基于FX3U PLC的温度监控系统控制研究与实现

单均镇

（柳州市第一职业技术学校，广西 柳州 545006）

我国机械化产业进过多年发展，已经得到长足进步，但是离工业自动还有一定距离，为了提高工业化效率及工业化范围，温度控制已经广泛应用于生产生活的各个方面，例如冶金，纺织，机械制造，航空航天等领域都离不开温度测量和监测，温度监测技术对温度的要求也越来越高。在现在的温度变化控制误差再允许范围内，使该系统在一个稳定的温度范围内，尤其是在人类无法或不频繁进入的测量区域，但也更加反映了温度传感器的重要性，自动控制温度已成为温度控制主要的研究方向[1]。

1 控制电路

该装置主要由电源电路的控制模块、可编程控制器PLC模块、温度模块、MCGSE配置模块和其它部件构成。整个控制系统，PLC控制整个中系统心，电源模块提供电力，温度控制模块是整个系统的目标，采用MCGSE组态模块实时监测数据，对现场产生的数据实时采集、及时处理、比较温度数据并进行报警。。该设备具有一个电源模块380V交流电源AC 220V，24V DC，三菱FX3U PLC基座模块，MCGSE嵌入版本配置模块，温度传感器（温度传感器使用铂（Pt），电阻传感器值将随着温度的变化而变化，并具有良好的重现性和稳定性）[2]。

2 系统控制工作流程

设置一个物料的温度在一个区域范围内，如让被检测的控制对象温度设定在68℃±2--100℃±2之间，当在系统运行的初始状态下，第一收集的信号到PLC到温度控制系统进行比较，数据通过PLC程序处理。当温度数据采集系统是比由系统中的温度值设定的小于66℃时，PLC控制了加热电阻丝，在连续加热的过程中，温度值将增加，当温度在设定值80℃±5当正常运行范围内，停止加热;当的温度范围大于系统设置的102℃时，PLC控制电阻丝停止加热，并开始冷却风扇，然后输出报警。所有数据配置模块工艺需要实时监控，实时数据的比较，并执行相应处理或者产生警报[3]。

3 系统软/硬件设计

计算机软件实现PLC和监视设备的通信，PLC控制装置实现在温度控制中的故障诊断及排除。在系统中，通过将模拟信号组分对数据进行监控。FX3U模拟量输入模块的形式主要有FX3U-4AD模拟输入模块，FX3U-4AD 4通道A/D转换器模块，选择电流/电压输入形式（电压输入DC±10V，电流输入DC±20mA，电流DC 4 mA--20mA），是一种具有高精确度的输入模块（电压分辨率有0.32mA和2.5mA，电流分别率有1.25μA和5μA）。本文采用的是电流DC 4 mA--20mA输入范围、和分辨率1.25μA。利用模拟量元器件采集温度转换为模拟电流输入信号，数据信号被转换成电流信号，电流数据通过FX3U读出的PLC信号在监视装置上显示出来。在读取比较PLC内部数据进行控制致动器驱动控制对象的操作中，控制的温度和设定温度一致的[4]。

4 控制系统构成

4.1 电控系统概述

该温度控制系统是由电源电子控制系统柜，控制柜组成，控制系统由一台三菱FX3U PLC控制器、两台FX3U-4AD型4通道A/D转换模块、一台FX2N-8E扩展块、2台变频器、4只距离设定型电磁感应开关。三菱FX3U PLC控制着温度控制系统上的所有设备按照预定的工作流程运转；FX3U-4AD型4通道A/D转换模块用于温度传感器与PLC之间的模数转换；FX2N-8E扩展块用于FX3U PLC输入、输出点的扩充；2台变频器控制输送链的运行速度；4只距离设定型电磁感应开关用于定位2链前后位置的检测；8只温度传感器用于物料温度的采集，分别装在2链上。

4.2 电控系统功能

电气控制系统设计操作模式有手动和自动模式。

4.2.1 手动模式

（1）自动转动到手动旋钮，指示器灯显示手动，可以在1、2链进行启动和停止。

（2）1链点击可以正反转进行电动，以便控制调整纵横位置。

（3）2链电机可正反转点动，以便调整上下位置。

（4）1链温度传感器判断温度未达到要求时，1链启动电阻丝加热。

（5）2链温度传感器判断温度未达到要求时，2链启动电阻丝加热[5]。

4.2.2 自动模式

（1）将旋钮打到自动，显示自动指示灯，按下启动按钮后自动模式自动开启。

（2）将物料放在一号链上，确保一号链光电开关感应到，按下1链启动按钮，1链启动，物料自动向前，当离开1链后延时时间到自动停止运行；当物料进入2链后，物料被抬升，当离开2链后延时时间到自动停止运行。

（3）系统1链启动后，温度传感器采集物料温度，如发现温度不在设定的68℃±2--100℃±2范围内，PLC输出电阻丝加热，加热到80℃±5范围内停止加热，若物料在加热的过程中离开1链，PLC启动2链电阻丝继续加热直至满足要求。

（4）2链运行过程中仍然不能把物料加热到设定温度，终点位置继续等待10秒加热，设定时间到仍没有达到设定温度，PLC会停止加热装置，输出报警。

5 组态监控

组态监控上有的主界面，参数设置，历史数据，报警监测界面窗口等4个监控窗口，每个接口需要一组密码[6]。设备操作者可以通过输入密码进入这两种主要的接口，用于停止和启动正常的温度数据的当前观测值。在设备出现问题时，可以立即按下紧急停止按钮，停止设备的运行，并能驱动所有保护设备。调试设备维护人员可以通过用户接口输入密码，并在配置的温度的上限和下限报警设定值时，如果当前温度低于报警限值，则监视装置的报警灯的上限值时闪烁；如果超时加热装置，监控装置会触发声音警报，提醒相关人员进行处理。在与设备，维修问题的情况下，调试可以通过历史数据很快观察数据设备[7]。

6 系统凋试

在该温度控制系统的PLC转换器简单地接受命令根据预定的操作进行每个输送链的驱动，移位不涉及调整，因此，只有逆变器，用于试运行的固定频率的保护值。到该系统中的键设置为电磁感应式开关，温度传感器，其控制输送器的启动和停止的正常自动操作、温度的采集、电阻丝启停等，因此，调试连续需要调整安装电磁感应开关的位置时，以确保有效的检测；并多次运行GX Works2编程软件的监控功能，观察结果是合理的温度控制程序，连续地改变，优化以获得最佳的控制程序。

7 总结

实时温度监测系统采集，温度参数，报警温度，历史数据的显示实时方面，并根据该参数温度状态管理综合控制装置。三菱FX3U PLC作为控制，使用如温度FX3U-4AD模拟采集AD，复杂的控制电路被简化，使得维护更容易，更简单的操作，生产线的自动化程度的提高。随着生产自动化，省力化程度及需求量的增加，结构紧凑，使用方便，具有良好的应用形式Mitsubishi控制器也将会是一个多种性能的集合，我们将使用它运用到更多的生产控制。