本篇文章主要讲述了水循环系统的PLC，文章从PLC系统的数据转换原理，系统参数设定，运用模块等方面知识和结论来设计一个利用PLC来控制工作调节水温水流大小，以及加热等工作的设计，文章简单介绍了，这个系统的好处，同时提到啦模块，数据转换，利用不同问的温度传感器来找出所需要的区域温度值。还利用调节增益和偏量的PLC系统程序图，设置模拟模块程序图等几张图片来方便直观了解文章详细内容，通过查阅资料，学习相关知识，了解相关原理来完成该设计。
目录
一、 水循环温度控制思路 5
二、 温度传感器与PLC之间的数据转换 7
（一）数据转换原理 7
（二）温度模拟量输入模块与三菱PLC之间的关系建立 8
（三）FX2N4DAPT型温度模拟量输入模块的输入输出曲线 8
（四）模拟数字转换为摄氏温度的程序 9
三、PLC内部PID比例微积分运算程序设计 9
四、PLC与比例调节阀之间的数据转换 10
（一）数据转换原理 10
（二）PLC输出数字值与模拟量输出电流的关系建立 11
（三）模拟量输出模拟的增益和偏移设置。 11
（四）模拟量输出模块与比例调节的设置 12
总结 15
谢辞 16
引言
水循环温度控制方式常用于工业与大型的娱乐场所，为周边环境提供较为恒定的温度。温度控制环境面积的大小，在温度控制效果上也有着不小的影响。各区域的温度波动的不同，也给温度控制加大了难度。基于此类问题，温度控制方面常采用PID控制为基础。PID比例微积分控制应用范围广泛，使用灵活、原理简单、使用方便、有着诸多的优点。
水循环采用PID为控制核心，通过外部传感器反馈的数据，根据一定规律的线性组合来构成控制量，同时对控制量进行控制。PID算法又分为位置式PID和增量式PID两种，温度控制方面采用增量式PID控制算法，计算参数的合理选用也使得控制更加平稳，将温差控制在接近于零，并能自行克服外部的影响。
本设计主要建立与三菱PID可编程控制器上，通过内部的PID算法，与外部相关设备的配合使用，进行数据采集和设备之间的数据转换，并设置PL *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
C与各模拟量模块之间的转换关系，已达到最好的温度控制。
本文通过一个较为完整的水循环温度控制事例，让更多的初学者去了解PID的用途与控制原理，各设备间的数据传输与模拟量的转换也有着很大的教学意义。
较为完善的控制体系，一设计思路的清晰，也可以作为原理相似的控制模板。各模拟量模块自身参数的选用与增益量偏移值设置，同样值得学习与借鉴水循环温度控制思路
如图11，为水循环控制简图。其控制原理与地暖相似，通过在底层下布置的水管道，作为水流动的渠道。水温与水流速度决定着室温的升降速度，当水管内部的水温恒定与液压泵功率不变时，室温的变化取决于管道上的比例调节阀开口的大小，比例调节阀通过改变开口的大小，来控制水流速度，由于在限制水流速度时，管内压力也会变化，特在阀口处设置一个溢流阀，通过调节溢流阀的大小，便可限制管道压力。温度传感器做为检测元件，反应室内温度。调节温度与当前温度的差值，控制着比例调节阀开口的大小，时变与温差的线性关系，为比例调节阀制定较为合理的控制方案，尽可能的缩短工时提供工作效率。


图11水循环温度控制简图
水循环温度控制思路，如图12为总统控制流程图。通过触摸屏将调节温度传入PLC可编程控制器中，温度传感器测得温度值通过温度模拟量输出模块，将其转换为相应模拟数字量供PLC识别与触摸屏读取。所需调节的温差大小与阀口大小相互影响彼此，因此PLC内部采用PID比例微积分运算控制。输出模拟数字量通过模拟量输出模块输出对应的模拟电流值给比例调节阀，从而控制比例调节阀开口的大小，进而实现温差与阀口两者数据转换控制关系。


图12总体控制流程图
如图13，为设备整体构造图，整体构造分别为，触摸屏与PLC、PLC与温度传感器、PLC与比例调节阀三大部分。第一部分触摸屏并没有在文章中体现，其作用主要是读取当前各区域温度值与调节温度值的写入。第二部分，根据所选温度传感器的型号，通过PLC程序对模拟量输入模块进行关系的建立与内部的参数设置，将温度传感器发出的模拟量温度值，转换为模拟数字量给PLC。第三部分，通过PLC程序对模拟量输出模块进行关系的建立与内部的参数设置，将PLC内部PID比例微积分运算结果，通过模拟量输出模块进行数据转换，进而控制比例调节阀。第二与第三部分的数据转换也就构成了水循环恒温控制回路。


图13 设备整体构造图
二、 温度传感器与PLC之间的数据转换
（一）数据转换原理
如图21，所示是温度传感器与PLC之间的数据转换图，所用到的设备主要有三菱FX2N系列可编程控制器、FX2N4ADPT温度模拟量输入模块、PT100型温度传感器。温度传感器作为室温的检测设备，所测温度通过温度模拟量输入模块将其转化为数字量并传送到三菱PLC可编程控制器中，PLC内部的程序根据温度值与数字量之间的关系进行数据运算。从而实现温度传感器与PLC之间的数据转换。考虑到所测试面积较大，各区域温度存在误差，所以采用三组温度传感器来测不同的的区域温度值。


图21温度转换线路控制图
（二）温度模拟量输入模块与三菱PLC之间的关系建立
如图22所示，为温度模拟量数据转换程序，在设备中的温度模拟量输入模块，系统将其设置为1号模拟量接口，所采用的模块量型号为CH1~CH4。其身份号为2040，当身份验证正确时，辅助继电器得电，一方面，程序将1号模块#1～#4 BFM均写入，将CH1~CH4通道的平均采样次数都设为4，另一方面，将1号模块#5~#8BFM中的，CH1~CH4通道的摄氏温度数据平均值写入PLC内部的D1~D3寄存器中。


图22温度模拟量数据值转换程序图
此程序一方面用来建立FX2N系列PLC与FX2N4DAPT型温度模块模拟量输入模块之间的关系，另一方面，温度模拟量输入模块将设备温度传感器送来的反应温度高低的模拟量转换成数值量，并存入三菱PLC内部的寄存器中。

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