單均鎮(zhèn)

（柳州市第一職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣西 柳州 545006）

我國機(jī)械化產(chǎn)業(yè)進(jìn)過多年發(fā)展，已經(jīng)得到長足進(jìn)步，但是離工業(yè)自動還有一定距離，為了提高工業(yè)化效率及工業(yè)化范圍，溫度控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個方面，例如冶金，紡織，機(jī)械制造，航空航天等領(lǐng)域都離不開溫度測量和監(jiān)測，溫度監(jiān)測技術(shù)對溫度的要求也越來越高。在現(xiàn)在的溫度變化控制誤差再允許范圍內(nèi)，使該系統(tǒng)在一個穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)，尤其是在人類無法或不頻繁進(jìn)入的測量區(qū)域，但也更加反映了溫度傳感器的重要性，自動控制溫度已成為溫度控制主要的研究方向[1]。

1 控制電路

該裝置主要由電源電路的控制模塊、可編程控制器PLC模塊、溫度模塊、MCGSE配置模塊和其它部件構(gòu)成。整個控制系統(tǒng)，PLC控制整個中系統(tǒng)心，電源模塊提供電力，溫度控制模塊是整個系統(tǒng)的目標(biāo)，采用MCGSE組態(tài)模塊實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，對現(xiàn)場產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實時采集、及時處理、比較溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行報警。。該設(shè)備具有一個電源模塊380V交流電源AC 220V，24V DC，三菱FX3U PLC基座模塊，MCGSE嵌入版本配置模塊，溫度傳感器（溫度傳感器使用鉑（Pt），電阻傳感器值將隨著溫度的變化而變化，并具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性）[2]。

2 系統(tǒng)控制工作流程

設(shè)置一個物料的溫度在一個區(qū)域范圍內(nèi)，如讓被檢測的控制對象溫度設(shè)定在68℃±2--100℃±2之間，當(dāng)在系統(tǒng)運行的初始狀態(tài)下，第一收集的信號到PLC到溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)通過PLC程序處理。當(dāng)溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是比由系統(tǒng)中的溫度值設(shè)定的小于66℃時，PLC控制了加熱電阻絲，在連續(xù)加熱的過程中，溫度值將增加，當(dāng)溫度在設(shè)定值80℃±5當(dāng)正常運行范圍內(nèi)，停止加熱;當(dāng)?shù)臏囟确秶笥谙到y(tǒng)設(shè)置的102℃時，PLC控制電阻絲停止加熱，并開始冷卻風(fēng)扇，然后輸出報警。所有數(shù)據(jù)配置模塊工藝需要實時監(jiān)控，實時數(shù)據(jù)的比較，并執(zhí)行相應(yīng)處理或者產(chǎn)生警報[3]。

3 系統(tǒng)軟/硬件設(shè)計

計算機(jī)軟件實現(xiàn)PLC和監(jiān)視設(shè)備的通信，PLC控制裝置實現(xiàn)在溫度控制中的故障診斷及排除。在系統(tǒng)中，通過將模擬信號組分對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。FX3U模擬量輸入模塊的形式主要有FX3U-4AD模擬輸入模塊，F(xiàn)X3U-4AD 4通道A/D轉(zhuǎn)換器模塊，選擇電流/電壓輸入形式（電壓輸入DC±10V，電流輸入DC±20mA，電流DC 4 mA--20mA），是一種具有高精確度的輸入模塊（電壓分辨率有0.32mA和2.5mA，電流分別率有1.25μA和5μA）。本文采用的是電流DC 4 mA--20mA輸入范圍、和分辨率1.25μA。利用模擬量元器件采集溫度轉(zhuǎn)換為模擬電流輸入信號，數(shù)據(jù)信號被轉(zhuǎn)換成電流信號，電流數(shù)據(jù)通過FX3U讀出的PLC信號在監(jiān)視裝置上顯示出來。在讀取比較PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行控制致動器驅(qū)動控制對象的操作中，控制的溫度和設(shè)定溫度一致的[4]。

4 控制系統(tǒng)構(gòu)成

4.1 電控系統(tǒng)概述

該溫度控制系統(tǒng)是由電源電子控制系統(tǒng)柜，控制柜組成，控制系統(tǒng)由一臺三菱FX3U PLC控制器、兩臺FX3U-4AD型4通道A/D轉(zhuǎn)換模塊、一臺FX2N-8E擴(kuò)展塊、2臺變頻器、4只距離設(shè)定型電磁感應(yīng)開關(guān)。三菱FX3U PLC控制著溫度控制系統(tǒng)上的所有設(shè)備按照預(yù)定的工作流程運轉(zhuǎn)；FX3U-4AD型4通道A/D轉(zhuǎn)換模塊用于溫度傳感器與PLC之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換；FX2N-8E擴(kuò)展塊用于FX3U PLC輸入、輸出點的擴(kuò)充；2臺變頻器控制輸送鏈的運行速度；4只距離設(shè)定型電磁感應(yīng)開關(guān)用于定位2鏈前后位置的檢測；8只溫度傳感器用于物料溫度的采集，分別裝在2鏈上。

4.2 電控系統(tǒng)功能

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計操作模式有手動和自動模式。

4.2.1 手動模式

（1）自動轉(zhuǎn)動到手動旋鈕，指示器燈顯示手動，可以在1、2鏈進(jìn)行啟動和停止。

（2）1鏈點擊可以正反轉(zhuǎn)進(jìn)行電動，以便控制調(diào)整縱橫位置。

（3）2鏈電機(jī)可正反轉(zhuǎn)點動，以便調(diào)整上下位置。

（4）1鏈溫度傳感器判斷溫度未達(dá)到要求時，1鏈啟動電阻絲加熱。

（5）2鏈溫度傳感器判斷溫度未達(dá)到要求時，2鏈啟動電阻絲加熱[5]。

4.2.2 自動模式

（1）將旋鈕打到自動，顯示自動指示燈，按下啟動按鈕后自動模式自動開啟。

（2）將物料放在一號鏈上，確保一號鏈光電開關(guān)感應(yīng)到，按下1鏈啟動按鈕，1鏈啟動，物料自動向前，當(dāng)離開1鏈后延時時間到自動停止運行；當(dāng)物料進(jìn)入2鏈后，物料被抬升，當(dāng)離開2鏈后延時時間到自動停止運行。

（3）系統(tǒng)1鏈啟動后，溫度傳感器采集物料溫度，如發(fā)現(xiàn)溫度不在設(shè)定的68℃±2--100℃±2范圍內(nèi)，PLC輸出電阻絲加熱，加熱到80℃±5范圍內(nèi)停止加熱，若物料在加熱的過程中離開1鏈，PLC啟動2鏈電阻絲繼續(xù)加熱直至滿足要求。

（4）2鏈運行過程中仍然不能把物料加熱到設(shè)定溫度，終點位置繼續(xù)等待10秒加熱，設(shè)定時間到仍沒有達(dá)到設(shè)定溫度，PLC會停止加熱裝置，輸出報警。

5 組態(tài)監(jiān)控

組態(tài)監(jiān)控上有的主界面，參數(shù)設(shè)置，歷史數(shù)據(jù)，報警監(jiān)測界面窗口等4個監(jiān)控窗口，每個接口需要一組密碼[6]。設(shè)備操作者可以通過輸入密碼進(jìn)入這兩種主要的接口，用于停止和啟動正常的溫度數(shù)據(jù)的當(dāng)前觀測值。在設(shè)備出現(xiàn)問題時，可以立即按下緊急停止按鈕，停止設(shè)備的運行，并能驅(qū)動所有保護(hù)設(shè)備。調(diào)試設(shè)備維護(hù)人員可以通過用戶接口輸入密碼，并在配置的溫度的上限和下限報警設(shè)定值時，如果當(dāng)前溫度低于報警限值，則監(jiān)視裝置的報警燈的上限值時閃爍；如果超時加熱裝置，監(jiān)控裝置會觸發(fā)聲音警報，提醒相關(guān)人員進(jìn)行處理。在與設(shè)備，維修問題的情況下，調(diào)試可以通過歷史數(shù)據(jù)很快觀察數(shù)據(jù)設(shè)備[7]。

6 系統(tǒng)凋試

在該溫度控制系統(tǒng)的PLC轉(zhuǎn)換器簡單地接受命令根據(jù)預(yù)定的操作進(jìn)行每個輸送鏈的驅(qū)動，移位不涉及調(diào)整，因此，只有逆變器，用于試運行的固定頻率的保護(hù)值。到該系統(tǒng)中的鍵設(shè)置為電磁感應(yīng)式開關(guān)，溫度傳感器，其控制輸送器的啟動和停止的正常自動操作、溫度的采集、電阻絲啟停等，因此，調(diào)試連續(xù)需要調(diào)整安裝電磁感應(yīng)開關(guān)的位置時，以確保有效的檢測；并多次運行GX Works2編程軟件的監(jiān)控功能，觀察結(jié)果是合理的溫度控制程序，連續(xù)地改變，優(yōu)化以獲得最佳的控制程序。

7 總結(jié)

實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)采集，溫度參數(shù)，報警溫度，歷史數(shù)據(jù)的顯示實時方面，并根據(jù)該參數(shù)溫度狀態(tài)管理綜合控制裝置。三菱FX3U PLC作為控制，使用如溫度FX3U-4AD模擬采集AD，復(fù)雜的控制電路被簡化，使得維護(hù)更容易，更簡單的操作，生產(chǎn)線的自動化程度的提高。隨著生產(chǎn)自動化，省力化程度及需求量的增加，結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，具有良好的應(yīng)用形式Mitsubishi控制器也將會是一個多種性能的集合，我們將使用它運用到更多的生產(chǎn)控制。