【摘要】介绍了以三菱ＦＸ０ＮＰＬＣ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。

    【关键词】三菱；ＰＬＣ；温度控制

    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ＦＸ０ＮＰＬＣ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２．２硬件设计

    （１）主机选型ＰＬＣ

    ＦＸＯＮ系列是一种超小型整体式ＰＬＣ，基本指令的处理速度为１．６ｕｓ，完全能达到工业控制要求，与ＦＸ１Ｎ、ＦＸ２Ｎ比，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ＦＸＯＮ－３Ａ特殊功能模块。ＦＸ０Ｎ－３Ａ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。ＦＸ０Ｎ－３Ａ运用时，电流输入／输出或电压输入／输出值超过０到１０ＶＤＣ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ＦＸＯＮ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。

 

丝通断电由加热接触器控制。

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

    上述控制编程简单，稳定性好，可靠性高，易工程实现，在实际工程上能得到广泛的应用。

    【参考文献】

    ［１］吕玫，金林．ＦＸ２Ｎ系列ＰＬＣ控制的小型温控示教系统［Ｊ］．南通职业大学学报，２００６．２０（４）：９８－１００．

    ［２］冯英等．传感器电路原理与制作［Ｍ］．成都：成都科技大学出版社，１９９７．５．

    ［３］廖常初．可编程序控制器的编程方法与工程应用（第四版）［Ｍ］．重庆：重庆大学出版社，２００１．

    作者简介：张萍（１９８１—），女，湖北随州人，助教，主要从事自动控制教学研究工作。