计算机还能够显示阀门的状态。

（3）当累积酒龄达到时，自动出信号，可以方便认为的执行后续操作。这是PLC控制系统对压力周期曲线和温度周期曲线的监控结果。

（4）按照发酵的实际技术要求对各个阶段的工艺参数进行报表处理。确保了系统的可靠性，提高了生产效率。

3 结语

伴随着自动控制技术的快速发展，很多生产过程中温度控制的自动化水平将有待提高，使系统外部结构简化，得到动态性能良好的、高的控制精度、稳定的控制效果、稳定可靠的工作系统等特点。嵌入式技术微电子的迅猛发展以及不断完善现的代控制理论，性能高的嵌入式处理器进行温度的智能控制将进入实际使用阶段，同时能在嵌入式处理器中加入繁琐的控制理论从而达到工业过程的精密控制。者认为利用PLC控制器，发挥PLC的优点，对工业机械生产中的温度控制进行自动操作，可实现“一机多控”的效果，且具有很好的稳定性，便于编制程序等优点，应用起来非常方便。

参考文献

[1] 孔晓鸣，许敬德，马金平，等.基于PLC和触摸屏的制冷空调产品检测装置控制系统[J].机械与电子，2009（1）.

[2] 任俊杰，李永霞，李媛，等.基于PLC的闭环控制系统PID控制器的实现[J].制造业自动化，2009（4）.

[3] 徐春忠，吴军成.PLC在制造业产品质量检测方面的应用[J].制造业自动化，2007（10）.