PLC电加热炉温度控制系统的设计与实现+梯形图(4)
(3)整定微分环节
先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑直到获得满意的控制效果和PID控制参数[4]。
3. 系统硬件组成
3.1 系统硬件组成
3.1.1 系统结构组成
温度控制系统的结构包括一台可编程控制器、一台调功器、两个温度检测回路、一个加热器、一个模拟量输入输出扩展模块EM235、两个数显表、两个启动/停止按钮，一个系统运行指示灯。
3.1.2 系统各部分的任务
(1)运行指示灯和启动按钮/停止按钮实现运行监控和启动和停止系统的控制：按下启动按钮，系统开始运行，运行指示灯点亮；按下停止按钮，系统停止运行系统指示灯熄灭。
(2)数显表：根据PLC的输出实时显示内胆温度和夹套温度的实际温度值，便于控制和观察。
(3)温度变送器：用来检测夹套和内胆温度，将温度值转换为PLC可以读取的电压模拟量信号，同时传送给PLC模拟量输入模块EM235。
(4)调功器和加热器：PLC的控制对象，根据PLC模拟量输出模块输出的0~5V电压信号，来控制调功器的输出功率电压，对加热器进行控制，来加热炉内温度。
(5)可编程控制器和模拟量输入/输出扩展模块：可编程控制器对采集来的温度信号进行标度变换处理后得到实际的温度值，将数据传送给两个数显表对内胆温度和夹套温度分别显示；另一方面，根据采集到得温度值，和给定的温度值进行计算处理，采用PID控制算法处理后通过模拟量输入输出扩展对调功器进行控制来实现对加热器的控制。
3.2 可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller, PLC）是计算机这个大家族中的一员，它是为工业控制应用设计并制造出来的，它的主要作用是来代替继电器去实现逻辑控制功能。
3.2.1 PLC的特点
(1)可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是衡量电气控制设备的关键性能指标。由于PLC采用现代大规模集成电路技术以及严格的生产工艺制造，内部电路采用了先进的抗干扰技术，可靠性很高。
(2)配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中，加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC是面对工矿业的设备，并且作为通用工业控制计算机，它的接口简单，编程语言容易被广大工程技术人员所接受。梯形图语言也与继电器电路图非常接近，利用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以轻松的实现继电器电路功能。
(4)接口简单、文修方便
PLC接口按工业控制的要求设计，具有很强的带负载能力，接口电路为模块式，便于文修。有些PLC更可带电插拔模块，可以不断电直接更换有故障的模块，极大的缩短了故障修复的时间。
(5)体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅为数瓦。由于体积较小，很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
3.2.2 PLC的选型
全球PLC有二百多种，国内常用PLC也就二三十种，常用的有德国西门子，法国施耐德，美国AB、ABB、GE，日本欧母龙、三菱、松下，韩国三星，国产和利时、科创思等。
西门子PLC相对于其他的PLC价钱比较高，但是性能相对强大，可操作性强，有相配套的伺服系统和组态软件。而且在大学期间我所接触的也大多数是西门子公司的PLC。西门子PLC的种类分为S7-200PLC、S7-300PLC、S7-400PLC等，S7-300PLC、S7-400PLC与S7-200PLC相比功能更为强大，为S7-200的升级产品，但由于本系统所需功能和技术要求S7-200完全能够解决，所以从经济方面考虑选用西门子S7-200PLC系列产品。