微機自動控制高低溫試驗箱的控制系統(tǒng)回路設(shè)計

控制系統(tǒng)主回路

   高低溫試驗箱的控制系統(tǒng)主回路見圖 2—1 所示。系統(tǒng)的制冷機組有兩套，分別為 M1 和M2，由接觸器K1和K2控制。M3試驗箱室內(nèi)風(fēng)機，用于均勻室內(nèi)溫度，由K3接觸器控制。高低溫試驗箱的電加熱器有兩套，分別由接觸器K4和K5控制接通或斷開，加熱控制由固態(tài)繼電器SSR完成。

高低溫試驗箱的控制原理是，首先根據(jù)實際要求的控溫曲線，通過上位機軟件選擇投入工作的加熱器和制冷機組，可以選擇一個，也可以選擇兩個。若該高低溫試驗箱內(nèi)的被控溫度低于環(huán)境溫度，才選擇制冷機組。其次，根據(jù)高低溫試驗箱的設(shè)定溫度與實際溫度的比較，進行控制算法運算。最后控制SSR的導(dǎo)通率進行試驗箱的加熱控制。

圖2—l  高低溫試驗箱控制系統(tǒng)主回路

控制回路設(shè)計

    該高低溫試驗箱的設(shè)備控制主要由西門子公司的S7-200系列的PLC完成。目前，一般的工控系統(tǒng)大多數(shù)采用工控板卡、工控模塊或PLC來實現(xiàn)。其中，工控板卡實時性好但使用維護不太方便；工控模塊擴展性好但功能固定；而PLC由于其穩(wěn)定性好，設(shè)計靈活，使用方便而越來越受工控界的歡迎，尤其在分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用中其優(yōu)勢更加明顯。

    該控制系統(tǒng)中，筆者根據(jù)高低溫試驗箱系統(tǒng)的被控設(shè)備數(shù)量及特點，選用PLC的CPU模塊為S7-200（l4點DC輸入，l0點繼電器輸出），擴展模塊為EM23l（2路PIl00溫度測量模塊）?？刂苹芈吩O(shè)計見圖3—

 l所示。

圖3—l PLC控制回路原理圖

    表3—l控制系統(tǒng)狀態(tài)信號

圖3—l控制回路中，高低溫試驗箱的溫度由PIl00傳感器通過EM23l獲得，Ptl00采用三線制接法以保證測量精度。輸出端Q0.0和Q0.l分別控制2臺制冷機組；Q0.2控制試驗箱室內(nèi)風(fēng)機；Q0.3和Q0.4分別控制2套電加熱器；Q0.5控制試驗箱室內(nèi)照明。電加熱器的加熱控制由Ql.0通過SSR實現(xiàn)。輸入端I0.0~I0.5用于輸入控制系統(tǒng)的狀態(tài)信號Sl~S6，其含義如表3—l所示。

    系統(tǒng)的溫度控制算法由上位PC機實現(xiàn)，運算結(jié)果通過PPI電纜送給PLC，最終由Ql.0控制SSR。PLC 控制程序流程見圖 3—2所示。

圖3—2 PLC控制程序流程圖

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