摘 要：本文主要介绍了S7-200可编程控制器和温度控制的设计方案。编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。利用组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。
　　0 绪论
　　在工业自动化领域内，PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、能耗低、体积小和其他重要特性被广泛应用于现代工业自动中。在当前的工业控制中，通常以PLC 为现场的控制设备，用于数据采集和处理、输出控制、逻辑判断等；而上位机则是利用HMI 软件来完成工业控制状态、流程与参数的显示，实现监控、管理、分析和存储等功能 。这种监控系统充分利用了PLC 和计算机的特点，因此获得了普遍的应用。通过这种方式设计一个温度控制系统，把基于PLC 的下位机与完成HMI功能的上位机相结合，组成分布式控制系统，从而达到了对温度的自动控制[1]。
　　1 系统总体设计方案
　　根据温度控制系统的要求，本设计由S7-200PLC作为中央处理单元，Fameview作为监控组态软件，实现恒温控制系统的实时监控。系统包括硬件和软件两部分。完成整个系统的需求应该是由软件和硬件共同努力、相互协调工作。本设计由工控机作为上位机监控整个系统，PLC等其他元件作为下位机完成具体控制要求，上位机与下位机之间的通信通过以太网的联接来达到通信的状态要求，以确保更好的完成对系统的监控。系统总体结构图如图1所示[2]。
　　图1 系统总体结构图
　　2 系统硬件电路设计
　　图2是温度控制系统硬件接线图，其中可以看到CPU226有两个扩展模块，并且与监控室连接，便于值班人员操作控制。
　　图2 硬件接线图
　　本设计采用CPU226作为主处理器，分别扩展了模拟量输入模块EM231以及模拟量输出模块EM232。系统中由流量检测计与温度传感器采集流量与温度信号，通过信号隔离处理器RZG2100将直流输入信号转换成隔离的标准过程信号，并送入EM231。EM231再将信号传给CPU226，由处理器对信号进行分析处理；然后将分析的结果通过数显仪表把系统状况反应出来，监测控制室的工作人员根据仪表显示结果，对系统进行相应操作，确保系统稳定运行。该系统同时通过数据线与工业以太网相连，可以通过上位机对给系统进行全面整体的远程控制好监测。将被控系统的温度控制在某一范围之间，当温度低于下限或高于上限时，应能自动进行调整，如果调整一定时间后仍不能脱离不正常状态，则采用声光报警，来提醒操作人员注意，排除故障。
　　3 系统软件设计
　　3.1 主程序设计
　　本设计温度采用PID过程控制，以子程序的形式在主程序中。主程序是根据水箱的恒温控制要求设计的，然后启动水泵向水箱进水，当水位升到预定液位后，启动搅拌机，测量水箱水温并与设定值比较，如果温差小于5℃，必须采用PID调节加热器。当水温高于设定值5-10℃时，采用进水与风扇冷却同时进行实现降温控制。此外对温度、流量、加热的电功率要进行实测并显示。若进水时无流量或加热、冷却时水温无变化时应报警。系统开关打开后，系统启动液位检测、温度检测、数显表和报警装置。
　　3.2 人机界面设计
　　本文所用上位机软件即为组态王软件，它是一种监控软件，由北京亚控科技有限公司生产，功能强大，通过此软件可以实现上位机对下位机的通信，并时刻监控下位机的运行状态，温度监控画面如图3所示。
　　图3 人机交互界面
　　4 结论
　　本设计以S7-200为基础，进行了温度控制的系统设计，并利用上位机监控系统实现了对温度的实时监控，实践表明，该系统方便、可靠，有很大的利用价值。■
　　参考文献
　　[1] 赵丹. 人机界面、位控模块在中性测量仪中的应用[J]. 机械与电子，2005
　　[2] 郭勇. 基于PLC的智能温度控制系统[J]. 电气自动化，2003
　　[3] 吳爱萍. PLC控制的设计技巧[J]. 工业控制计算机，2003
　　[4] 廖常初. PLC基础及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2003，6