【宇电应用62】宇电PLC的温度控制在电镀生产线中的应用

• 关键词：厦门宇电,ＰＬＣ,,温度控制
• 摘要：介绍了以厦门宇电ＰＬＣ为核心的温度控制系统在电镀生产线中的应用。简述了温度控制原理，论述了控制系统的设计方案及其软硬件的实现方法。实践表明该方法简单易行，适应性好，可靠性高。

１．引言

    温度控制系统广泛运用在工业控制的各个领域，温控系统控制方法的好坏、运行性能的合适与否，直接影响到产品质量、运行效率等。随着科学技术的迅猛发展，作为工业生产自动化三大支柱之一的可编程控制器（ＰＬＣ），在温度控制系统中得到了有效的运用，为温控系统提供安全可靠和比较完善的解决方案［１］。在电镀生产中，除油槽、镀铬槽等特殊槽是有特定温度要求的。本文主要介绍 ＰＬＣ控制的电镀温度控制系统，由ＰＬＣ 作为核心构成的系统可方便地运用软件设置、调整参数，利用模拟功能模块和功能指令，在外围电路的配合下实现信号采集、Ａ／Ｄ转换与处理。

     ２．电镀温度控制系统设计

     如图１所示为电镀温度控制系统图，其中温度槽为除油槽、镀铬槽等特殊槽。

Ｉ／Ｏ分配：

     Ｘ０：开始控制

     Ｙ０：故障显示      Ｙ１：电加热器

     ２．１ 电镀温度控制原理

     电镀温度控制原理是：先通过测温电路将温度的变化转换成电压信号，再将电压信号输入到ＰＬＣ模拟通道中，ＰＬＣ通过指令读入模拟量，并转换成数字量，再通过比较指令将输入量与程序给定值相比较，从而作出相应的操作。若输入量小于给定值，则说明实际温度小于要求温度，ＰＬＣ 将接通加热接触器，开始加热；若输入值大于给定值，则说明实际温度大于要求温度，ＰＬＣ将断开加接触器，停止加热。电镀槽内的温度高低由槽内热电阻丝控制，对电镀温度的调控就是对热电阻丝的通断电的控制。要加温，使热电阻丝通电；要降温，使热电阻丝断电。热电阻丝通断电由加热接触器控制。

    ２．２ 硬件设计

    （１） 主机选型ＰＬＣ

    厦门宇电PLC是一种超小型整体式 ＰＬＣ，基本指令的处理速度为0.08ｕｓ，完全能达到工业控制要求，比同类产品快3-5倍，价格更加经济。

    （２）模拟功能模块选型

    本设计中温度控制部分使用了 ＰＬＣ模拟模块。本设计采用的模拟模块是 特殊功能模块。特殊功能模块有两个输入通道和一个输出通道，输入通道输入模拟信号并转换为数字信号，输出通道接收数字信号并把它们转换为等量的模拟信号输出。

    在运行中，０到１０ＶＤＣ输入／输出选择在０到２５０范围内。运用时，电流输入／输出或电压输入／输出值超过０到１０Ｖ ＤＣ 之间时必须重新调整补偿和增加，模块不容许２个通道输入不同性质输入量。本设计中只要输入电压值，故只选用１通道，由温控电路输入的电压值在０～５Ｖ间变化，转换后的数字量将在 ０～１２５之间变化。

     温度调控由 ＰＬＣ编程实现。因为除油槽要求温度为７０℃，所以程序设定值为８８；镀铬槽要求温度为４４℃，所以程序设定值为５５；预镀铜槽要求温度为５５℃，所以程序设定值为６９；镀镍槽要求温度为５５℃，所以程序设定值为６９。

    （３）测温电路设计［２］

   电镀生产的温度要求在４０℃～７０℃之间，－３Ａ模拟功能模块输入电压要求在０～１０Ｖ之间，因此本设计采用的测温电路的温度测量范围是０～１００℃，输出变化电压范围是０～５Ｖ。测温电路图见图２所示。

  其中Ｒｔ为正温度系数的热敏电阻，型号为Ｔ－１１１，它的测温范围在－５５～１５０之间，典型的温度系数为０．７５﹪／Ｋ。线性度较好，在 ０～１００℃范围内其测温误差不大于±２．５﹪。电路由电源、测温桥路及放大器三部分构成。为了避免电流产生的热影响测量精度，Ｒｔ的工作电流选择在 １ｍＡ以下，并经Ｄ１稳压供电，再经 Ｒ３、及半可调电阻Ｒ５分压，调节 Ｒ５ 使电压跟随器Ａ１输出Ｒ４２．５Ｖ的工作电压。ＬＥＤ作为供电指示灯，Ｒ６、Ｒ７、及Ｒ８组成测温桥Ｒｔ路，Ｒｔ将温度变化转换成电阻的变化，并取得电压的变化，其输出经Ａ２差动放大输出。当温度在０～１００℃内变化时，对应的Ｖｏ输出电压便在０～５Ｖ内变化，灵敏度为 ５０ｍＶ／℃。如果要求更精确测温，可采用热电偶。

     ２．３ 程序设计及注释［３］

    因为温度槽的控制程序是一样的，所以本文以欲镀铜槽控制程序为例，本程序仅供参考，若要用于实际应用，需做必要修改。详见图 ３所示。

     ３．结论

如需了解更多信息，请访问厦门宇电自动化科技有限公司www.xmyudian.com.cn林丽璇 18030056920