摘 要：本文介绍了以西门子PLC S7-400为核心，以发泡炉炉温为被控对象的温控系统，重点分析了实现炉温控制的原理和PID控制的程序设计方法。
关键词：PLC；PID ；炉温控制
在当今的工业生产过程中，温度是一个再熟悉不过的受控量了，在建材、冶金、医药、化工以及食品等行业中，温度控制有着举足轻重的作用，甚至直接决定了产品质量的好坏。由于我国工业起步晚，温度控制系统的总体发展水平还不够高，与欧美先进国家相比仍有不小的差距。目前，我国在这方面的成熟产品主要以常规的PID控制器为主，对于温度控制要求不高的场合，这类产品完全能够胜任，但是对于控制滞后、复杂的场合，这些仪器仪表就不能满足要求了，而适应于较高控制场合的智能化控制就需要借助PLC系统来完成了。
可编程控制器PLC是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构与微机大致相同，基本构成为：电源、CPU、存储器、输入输出接口以及通信模块。 由于PLC具有功能强、可靠性高、使用方便等一系列特点，因此被广泛的用于工业控制领域。
1 炉温控制系统结构及原理
本系统设计目的是控制PVC弹性地板通过发泡炉进行背面发泡的温度，设定温度为185℃。控制系统由电动阀、Pt100热电阻、ET200S、模拟量模块2AI RTD、数字量输出模块及PLC控制器等组成。
工作原理：首先这个系统是一个闭环反馈控制系统，它通过PT100热电阻进行采集回油温度，将4-20ma或0-10V信号传送给模拟量输入模块进行A/D转换。在程序中，CPU将实际测量值与设定值进行比较，并按PID控算法对误差进行计算，并且通过运算结果产生一系列的脉冲信号来控制电动阀的开度，开度直接决定了导热油的循环量以及回油量，以达到控温的目的。
2 炉温控制系统硬件设计
本控制系统采用S7-400系列PLC CPU414，同时采用分布式IO ET200S，模拟量输入模块2AI RTD，数字量输出模块2DO AC24～230V。确定了PLC外部硬件组成后，对PLC进行硬件组态。
3 炉温控制系统PID程序设计
在工业生产中，对温度、压力等连续变化的模拟量控制就需要闭环反馈控制。在实际生产过程中，压力，温度、张力等被控对象如果不能被完全掌握或是数学模型化，这时应用PID控制技术能较为方便的解决控制问题。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性的系统，这样PID就可控制了。 PID控制的基础是比例控制，积分控制可用来消除稳态误差，微分控制用来调节系统响应速度。闭环控制结构图如图2所示。
在S7-400系统中，我们使用Step 7编程软件实现PID控制。Step7自带的功能块包括连续控制功能块CONT_C，步进控制功能块CONT_S以及具有脉冲调制功能的PULSEGEN。CPU中断程序中可以调用FB41、FB42和FB43，来实现PID的控制。
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