基于PLC的水箱溫度控制

水箱加熱系統(tǒng)的PLC位式溫度掌握課程設(shè)計FX2N系列PLC簡介本次設(shè)計中，我們將采納FX2n系列PLC,FX系列PLC為單元型，內(nèi)含CPU、電源和固定搭配的輸入/輸出。Q4AR系列為雙機熱備系列，最大輸入輸出點數(shù)為8192點。A系列PLC的最大輸入輸出點數(shù)為2048點。F系列程控器的最大輸入輸出點數(shù)為256點。三菱小型FX2（N）系列程控器的輸入輸出點最大不超過256點。 每臺主機可連模入、模出、高速記數(shù)、定位等特殊功能模塊，不超過8個。FX系列在日本三菱的姬路制作所生產(chǎn)。三菱姬路制作所累計已生產(chǎn)超過三百萬臺FX系列PLC。目前FX系列PLC為中國內(nèi)地銷量最多的小型PLC。FX2n系列PLC是該系列中功能最強、速度最快的微型PLC。有RAM,EPROM和EEPROMFX2N系列PLC的特點超高速的運算速度0.08微秒.比FX2的0.48微秒快六倍.容量極大8K步(最大16K步).比FX2大四倍.機體小型化比FX2小50%.兼容FX2的編程設(shè)計.備有多種不同的FX2N擴展單元及特殊模塊.特殊功能模塊在工業(yè)掌握中，某些輸入量（例如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等）是連續(xù)變化的模擬量，某些執(zhí)行機構(gòu)要求PLC輸出模擬信號，而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流和電壓。其中，D/A轉(zhuǎn)換器將PLC的數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流，再去掌握執(zhí)行機構(gòu)。模擬量I/O模塊的主要任務(wù)就是完成A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。依據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計選用模擬量輸入模塊FX2N-4AD，該模塊用4個12位模擬量輸入通道，輸入量程為DC-10V+10V和4—20MA，轉(zhuǎn)換速度為15MS/通道或6MS/通道（高速）。調(diào)功器調(diào)功器是應(yīng)用晶閘管（又稱可控硅）及其觸發(fā)掌握電路用于調(diào)整負(fù)載功率的盤裝功率調(diào)整單元。 在電子設(shè)備中起重要作用的晶閘管（也稱可控硅，英文縮寫SCR）被廣泛用于各類生產(chǎn)部門，正在成為自動化、高效化不行缺少的裝置。在最新的溫度掌握中晶閘管的利用明顯的普及起來。但在國內(nèi)對其有不同的叫法，如晶閘管調(diào)整器、可控硅調(diào)整器、晶閘管掌握器、可控硅掌握器、晶閘管調(diào)壓器、可控硅調(diào)壓器、晶閘管調(diào)功器、可控硅調(diào)功器、調(diào)壓器、調(diào)功器、晶閘管溝通電力掌握器、可控硅溝通電力掌握器、電力調(diào)整器、電力掌握器、電壓調(diào)整器、電壓掌握器等。溫度變送器溫度變送器，專應(yīng)于熱電阻或熱點偶，講溫度轉(zhuǎn)換成4-20MA的電流信號。 至于要不要加模塊，要看接受的掌握器對于輸入信號是0-10V還是4-20MA。一般現(xiàn)在的掌握器，都直接配有相應(yīng)的溫度變送器模擬量輸入模塊，如溫控器，PLC的熱電阻模擬量模塊等溫度變送器的作用是與熱電偶或熱電阻協(xié)作，將溫度或溫差信號轉(zhuǎn)換成4—20毫安的統(tǒng)一的直流電信號，并將這些信號輸送給調(diào)節(jié)器或顯示儀表。PT100的熱電阻輸出的是電阻信號，變送器輸出的是毫安信號, 溫度變送器0-100度與0-150度最大值時輸出電流均為20MA，所以當(dāng)溫度同為100度時，0-100度的變送器輸出電流為20MA，而0-150度的變送器輸出電流為14-15MA左右。所以在不轉(zhuǎn)變接收裝置參數(shù)的情況下它們不行以互換。系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)的被控對象是1KW電加熱管，被掌握量是水箱的水溫T，PLC的模擬量輸出掌握調(diào)功器的輸出，由調(diào)功器掌握電加熱管的通斷，被控對象為水箱中的單相電熱管，被掌握量為水箱水溫。它由鉑電阻PT100測定，輸入到溫度變送器上，量程為0~100℃。溫度變送器變換為4~20mA傳送給PLC的模擬量輸入通道。依據(jù)給定值加上dF與測量的溫度值相比較的結(jié)果，PLC模擬量輸出通道向晶閘管調(diào)功器發(fā)出掌握信號，從而達(dá)到掌握水箱溫度的目的 依據(jù)對系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容的分析，確定掌握系統(tǒng)所需要的輸入輸出點數(shù)為1/3點。選用FX系列PLC,輸入輸出點數(shù)的安排如表2-1所示，由于系統(tǒng)必須對溫度信號進(jìn)行采集和掌握，還必須使用到模擬量輸入/輸出模塊FX-4AD模塊、晶閘管跳功模塊、溫度變送器。 該閉環(huán)系統(tǒng)的組成中，刮號中的部分即用FX系列的PLC和模擬量FX-4AD模塊實現(xiàn)；用熱電偶檢測水箱溫度，溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的電流送給模擬量輸入模塊，經(jīng)過PLC的內(nèi)部處理將模擬量轉(zhuǎn)化成可識別的數(shù)字量與設(shè)定值比較處理，在將掌握信號作用于掌握調(diào)功器上，以此來掌握水箱中電熱管的開關(guān)情況，實現(xiàn)對水箱溫度的閉環(huán)掌握。輸入輸出點數(shù)的安排表相關(guān)元器件的選型PLC的外部接線原理圖系統(tǒng)軟件設(shè)計模擬量與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)化時應(yīng)綜合考慮變送器的輸出、出入量程和模擬量輸入模塊的量程，找出被測物理量與A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。依據(jù)系統(tǒng)要求，所要測量的溫度量程為0-100C,所對應(yīng)的數(shù)據(jù)量為0-2000，由此可依據(jù)公式：測量溫度=(100*D0/2000)C=0.05D0C其中，D0為PLC轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字量系統(tǒng)流程圖的設(shè)計系統(tǒng)梯形圖系統(tǒng)指令表系統(tǒng)實時監(jiān)控圖參考文獻(xiàn) 【1】可編程序掌握器的編程方法與工程應(yīng)用廖常初重慶高校出版社【2】可編程序掌握器及其應(yīng)用萬太福重慶高校出版社【3】畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)劉祖潤機械工業(yè)出版社【4】新舊圖形符號對比讀本