一、案例任務控制要求描述

電熱水壺在日常生活中隨處可見，但生活中的熱水壺只能燒開一次，如果長時間不飲用就會變涼。為了解決這個問題，在本次案例中引用了PLC做加熱控制。

控制要求：第一次按下啟動按鈕，進行加熱，當水溫達到100℃時，停止加熱。在往后的過程中，如果水杯中的水溫低于30℃時，就啟動加熱棒進行加熱。按下停止按鈕，無論處于什么狀態都停止加熱。

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

圖 1-1 熱水壺加熱系統

二、相關基礎知識

任務中的案例基于三菱FX5U系列PLC的應用案例，在學習本案例前請先自評下是否具備以下基礎，若對相關的基礎知識不熟悉，請根據下方提供的二維碼進行預先學習課程。

01 三菱FX5U本體模擬量模塊的使用

通過此鏈接可以了解到FX5U模擬量輸入參數的設置，希望學員們可以在觀看完鏈接課程之后再來學習本場的直播課。在此列舉比較重要或難理解的參數給大家進行講解。

基本設置（見圖2-1）

圖 2-1模擬量輸入基本設置

（1）A/D轉換允許/禁止設置：

設置了A/D轉換允許才能對模擬輸入進行A/D轉換。

（2）A/D轉換方式：

采樣處理：每來一次掃描，就采集一次；

時間平均：數字輸出值=時間采集的合計值÷時間采集次數；

次數平均：數字輸出值=次數采集的合計值÷采集次數；

移動平均：數字輸出值=每個掃描周期設置的次數合計值÷次數。設置次數為4次時，如圖2-2所示。

圖 2-2 移動平均

02 應用設置（見圖2-3）

圖 2-3 應用設置

（1）報警輸出功能：當數字運算值不在過程報警值的范圍內，報警輸出標志為ON；

（2）比例尺超出檢測：輸入的模擬電壓值超過10.2V的值時檢測。

（3）比例縮放設置：對要輸出的數字值進行換算如圖2-4所示。

圖2-4 比例縮放設置

（4）移位功能：對要輸出的數字值整體移位。

（5）數字剪輯設置：禁用時數字輸出范圍（0~4095），啟用時數字輸出范圍（0~4000）。

三、任務的實施

本案例會從電氣元件選型—IO地址分配—硬件接線-軟件參數設置-程序設計這五個方面進行講解。

01 電氣元件選型

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

表3-1 BOM表

02 I/O地址分配

根據任務控制的描述，在本例中需要使用到2個輸入點1個輸出點，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S/S跟24V短接時，輸入即為漏型輸入如圖3-1所示；當S/S跟0V短接時，輸入即為源性型輸入。在本案例中需要用到兩個按鈕，一個是啟動按鈕接在X0上面，一個是停止按鈕接在X1上面。由于選的型號是FX5U-32MT/ES，輸出類型是漏型輸出，所以其公共端接0V。Y0輸出給固態繼電器的線圈，固態繼電器線圈的另一端接24V，固態繼電器的常開觸點給加熱棒的零線，另一個給電源的零線，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，紅色線單獨接。溫度變送器輸出的電壓信號接入到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 軟件參數設置

（1）模擬量輸入基本設置：

將A/D轉換允許/禁止設置改為允許，平均處理指令可選擇采樣。如圖3-3所示。

圖3-3 模擬量輸入基本設置

（2）模擬量輸入應用設置：

當溫度在０℃時，模擬量的輸入電壓是０V；當溫度在150℃時，模擬量的輸入電壓是10V。將得到的數值擴大到100倍，填入到如圖3-4所示表格中，填寫完成之后就可以利用SD6021監視當前的溫度。

圖3-4 模擬量輸入應用設置

05 程序設計

寫一個傳統的起保停的程序，利用X0做啟動，X1做停止，M0代表運行，如此可以先滿足程序的要求。當第一次按下啟動按鈕時，就計數計1次，計數器C0的常開觸點導通，此時當當前的溫度小于100℃時就啟動加熱棒。當當前溫度大于等于100℃時，就復位掉計數器C0。在往下的過程當中，只要當前溫度小于30℃時就啟動加熱棒。

程序如圖3-6所示。

圖3-6 程序設計

審核編輯 ：李倩