PDF《PLC在染色机温度控制系统中的应用》

开关量输入模块选 用C200H-ID212;

开关量输出模块选用C200H-OC225;

温度控 制模块选用C200H-TC002,它具有两回路控制功能,输入的热 电偶可以是R、S、K、J、T、E、B、N、L、U等中的任一分 度号,在硬件中可以设定;

与上位机的通讯,通过在CPU中 插入通讯板C200HW-COM06-E(该板具有一个RS232C和一个 RS-422/485)实现远程通讯,由于采用了RS-422接口,采取了 平衡式发送,因此数据传输率高,而且串扰小,传输距离可达 500m.

2 OMRON 欧姆龙征文集2007 上位机2 报表、统计 上位机1 监控 PT NT631C 开关量输出 (OC225) TCP /IP RS

422 RS

232 图2 控制系统结构框图 紧急报警 常态工作 特殊工作 加水完 加料完 加盖完 一般报警 开关量输入 (ID212) CPU单元 (C200H) 温度信号及 调节输出 功能扩展板 晶闸管 热电偶 加热器 电源模块 温控单元 (TC002) 温度 控制系统结构框图如图2所示.由于采用了PLC作为染色机温度 控制系统的核心,克服了以往仪表控制的单回路调节器的缺点, 可以由用户自己定义染色控制温度曲线,同时利用PLC控制逻 辑量的优点,与输入、输出信号通过简单的编程实现联锁,可 以对各种故障情况及时做出反应,使控制系统更加安全可靠. 本系统采用晶闸管作为控温单元,把晶闸管作为电子开关, 通过功率扩展板来触发晶闸管,控制加热器的通断,同时热电 偶作为测量反馈信号输入到PLC中,组成一个闭环系统,可以 精确地控制温度. 3.1 温度测控模块 根据纺织品染色工艺要求的温度范围及特点,选取铂电阻 作为温度传感器.这种传感器在温度低于200℃时线性度特别 好,可省去非线性校正部分.铂电阻在200℃以下时与温度的线 R1 R2 R4 R3 E

1 2 uo 图3 电阻电压转换电路 性关系可表示如下:BATRT + = (1) 此处取A=0.3792,B=100. 采用全电桥电路将电阻信号转化成电压信号,如图3所示. E ) R R ) ( R R ( R R R R u

4 3

2 1

4 2

3 1

0 + + ? = (2) 取,取100Ω, 和 分别取1 kΩ,于是可简化上式为: E T . u

1210 3792

0 0 = (3) 这样得到的 数值较小,为此随后需加一级放大电路(放大 倍数设为 ). 温度控制模块C200H-TC002具有两回路控制,由于其自带 中央处理器并具有PID调节功能和自整定功能,在控制的过程 中,不占用可编程控制器CPU的执行时间,所以不影响程序的 循环周期,缩短了程序执行的时间.通过程序向该模块中写入 相应的设定值(纺织物品种及其对应的温度值),来改变设定 的温度曲线,可以满足不同生产厂家或不同纺织品种的工艺要 求,温度显示选用摄氏度(℃)作为单位.同时该模块还具有 自动温度修正功能,操作人员输入的热电偶修正值通过编程写 入到该模块中,TC002可以自动修正设定值和测量值,通过人 为的修正后,可以减小由于热电偶本身误差带来的控温误差, 大大提高了控温的精度. TC002 温控单元 C200H CPU单元 图4 TC002控制DATA FLOW图I/O BUS READ/WRITE 在TC002中的两个控制环中,可以同时采用两个控制环, 也可以只用其中一个控制环.TC002输出的控制信号输出到功 率扩展板,通过控制晶闸管通断的占空比改变加热器的加热功 率,达到控制温度的目的,CPU单元与TC002的数据流如图4所示.直接温度控制对象为开关式电磁阀、加热阀两个(包括快、 慢加热阀各一个),冷却阀一个.在温度上升阶段用强热阀与 冷却阀配合工作,恒温和降温阶段用弱热阀及冷却阀配合工作, 有利于延长电磁阀的使用寿命. 3.2 开关量模块 开关量输入模块C200H-ID212负责选择待染色织物的类型. 若为特殊织物染色,要求现场输入给定温度曲线,系统工作在 特殊工作状态;