一、案例任務(wù)控制要求描述

電熱水壺在日常生活中隨處可見(jiàn)，但生活中的熱水壺只能燒開(kāi)一次，如果長(zhǎng)時(shí)間不飲用就會(huì)變涼。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在本次案例中引用了PLC做加熱控制。

控制要求：第一次按下啟動(dòng)按鈕，進(jìn)行加熱，當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，停止加熱。在往后的過(guò)程中，如果水杯中的水溫低于30℃時(shí)，就啟動(dòng)加熱棒進(jìn)行加熱。按下停止按鈕，無(wú)論處于什么狀態(tài)都停止加熱。

所需硬件：熱電阻（Pt100），溫度變送器，PLC（FX5U-32MT/ES），固態(tài)繼電器，加熱棒。如圖1-1所示。

圖 1-1 熱水壺加熱系統(tǒng)

二、相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)中的案例基于三菱FX5U系列PLC的應(yīng)用案例，在學(xué)習(xí)本案例前請(qǐng)先自評(píng)下是否具備以下基礎(chǔ)，若對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)不熟悉，請(qǐng)根據(jù)下方提供的二維碼進(jìn)行預(yù)先學(xué)習(xí)課程。

01 三菱FX5U本體模擬量模塊的使用

通過(guò)此鏈接可以了解到FX5U模擬量輸入參數(shù)的設(shè)置，希望學(xué)員們可以在觀看完鏈接課程之后再來(lái)學(xué)習(xí)本場(chǎng)的直播課。在此列舉比較重要或難理解的參數(shù)給大家進(jìn)行講解。

基本設(shè)置（見(jiàn)圖2-1）

圖 2-1模擬量輸入基本設(shè)置

（1）A/D轉(zhuǎn)換允許/禁止設(shè)置：

設(shè)置了A/D轉(zhuǎn)換允許才能對(duì)模擬輸入進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

（2）A/D轉(zhuǎn)換方式：

采樣處理：每來(lái)一次掃描，就采集一次；

時(shí)間平均：數(shù)字輸出值=時(shí)間采集的合計(jì)值÷時(shí)間采集次數(shù)；

次數(shù)平均：數(shù)字輸出值=次數(shù)采集的合計(jì)值÷采集次數(shù)；

移動(dòng)平均：數(shù)字輸出值=每個(gè)掃描周期設(shè)置的次數(shù)合計(jì)值÷次數(shù)。設(shè)置次數(shù)為4次時(shí)，如圖2-2所示。

圖 2-2 移動(dòng)平均

02 應(yīng)用設(shè)置（見(jiàn)圖2-3）

圖 2-3 應(yīng)用設(shè)置

（1）報(bào)警輸出功能：當(dāng)數(shù)字運(yùn)算值不在過(guò)程報(bào)警值的范圍內(nèi)，報(bào)警輸出標(biāo)志為ON；

（2）比例尺超出檢測(cè)：輸入的模擬電壓值超過(guò)10.2V的值時(shí)檢測(cè)。

（3）比例縮放設(shè)置：對(duì)要輸出的數(shù)字值進(jìn)行換算如圖2-4所示。

圖2-4 比例縮放設(shè)置

（4）移位功能：對(duì)要輸出的數(shù)字值整體移位。

（5）數(shù)字剪輯設(shè)置：禁用時(shí)數(shù)字輸出范圍（0~4095），啟用時(shí)數(shù)字輸出范圍（0~4000）。

三、任務(wù)的實(shí)施

本案例會(huì)從電氣元件選型—IO地址分配—硬件接線-軟件參數(shù)設(shè)置-程序設(shè)計(jì)這五個(gè)方面進(jìn)行講解。

01 電氣元件選型

根據(jù)任務(wù)控制的描述，在本例中需要一個(gè)PLC，兩個(gè)按鈕，熱電阻（Pt100），溫度變送器，固態(tài)繼電器，加熱棒。如下表3-1所示。

表3-1 BOM表

02 I/O地址分配

根據(jù)任務(wù)控制的描述，在本例中需要使用到2個(gè)輸入點(diǎn)1個(gè)輸出點(diǎn)，I/O分配表如下表3-2所示。

表3-2 I/O地址分配表

03 硬件接線圖

FX5U本體PLC可兼容源性和漏型的輸入，當(dāng)S/S跟24V短接時(shí)，輸入即為漏型輸入如圖3-1所示；當(dāng)S/S跟0V短接時(shí)，輸入即為源性型輸入。在本案例中需要用到兩個(gè)按鈕，一個(gè)是啟動(dòng)按鈕接在X0上面，一個(gè)是停止按鈕接在X1上面。由于選的型號(hào)是FX5U-32MT/ES，輸出類型是漏型輸出，所以其公共端接0V。Y0輸出給固態(tài)繼電器的線圈，固態(tài)繼電器線圈的另一端接24V，固態(tài)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)給加熱棒的零線，另一個(gè)給電源的零線，加熱棒的另一根接火線。

圖3-1 PLC輸入輸出接線

先給溫度變送器提供一個(gè)24V的電源。熱電阻有三根線，其中兩根銀色線短接接入到溫度變送器中，紅色線單獨(dú)接。溫度變送器輸出的電壓信號(hào)接入到PLC模擬量輸入中的V1+，而V-接到公共端0V。具體接線方式可參考圖3-2。

圖3-2 模擬量輸入接線

04 軟件參數(shù)設(shè)置

（1）模擬量輸入基本設(shè)置：

將A/D轉(zhuǎn)換允許/禁止設(shè)置改為允許，平均處理指令可選擇采樣。如圖3-3所示。

圖3-3 模擬量輸入基本設(shè)置

（2）模擬量輸入應(yīng)用設(shè)置：

當(dāng)溫度在０℃時(shí)，模擬量的輸入電壓是０V；當(dāng)溫度在150℃時(shí)，模擬量的輸入電壓是10V。將得到的數(shù)值擴(kuò)大到100倍，填入到如圖3-4所示表格中，填寫(xiě)完成之后就可以利用SD6021監(jiān)視當(dāng)前的溫度。

圖3-4 模擬量輸入應(yīng)用設(shè)置

05 程序設(shè)計(jì)

寫(xiě)一個(gè)傳統(tǒng)的起保停的程序，利用X0做啟動(dòng)，X1做停止，M0代表運(yùn)行，如此可以先滿足程序的要求。當(dāng)?shù)谝淮伟聪聠?dòng)按鈕時(shí)，就計(jì)數(shù)計(jì)1次，計(jì)數(shù)器C0的常開(kāi)觸點(diǎn)導(dǎo)通，此時(shí)當(dāng)當(dāng)前的溫度小于100℃時(shí)就啟動(dòng)加熱棒。當(dāng)當(dāng)前溫度大于等于100℃時(shí)，就復(fù)位掉計(jì)數(shù)器C0。在往下的過(guò)程當(dāng)中，只要當(dāng)前溫度小于30℃時(shí)就啟動(dòng)加熱棒。

程序如圖3-6所示。

圖3-6 程序設(shè)計(jì)

審核編輯 ：李倩