PLC电加热炉温度控制系统的设计与实现+梯形图(7)
AD590是美国ANALOG DEVICES公司生产的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。AD590适用于150°C以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。其特性如下：
(1)流过器件的电流等于器件所处环境的热力学温度度数；
(2)测温范围为-55℃～+150℃；
(3)AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V～6V范围变化，电流 变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏；
(4)输出电阻为710mΩ；
(5)精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
3.3.3 调功器
调功器又称电力控制器，本设计采用SCR电力控制器。它具有效率高、无机械噪声和磨损、相应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。SCR电力控制器，目前在工业中已被广泛应用于各种电力设备中，诸如热处理炉、电气高温炉、电镀设备、印染设备、涂装设备等等。
原理介绍：SCR电力控制器的基本原理是通过控制信号输入，去控制串在主回路中的SCR（晶闸管）模块，改变主回路中电压的导通与关断，由此达到调节电压或功率的目的。控制器一般是由控制板加上主机（主回路）组成。SCR电力控制器又可分为调压器和调功器。采用相位控制模式的SCR电力控制器可叫做调压器，它可以方便地调节电压有效值，可用于电炉温度控制，灯光调节，异步电动机降压软启动和调压调速等，也可用做调节变压器一次侧电压，代替效率低下的调压变压器。采用零位控制模式的SCR电力调节器叫做调功器。它对交流电压的周波进行控制，通过控制负载电压的周波通断比来控制负载的功率，多用于大惯性的加热器负载。控制接线图如图4所示。
图4 DC 0—5V输入自动控制接线图
PLC通过模拟量输出模块输出0~5V的电压信号作为SCR的控制信号。从PLC模拟量模块出来的0~5V的控制信号输入到SCR后，SCR电力控制器就根据此信号改变炉内发热丝的电压，从而改变发热丝的输出功率，文持炉内温度。
各端子接线说明：端子1、2、3为手动控制输入，电位器两端接在2、3端，抽头接在端子1。端子3、4为0~5V自动控制输入端，4端接信号负端，同时也接到端子1，不然就不能触发，3端接信号正极。本产品现在不需要用户外接互感器，在控制器内部主电路中各相已经装有互感器，故此2端子不用接线。端子11、12为控制板电源输入端。
3.3.4 系统硬件连接
数显表接线：由于系统用到两个数显表，所以采用多表接线的方法。两表型号相同，并且采用为24V DC 的电源，所以两表的电源和S7-200PLC的电源并联。两表的时钟信号可以采用同一个时钟信号，用Q0.4产生。数据输入端口分别有Q0.2和Q0.3输出。
温度传变送器接线：由于温度变送器产生的信号位0~100mV的电压信号，接入EM235的模拟量输入模块AIW0和AIW2，接线采用电压输入接线方式。
调功器输出接线：由于调功器的输入控制信号位0~5V DC，所以接入EM235的模拟量输出端口AQW0，接线采用电压输出方式。接线如下图5所示。
图5 硬件接线图
PLC的数字量输出I/0端口Q0.0接运行指示灯，Q0.2和Q0.3分别接内胆温度数显表数据输入端口，Q0.4接两个数显表的时钟输入端口。PLC的数字量输入端口I0.0位系统启动按钮，I0.1位系统停止按钮。PLC模拟量扩展模块EM235的模拟量输入端口AIW0接内胆温度变送器信号，AIW2接夹套温度变送器信号，AQW0接调功器信号输入端口。
4. 系统软件设计
4.1 系统设计软件介绍
STEP 7-MWIN32编程软件是基于Windows的应用软件，是西门子公司专门为SIMTIC S7-200系列PLC设计开发的。该软件功能强大，界面友好，并有方便的联机功能。用户可以利用该软件开发程序，也可以实现监控用户程序的执行状态，该软件是SIMATIC S7-200拥护不可缺少的开发工具。