摘  要：文章论述了人机界面、PLC组成系统的构成 。 并对系统的温控原理作出阐述。 该系统经实验运行效果良好。 达到预期效果。
关键词：PLC；PID温度控制；智能化
随着工业自动化控制的发展，一种新的工控产品人机界面(简称触摸屏)出现，给予工业设备现场控制一种全新的图形操作界面 ─ (GOT)。它采用能高速通信的32位RISC芯片，具有交互性好，编程简便、灵活，并且与PLC之间的连接简便，简化控制柜设计，节省PLC的实际输入输出点，在工业设备控制中开始得到推广应用。现以水针线玻璃瓶消毒生产线为例，介绍系统配置及应用。

 BENTLY NEVADA 3500 125800-01
 PHILLIPS ECG-156 NSFP ECG156
Sti MICROSAFE MC42D MC42D-2-DC LIGHT CONTROLLER
MITSUBISHI ACPU
 RELIANCE ELECTRIC ECS-R4 NSFP ECSR4
 NEWPORT ELECTRONICS INC 558A NSFP 558A
 QUIPP 407A USPP 407A
 ITE SIEMENS CNLK42 NSFP CNLK42
 GIDDINGS & LEWIS M.1017.3774 USPP M10173774
WESTINGHOUSE FDB3100LM04S05 USPP FDB3100LM04S05
WESTINGHOUSE LA3600 USPP LA3600
 VOLEX E62405SP-B NSPP E62405SPB
 TURNFLO T4CS32 070207-8 5 inch lugged wafer butterfly valve CF8M NEW
SICK OPTIC ELECTRONIC NT8-21412 NSFP NT821412
SICK OPTIC ELECTRONIC KD4-RIM122 NSFP KD4RIM122
Pyramid Technical RFC102 RF Controller AMAT 0090-98066 Applied Materials
 ITE SIEMENS CFT3B175 NSPP CFT3B175
Applied Materials AMAT Water Manifold, 0010-03678
KEYENCE VT3-V7 WITH VT3-E3 TOUCHSCREEN CONTROL PANEL
 SIEMENS 6ES7-461-0AA00-7AA0 USPP 6ES74610AA007AA0
 FURNAS ELECTRIC CO 52RA7P2 NSFP 52RA7P2
 FURNAS ELECTRIC CO 3TH8-244-0AF0 USPP 3TH82440AF0
 HYSTER 334500 NSFP 334500
 Hopkinsons / Weir 6-8806-RHLF 3/4"Flanged Gate valve A105 body-disc/seat NI MO
 TAYLOR MACHINE WORKS 5426 NSFP 5426
 CATERPILLAR 191-2226 NSFP 1912226
 ENDURO BEARING LM48548 NSPP LM48548
 MUELLER BU-45/5A NSPP BU455A
WESTINGHOUSE 227P623H01B USPP 227P623H01B
 LANDIS & GYR 545-764 NSPP 545764
WESTINGHOUSE 33E4179 USPP 33E4179
 ABB Bailey Net 90 Multifunction Process Interface IMMPI01 6639005A1 Infi 90 DCS
 FURNAS ELECTRIC CO 64PAA2 NSPP 64PAA2
TEKTRONIX TDS724D TDS 724D 500MHz 2GS/s OSCILLOSCOPE
WESTINGHOUSE 373B331G02 NSFP 373B331G02
NPE 01 44209-800.01 B 03 KPL. -802.01 Control Board
 FURNAS ELECTRIC CO 52NL04 NSFP 52NL04
WESTINGHOUSE OT3P1 NSFP OT3P1
 FURNAS ELECTRIC CO 3RH1911-1MA11 NSFP 3RH19111MA11
 ITE SIEMENS BQD-320 USPP BQD320
 PERKINS 81558 NSFP 81558
 RELIANCE ELECTRIC 411642-01AT NSFP 41164201AT
Customs services and international tracking provided
 KEYENCE CORP N-R2 NSPP NR2
 SIEMENS 3TH8505-0AC1 USPP 3TH85050AC1
Omron F2LP-WK4-US Metal Detector Amplifier
 FURNAS ELECTRIC CO SMF-FO USPP SMFFO
 FURNAS ELECTRIC CO 3RB1246-1PG20 USPP 3RB12461PG20
FANAL K7D.32A NSFP K7D32A
SICK OPTIC ELECTRONIC WT12-2N430 NSFP WT122N430
RELIANCE ELECTRIC ES217028 NSPP ES217028
 GE FANUC IC694ACC300 NSFP IC694ACC300
 Measurement Technologies MTL2210B-120V 1-channel Switch operated relay
WESTINGHOUSE AN22A NSPP AN22A
 SIEMENS 3SX3-112 NSPP 3SX3112
 FURNAS ELECTRIC CO E93 USPP E93
WESTINGHOUSE 1008517 USPP 1008517
DODGE 31092 USPP 31092
 ITE SIEMENS E43A025 USPP E43A025
 WIX FILTERS 51798 NSFP 51798
 TURCK ELEKTRONIK BI10-G30-AN6X-B1441 USPP BI10G30AN6XB1441
RELIANCE ELECTRIC 846727-RJ NSFP 846727RJ
 Hopkinsons / Weir 10-8803-JHLF 1" Flanged boiler blow down Gate valve A015
WESTINGHOUSE 7C7/CB NSPP 7C7CB
WESTINGHOUSE 3718S USPP 3718S
SICK OPTIC ELECTRONIC I100-R1 NSPP I100R1
 HONEYWELL C647A-1010 USPP C647A1010
 ITE SIEMENS MBKBL3 USPP MBKBL3
 GE FANUC IC670GBI002 USPP IC670GBI002
 FURNAS ELECTRIC CO 48ACNO NSFP 48ACNO
 ALLEN BRADLEY 2711P-T12C4D1 USPP 2711PT12C4D1
 HYDRAULIC VALVE DIVISION D1VW004CNYCF NSFP D1VW004CNYCF
WESTINGHOUSE QC1020 NSFP QC1020
WESTINGHOUSE NL-761 NSFP NL761
 SIEMENS D230 USPP D230
WESTINGHOUSE 2609D39G10 USPP 2609D39G10
 TEXAS INSTRUMENTS PLC 505-4316 NSFP 5054316
WESTINGHOUSE 1294C74G10 USPP 1294C74G10
 MARTIN SPROCKET 40B17 USPP 40B17
WESTINGHOUSE L-51 USPP L51
RELIANCE ELECTRIC 69326-25R NSFP 6932625R
RELIANCE ELECTRIC 613204-60R NSPP 61320460R
 Bently Nevada 72965-01 Relay Alarm PLC Bentley 72130-13 72145-01 N 72144-01 H
 NATIONAL SEMICONDUCTOR LM613IWM FNFP LM613IWM
 SQUARE D 1707-S1-T21A NSFP 1707S1T21A
OMRON CP1H-Y20DT-D CPM1A-20EDT1 CPM1A-20EDR1
RELIANCE ELECTRIC 0-54394-49B NSPP 05439449B
DODGE 56DBSC-3 NSFP 56DBSC3
WESTINGHOUSE S-1303512-A NSPP S1303512A
WESTINGHOUSE EH3050 NSPP EH3050
 ATLAS COPCO .75BRNSS010 NSFP 75BRNSS010
Mitsubishi QJ1BT11
 MOORE PRODUCTS 40-200 NSFP 40200
 MARTIN H50B13 NSPP H50B13
Customs services and international tracking provided
 GO SWITCH 11-11118-00 USPP 111111800
 POWER ONE HAA15-505 USPP HAA15505
 Panduit Pneumatic Cable Tie & Cut gun PPTS Tension gun
 FURNAS ELECTRIC CO 3TB4-010-0AN2 USPP 3TB40100AN2
 ITE SIEMENS W100046 NSFP W100046
WESTINGHOUSE GFN324N USPP GFN324N
 TOSHIBA MG100J2YS45 USPP MG100J2YS45
Customs services and international tracking provided
 FURNAS ELECTRIC CO 45CG20AHB NSFP 45CG20AHB
WESTINGHOUSE 1265C95G03 USPP 1265C95G03
 TEXAS INSTRUMENTS PLC 500-5047A FNFP 5005047A
RELIANCE ELECTRIC 0-50007-R USPP 050007R
 SIEMENS TM-E15S24-01 USPP TME15S2401
 GENERAL CONTROLS ELECTRONICS PS48VDC/3.75/GCE NSPP PS48VDC375GCE
 Motorola Micor Repeater control and low power TX ex police radio network
SICK OPTIC ELECTRONIC WS/WE6-P132 NSFP WSWE6P132
 WIKA 212.34-4.5-100-1/2-LM NSPP 212344510012LM
 TOSHIBA EX10*UBB1 6 SLOT RACK
International Power IHE24-7.2 Power Supply New
 FURNAS ELECTRIC CO 3UA5-500-1C USPP 3UA55001C
 HYDRAULIC FILTER DIVISION 925839 NSFP 925839
 SIEMENS 3TF4622-0AG1 USPP 3TF46220AG1
RELIANCE ELECTRIC 59025-1SU USPP 590251SU
 YASKAWA ELECTRIC JPAC-C346 USPP JPACC346
 DODGE 120353 NSPP 120353
KEYENCE FS-N13CP OP73864 DIGITAL FIBER SENSOR AMP & CABLE NEW
WESTINGHOUSE 508B012G01 USPP 508B012G01
 PRECISION 374 NSFP 374
SICK OPTIC ELECTRONIC WL36-B230 NSFP WL36B230
WESTINGHOUSE HTM-11 USPP HTM11
MITSUBISHI A1S-J1AR1 USPP A1SJ1AR1
SICK OPTIC ELECTRONIC CLV450-0010 USPP CLV4500010
Yaskawa Yasnac Circuit PC Board JANCD-PC20 DF8203490-A0
WESTINGHOUSE 8152A97G01 USPP 8152A97G01
 POWER ONE HC12-3.4-A NSFP HC1234A
 FURNAS ELECTRIC CO 3RV2011-0HA20 NSFP 3RV20110HA20
RELIANCE ELECTRIC 0-57400-A USPP 057400A
PARKER COMPUMOTOR OEM 750 OEM750 STEPPER MOTOR DRIVE
Tol-O-Matic BC210 SK64.5 Rodless Cylinder Linear Actuator 1" Bore 64.5" Stroke
 WESTRONICS INC CB-408-01 NSPP CB40801
 FORNEY 37497201 USPP 37497201
 SIEMENS 6ES5-455-7LA11 USPP 6ES54557LA11
PANASONIC MSMA022A1F AC SERVO MOTOR NIB
RELIANCE ELECTRIC 0-57552-4D USPP 0575524D
 ELECTROVERT Z-5-P-A NSFP Z5PA
 WIX FILTERS 533738 NSPP 533738
 DODGE 117092 USPP 117092
NEW MITSUBISHI MELSEC PLC I/O MODULE AY1 BDA9G CA
 SIEMENS 6EV3-114-0AE USPP 6EV31140AE
 ALLEN BRADLEY 2705-K11C1 NSPP 2705K11C1
 LANDIS & GYR LAL1.25 NSPP LAL125
 GENERIC IC1021BCN810 FNFP IC1021BCN810
 WIX FILTERS 57841 NSFP 57841
 DYNAMATIC 15-242-2 USPP 152422
 FURNAS ELECTRIC CO 60LAA1AK USPP 60LAA1AK
 WEIDMULLER WSI-6/LD-60-150VAC/DC NSPP WSI6LD60150VACDC
 BENTLY NEVADA 72850-03-04-04-01-01-01-15 USPP 7285003040401010
WESTINGHOUSE 2606D57G19 USPP 2606D57G19
SAJF// MITSUBISHI A1P AX AY AY AX0 USED
SICK OPTIC ELECTRONIC WT150-P132 USPP WT150P132
 FORD F2UZ-7A214-CA NSFP F2UZ7A214CA
 SGS THOMSON IC1675A FNFP IC1675A
Tsubaki TSB151 Shock Relay
MITSUBISHI CINA10GD USPP CINA10GD
 SMC CLK2PA63-125Y-B-P74-85G USPP CLK2PA63125YBP74
 Ramsey Group Hollow Cathode Lamp Aluminium Wavelength 396.2/309.3
 FURNAS ELECTRIC CO 3RV1-901-1A FNFP 3RV19011A
 PNEUMATIC DIVISION L606-04B/M9 NSPP L60604BM9
WESTINGHOUSE BP32 NSFP BP32
 ALLEN BRADLEY 1794-OA16 NSFP 1794OA16
 ITE SIEMENS SFH32 NSFP SFH32
RELIANCE ELECTRIC 401559-H NSFP 401559H
 HYSTER 266728 NSFP 266728
Customs services and international tracking provided
 LH-28 copy shaping machine
 Hancock Tyco AP 1602 Gate Valve 2 inch Class 800: Ends SW : body A105N
 FUJI ELECTRIC TR13EW-R USPP TR13EWR
 SIEMENS 6ES7-972-0BB12-0XA0 FNFP 6ES79720BB120XA0
 SIEMENS C98043-A1200-L12 USPP C98043A1200L12
SICK OPTIC ELECTRONIC LP-10-43 USPP LP1043
 AUK MULLER 1.013.126-24VAC USPP 101312624VAC
 FURNAS ELECTRIC CO 3RA1922-1AA00 NSPP 3RA19221AA00
WESTINGHOUSE 751B456G01 NSFP 751B456G01
 BENTLY NEVADA RVXYII-72852-01K USPP RVXYII7285201K
RELIANCE ELECTRIC 0-52712-6 NSFP 0527126
 CHICAGO RAWHIDE 8215 NSFP 8215
RELIANCE ELECTRIC 9C35 NSFP 9C35
Verity FL2002 Endpoint 1005337AT AMAT 1010-00212 SP2002 0010-14330 1005322AT
 FORD F8TZ-4851-BA NSFP F8TZ4851BA
 POWER ONE SPM362K USPP SPM362K
 THOMSON CONSUMER SK16X NSFP SK16X
 GATES 9560 NSFP 9560
 ITE SIEMENS 5SY4220-8 NSPP 5SY42208
 SIEMENS 6SE2103-3AA00 USPP 6SE21033AA00
 YALE 520045189 NSFP 520045189
AMAT Applied Materials 0010-04450 Heat Plate Element
 WIX FILTERS 51500 USPP 51500
 ITE SIEMENS HN656 NSFP HN656
 MICROSWITCH OPD-AR USPP OPDAR
 FURNAS ELECTRIC CO 48GH750 NSFP 48GH750
 ASCO 97701084 NSPP 97701084
 UAS-POA-C9 Obara Welding Spot Assembly connector multipin wiring harness loom
 AIR VAC TDM380MSS NSPP TDM380MSS
DODGE 0230-00 NSPP 023000
 TELECT F12-SSG-M020-0 NSFP F12SSGM0200
 SIEMENS 1FK7043-7AF21-1DA0 NSFP 1FK70437AF211DA0
DODGE EP2B-S2-203LE NSFP EP2BS2203LE
 FURNAS ELECTRIC CO 8WA8-848-0BP NSFP 8WA88480BP
 SIEMENS 6ES7-331-7PF11-0AB0 FNFP 6ES73317PF110AB0
SICK OPTIC ELECTRONIC WS2000-A5100 NSFP WS2000A5100
 US GAUGE 7310-379-2508 USPP 73103792508
 SIEMENS 3VE1025-2GU00 USPP 3VE10252GU00
WESTINGHOUSE QC15 USPP QC15
 POWER ONE HE15-501 USPP HE15501
WESTINGHOUSE 409C448A11 USPP 409C448A11
RELIANCE ELECTRIC 48267L NSFP 48267L
 Allen Bradley 1771-OBD/C DC Output Module 10-60 VDC PLC 5
 ITE SIEMENS SFH14 NSFP SFH14
 DODGE 1210X7/8KW USPP 1210X78KW
DODGE WSTU-IP-102R-1-1/8 NSFP WSTUIP102R118
RELIANCE ELECTRIC 45C-364 USPP 45C364
 DREXELBROOK 285-1-49 USPP 285149
 TELECT 040-2000-003 NSFP 0402000003
 BELL & GOSSETT 186861G10 NSFP 186861G10
 HOERBIGER ORIGA KL-3054 NSFP KL3054
 GENERIC CR2200U35SN FNFP CR2200U35SN
 TCI TRANS COIL KLR12ATB NSPP KLR12ATB
 BENTLY NEVADA 7203789-01 USPP 720378901
 THOMAS & BETTS 54905BEPH USPP 54905BEPH
WESTINGHOUSE MCP13300CR NSPP MCP13300CR
 KUBOTA K5651-34352 NSFP K565134352
WESTINGHOUSE 772B388G55 NSFP 772B388G55
RELIANCE ELECTRIC 700874-25A USPP 70087425A
SICK OPTIC ELECTRONIC IE1000-SK3 FNFP IE1000SK3
 SIEMENS 3SB1903-0AB NSFP 3SB19030AB
 SIEMENS CY74FCT245ATSOC FNFP CY74FCT245ATSOC
 CHICAGO RAWHIDE 14363 NSPP 14363
RELIANCE ELECTRIC 29422-V USPP 29422V
 CNH INDUSTRIAL 81802536 NSFP 81802536
 FURNAS ELECTRIC CO 3SB3-501-6BA40 NSPP 3SB35016BA40
 ITE SIEMENS 5SX4-320-7 NSPP 5SX43207

一、工艺流程及要求

水阵线玻璃瓶消毒生产线设备示意图如图1所示 。玻璃瓶从入口处进入，碰到传感器1，启动走带机走带，带动瓶从入口走向出口，途经预热区、消毒区、冷却区 。只有进口风机、热风机、出口风机、排风机运转，才能走带。如入口处进瓶过快，挤压传感器2则发出信号去停止前方设备停止进瓶 。如出口不畅，传感器3发出信号，停止走带机工作 。五个风机中只要有一个停机，就停止加热器运行，并报警显示 。检测风机不运行有传感开关装在风机的出口处，风机变频器的故障输出点进入PLC，走带机及各电机的空气开关跳闸接点也都进入PLC，加热器装在炉子的中央顶部，由热风机向下均匀扩散加温 。要求对不同型号大小的玻瓶进行不同温度的设置。能显示各区的温度值，并有反应温度的走势曲线图。对于进风机、热风机、出口风机要有能检测其风压的数值显示，以确定是否过滤网堵塞。



图1 生产线设备示意图

在正常工作时，工作下班后，当温度下降到100℃以下，设备能自动关机 。如炉内还有瓶未处理完，则启动夜间工作。这样在100℃以下停机后，还有进口风机、出口风机工作，以保证外部的灰尘不能进入炉内 。对于消毒时间，由PLC采集出口处传感器的数据，通过速度转化为时间，来显示玻瓶在消毒区的消毒时间，以确保消毒的可靠性 。设备在保障下，要求能准确显示故障发生点及解决问题对策画面，并有动画反映生产现场工作情况。

二、系统配置

对于以上要求，我们选用中达-斯米克公司的人机界面、PLC组成一个控制系统。具体如下：

1、人机界面型号为PWS-3760-TFT，该屏是真彩色10.4寸屏，采用232口进行下载和编程，采用RS422口和PLC通讯。选用真彩能更好地反映现场景色，动画逼真、美观。
2、PLC选用SC-500系列，该机具有1024点输入、输出功能，1个RS232通信口和1个RS422通讯口，是一种模块化机型，可灵活配置功能模块及输入、输出点。
3、输入选配XDC10十六点DC输入模块2块，输出配1个YRY10十六点继电器输出模块。
4、仿真输入单元采用AD020四路输入模块，输入三个风压模拟量值(4mA~ 20mA)。
5、温度输入单元采用THM10五路带PID调节PWM输出温控模块1块，采进三路：加热区、消毒区、冷却区的温度。
其系统构成如图2所示



图 2 系统配置图

三、调试运行情况

该系统最重要的是对消毒区温度精度控制的调试，消毒区的加热系统采用五组电热丝单元加热，其中一组为基本加热单元，其它四组为PID温度调节加热单元 。以前该生产线采用OMRON PLC，当时的情况是：生产线试运行时，出现温度曲线波动幅度过大(±8℃)。 超过厂家要求的消毒温度波动指针(±2℃)。实际调试时采取了两个措施对温度波动幅度进行控制。措施一：采用双位PID温度控制系统堵住温度下降趋势 。当铂热电阻检测到消毒区温度低于设定温度1℃时。通过双位PID温度控制系统使PLC将七组加热单元全部投入运行30秒，然后通过铂热电阻检测消毒区温度，由温控单元PID控制，直到温度达到设定值为止 。措施二：温度过调量的控制。首先对消毒区温度进行检测，如果温度大于设定值，PLC将七组加热单元全部强行切除，并不断检测消毒区温度，根据实际情况作出实时控制，在现场通过对控制程序的某些参数作一定的修改 。并经过反复调试，最后温度控制精度完全符合厂家要求。在对系统的调试中发现，该控制系统完全可以通过对程序作进一步的修改、调试。达到更高的温度控制精度。
在采用SC-500后，由于我们的THM10可以单独设定PID值，因此很方便的就把温度稳定在正负1度内，超过了工艺要求。
该系统经调试后，运行正常，各方面性能指针均达到厂家要求。
四、结束语

该系统应用于玻瓶消毒生产线设备上，对消毒度控制良好，能对各区温度进行显示，并对不同玻瓶的消毒温度进行设置 。现场故障一经发生能马上弹出一详细故障对策画面。经现场工作情况看，满足设计要求 。这个系统是一种智能化的专家对策系统，增强了人机交互性，提高设备的控制性能，简化了操作柜设计，提高了设备科技含量，在市场上很有竞争力，有很大发展空间。