西门子CPU模块6ES7317-2EK14-0AB0
1．工艺过程及控制要求说明
图6 -10所示系统是一恒温控制5kW它包括控制恒温水箱，，冷却风扇电动机、搅拌电动机、贮水箱、加热装置（功率为1.5kw电加热器）、测温装置、温度显示、功率显示、流量显示、阀门及有关状态指示等。要求按如下控制。
1)设定的恒温水箱水温在某一数值。加热采用电加热器，温度设定范围为20～80℃之间。在图6 -10中，恒温水箱内有一个加热器、一个搅拌器、两个液位开关、3个温度传感器。液位开关为开关量传感器，测量水的水位高低，反映无水或水溢出状态。
2)两温度传感器分别为测量水箱入口处的水温和水箱中水的温度。贮水箱中，也装有一个温度传感器。恒温水箱中的水可以通过一个电磁阀或手动开关阀（手动阀）将水放到贮水箱中。贮水箱中的水可通过一个电磁阀引入到冷却器中，也可直接引入到恒温水箱中。由一个水泵提供动力，使水在系统中循环。
3)水的流速由流量计测量。恒温水箱中的水温，入水口水温，贮水箱中水温，流速及加热功率均有LED显示。两个电磁阀的通、断，搅拌和冷却开关也均有指示灯显示。
4)当设定温度后，起动水泵向恒温水箱中进水，水位上升到液位后（一定的位置），起动搅拌机，测量水箱水温并与设定值比较，若温差小于50C，要采用PID调节加热。当水温高于设定值5～10℃时，要进冷水。当水温在设定值0～5℃范围内，仍采用PID调节加热。当水温高于设定值10℃以上时，采用进水与风机冷却进行的方法实现降温控制。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。
5)系统用触摸屏集中控制和显示，并能就地控制和显示。
2．系统分析
(1)系统主设备的选用
根据系统的输入和输出信号，选用FX2N - 64MR PLC，集中监视采用F940- SWD -35DC触摸屏。测量温度的输入量为模拟电压值，输入有温度Tl、T2、T3，功率输出也是模拟量。本系统选用了FXON- 3A模拟量特殊功能模块(2组A/D，1组D/A)。
(2)本系统软元件分配（见表6-1）
(3)电气控制接线（见图6-11）
(4)触摸屏控制画面（见图6- 12）
(5)画出程序流程图（见图6-13）
并编制出参考程序（见图6-14）
外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是*常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器控制电路移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(gb6988.6-86)。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱plc为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。
例如:某plc控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若传感器x400检测到工件到位，钻头向下工进y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关x401时，计时器t450计时，4s后快退y431到上接近开关x402，就回到了原位。功能表图见图1:
图1 功能表图
1 使用起保停电路的编程方式
起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号plc的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的plc改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。
图2 起保停电路实现顺序控制
2 使用步进梯形指令的编程方式
步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器s来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，状态寄存器必须用置位指令set置位，这样才具有控制功能，状态寄存器s才能提供stl触点，否则状态寄存器s与一般的中间继电器m相同。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出，即允许有重号的负载输出，在步进触点结束时要用ret指令使后面的程序返回原母线。把图1中的0-3用状态寄存器s600-s603代替，代替以后使用步进梯形指令编程，对应的梯形图如图3所示。这种编程方法很容易被初学者接受和掌握，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，程序也较短，在顺序控制设计中应优先考虑，该法在工业自动化控制中应用较多。