基于PLC 的分布式炉温控制系统的设计FX

1、基于PLC 的分布式炉温控制系统的设计引言       温度是工业生产中最常见最基本的工艺参数之一，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛使用的各种加热炉、热处理、反应炉等，对工件的处理温度要求严格控制。至于温度控制系统，过去一般采用温控仪表等仪器来直接控制，随着计算机通信技术的发展，PLC各种模块的多样化和功能化，由PLC作为底层单元的分布式监控系统在工业控制领域中越来越多的被采用。将三台PLC通过RS-485总线与计算机连接起来，构成一个分布式温控系 统，通过数据通信使计算机和PLC实现数据共享，完成了对温度的集中管理和分散控制。而在这

2、个系统中，计算机与PLC的通信是至关重要的环节，本文将详细介绍分布式网络的构建。 1  系统硬件构成       系统硬件结构如图1所示，温度控制系统是由三个部分组成：(1)信息采集和信号输入部分，它包括采集多点的温度；(2)信息转换与处理部分，主要功能是将采集的信息转换成计算机可识别的标准量信息进行处理，输出决策的指令；(3)输出及控制部分，控制加热阀、制冷阀、报警等系统，使温度达到满意的控制效果。锅炉内有电炉丝，温度传感器等，PLC温度控制系统的温度控制原理是利用PLC作为系统的主控制器，测量电路中的温度反馈信号经A D变换后，送

3、入PLC中进行处理，经PID输出控制信号来控制晶闸管的通断，控制加热炉得到的功率，从而实现对温度的控制。      本系统采用分布式的数据采集的方法，由3个FX2N的PLC、3个FX2N-485BD的通信模块、ND-6520 的信号转换器、信号采集模块、控制模块以及计算机构成，通信线以22AWG来配线。每个PLC负责几个就近回路的现场信号采集，PLC与上位计算机之间以通信方式连接。整个系统结构如图2所示。上位机为计算机，下位机采用三菱FX2N系列PLC，各PLC通过通信模块FX2N485BD组成N:N 网络，上位机通过ND-6520转换器与主机

4、相连。此监控系统中，上位机的主要任务是获取加热炉内各种信息，完成对炉温等参数的实时显示，出现故障时及时报警，并采取应急措施控制加热炉的运行。下位机的主要任务是对加热炉进行自动控制，发生故障时按上位机命令执行。 2    通信模块配线 2.1     通信模块及配线 配线如下图：                     

5、             图3  N:N网络配线 各PLC的通信程序分别是： 第一台：        LD M8002        MOV H6080 D8120        MOV H0000 D8121        MO

6、V K0 D8129        END 第二台：        LD M8002        MOV H6080 D8120        MOV H0001 D8121        MOV K0 D8129        END

7、第三台：        LD M8002        MOV H6080 D8120        MOV H0002 D8121        MOV K0 D8129        END 2011-4-18 15:39:00陈琳，刘永春供稿2.2 PLC 通信数据的形式  

8、0;    FX系列PLC在计算机通信的模式中，通信数据有两种通信模式，本系统采用形式1，其通信数据形式如图4：A.读取PLC元件及通信数据时的通信模式  设定子程序操作： 1）主站点的输入点X000到X003 （M1000到M1003）输出到站点号1和2的输出点Y010到Y013； 2 ）站点l的输入点X000到X003 （M1064到M1067 ）输出到主站点和站点2的输出点Y014到Y017； 3 ）站点2的输入点X000到X003（M1128到M1131 ）输出到主站点号和站点1的输出点Y020到Y023； 2011-4-18 15:3

9、9:00陈琳，刘永春供稿4 ）主站点中的数据寄存器Dl指定为站点1中计数器C1的设定值。计数器C1的接触（M1070 ）状态反映在主站点的输出点Y005上； 5）主站点中的数据寄存器D2指定为站点2中计数器C2的设定值。计数器C2的接触(M1140) 状态反映在主站点的输出点Y006上； 6）站点1中数据寄存器D10的值和站点2中数据寄存器D20的值被加入主站点、并被存入数据寄存器D3中； 7)主站点中数据寄存器D10的值和站点2中数据寄存器D20的值被加入站点1，并被存入数据寄存器D11中； 8)主站点中数据寄存器D10的值和站点1中数据寄存器Dl。的值被加入站点2，并被存入数据寄存器D21中。 部分子程序设定，要求： 刷新范围:32位软元件和4字软元件(模式1) 重试次数:3次 通讯超时:5(50ms) 2011-4-18 15:39:00陈琳，刘永春供稿设定主机子程序，从机只需设定第一行程序：图5   PL