S7-200 PLC在温度控制系统中的应用

摘要 本文的目的是探讨S7-200 PLC在温度控制系统中的应用，用Siemens S7-200PLC产品(CPU 222)对温度控制系统的数据处理进行了设计与研究，设计了PLC输入输出控制的外部接口，给出了相应的语句表程序和梯形图程序。

关键词S7-200，PLC，CPU 222，温度控制系统

中图分类号：P144.2 文献标识码：A

引言

S7-200系列小型PLC可以用于各种自动化系统。由于其具有结构紧凑，低成本的特点及功能强大的指令集，使得S7-200控制器是各种小型控制任务理想的解决方案。多种多样的CPU尺寸及电压范围以及基于Windows的编程工具 ,使得用户可以更加灵活、方便地解决自动化任务。S7-200模块包括一个中央处理单元 (CPU)、电源以及数字量I/O点。用户可根据自己的需要进行I/O点扩展。根据用户选择CPU的不同 ,最大允许的数字量I/O的逻辑空间为128个输入和128个输出。S7-200系列PLC为用户提供了非常简便的编程方式。通过专用的PC/PPI电缆可以很方便的将程序下载到CPU中 ,并且进行在线调试及监控。在许多行业的工业控制系统中，温度数据处理控制都是要解决的问题之一[3]。原来的温度控制系统人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，难以满足较高层次的生产需要，如果把PLC应用到温度控制系统中，将会得到十分理想的效果[3]。

下面，我们探讨PLC在温度控制系统中的应用。

1 系统控制控制要求

这个应用是对采集到的温度数据进行处理，然后再进行相应的控制，具体的要求如下：

1.1假定设定的温度上限放在寄存器1（VW260）中，温度下限放在寄存器2（VW266）中，实测温度数值放在寄存器3（VW2）中。

1.2按下启动按钮，系统开始工作，低于下限值，则加热器工作，高于上限值加热器停止工作。

1.3按下停止按钮，系统停止。

2 程序流程图

程序流程图如图1所示：

图1 程序流程图 图2 温度数据处理系统图

3控制系统构成图

3.1控制系统图如图2所示

3.2 PLC(S7-200 CPU 222)简介

温度数据处理控制系统采用西门子公司生产的S7-200系列的CPU 222。S7-200系列包括多种型号的CPU，它们的主要性能指标除了在外形尺寸和本机自带I／O点数有些不同外，其它性能基本相同，见表1。

3.3 I／O地址分配

由于CPU 222模块数字量输入和数字量输出均能满足要求，因此不再需要输入／输出模块。I／O分配采用自动分配方式，CPU模块的输入端子对应的输入地址是I0.0～I0.7，输出端子对应的输出地址是Q0.0～Q0.6。如图3所示

图3

4 PLC系统资源分配

4.1整个系统的输入只有两个输入点，即启动按钮和停止按钮。

4.2这个例子需要3个存储器，分别存储上限值、下限值和实测值。

4.3系统的输出点只有一个，即加热器。

4.4另外程序的完成还需要借助一个中间继电器，这个中间继电器功能是在系统启动后实测值低于下限值的时候能使加热器自行启动。温度控制系统I/O地址分配表如表2所示：

表2 I/O地址分配表

5 PLC程序

5.1加热器

按下启动按钮开关，系统开始工作，低于下限值，加热器加热，高于上限值停止加热，按下停止按钮，系统停止运行。它的助记符程序为：

加热器程序所对应的梯形图如图4所示

图4 加热器梯形图

5.2中间继电器

M0.0是PLC内部标志位存储器，也称中间线圈，是模拟电器控制系统中的中间继电器。按下启动按钮，中间继电器M0.0得电;按下停止按钮，中间继电器M0.0失电。

它的语句表程序为：

中间继电器所对应的梯形图程序如图5所示

图5 中间继电器梯形图

结束语：

系统PLC程序运用V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3编写，在软件中能实现梯形图程序与语句表程序的相互转换。本文介绍了S7-200系列CPU 222如何对采集到的温度数据进行处理。在程序中的中间继电器M0.0的作用就是在停止按钮没有闭合，但加热器已经停止加热，此时如果温度小于下限值的情况下，按照控制要求加热器将继续加热。

参考文献

[1] 刘晓春.《电气控制与PLC技术应用》[M].北京，电子工业出版社，2009

[2] 张永飞，姜秀玲《PLC及其应用》大连，大连理工大学出版社，2209.1

[3] 张元君，《谈谈PLC在温度控制系统中的应用》，《IT技术》，2010年第11期

[4] 《S7-200可编程控制器系统手册》