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基于PLCS7200温度控制系统设计与实现
作者：郭志伟来源：《科技创新与应用》2015年第15期
摘要：文章讲述了以PLC为核心的温度控制系统的设计，通过对S7200的程序编辑和PID算法原理的运用给出了系统的硬件设计和软件设计过程，实现了对温度的闭环控制。
关键词：PLC；加热器；温度控制；PID
引言
PLC以其自有的可靠性高，适应性强等优点已经被越来越多的应用于生活以及工业的各个领域，其中S7200编程软件STEP7MicroWIN编程简单且功能强大。其强大的通信功能以及丰富的CPU模块，让设计者可以方便的选取所需功能的CPU和对应的通讯协议。灵活的控制和强大的指令集使PLC能够控制各种设备以满足自动化控制要求。PLC通过模拟量IO模块实现AD和DA之间的转换，以便PLC用PID指令实现系统的闭环控制。
1系统工作原理及温度控制的基本思路
本设计是由PLC控制变频器调速装置与传感器、加热器以及恒温箱组成闭环控制系统如图1所示。通过对温度值进行PID调节来进行恒温控制，由于加热器不能接收模拟量调节，所以温控主要采用PLC对其工作的占空比来控制，PID运算结果控制接通加热器。
温度传感器检测到温度信息，交由PLC处理，经PID运算得到一个01的实数，再经比例换算为0100的整数，把这个整数当作一个010s的时间t。设计一个周期为10s的脉冲，脉冲宽度为t，把这个脉冲加给电加热器达到控制温度的目的。
系统工作原理如图1所示。
2系统的硬件选型及连接
PLC的选型及参数设定：采用S7200系列的CPU266，规格是：供电120240VAC；CPU输入：2424VDC；CPU输出：16继电器。
温度传感器：温度传感器采用热电阻作为测温元件，带变送器。测量范围是0100℃，输出420mA，串接电阻把电流信号转换成15V电压信号，送入PLC的模拟量输入通信。
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系统的硬件连接：计算机和PLC之间通讯协议为PPI协议，用PCPPI电缆将二者连接；在温度控制控制部分采用PLC的一个继电器输出口串接到加热回路中。
3系统软件设计
温度控制的软件设计：整个系统的工作原理是利用热电阻采集由恒温箱中的信号然后输出以模拟量电压信号，经过模拟量输入通道送入PLC再经过PID指令运算由PLC数字量输出通道对加热器的占空比进行控制，以脉冲输出方式控制加热器周期性工作，即改变加热器的通断时间比来改变加热速度，从而达到预设值。
温度控制的基本思路是：PLC以脉冲方式控制其占空比来控制加热器的工作。先设定好系统的目标温度值也就是预期的r