江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）
如此反复调整多次，直至0℃时，VO=0mV，100℃时VO=100mV为止。最后在室温下进行校验。例如，若室温为25℃，那么VO应为25mV。冰水混合物是0℃环境，沸水为100℃环境。由于我们测量的温度在0℃-100℃之间，所以输出电压在0mV-100mV之间。
其实物如图3-7所示。
图3-7 AD590集成温度传感器
3.3.4调功器
调功器又称电力控制器，本设计采用SCR电力控制器。
SCR 电力控制器，目前在工业中已被广泛应用于各种电力设备中，诸如窑炉、热处理炉、电气高温炉、高周波机械、电镀设备、印染设备、涂装设备、射出机、押出机等等，然而因为负载的不同，使用环境的限制，而又有各种不同的控制模式及各种追加配备，如相位控制，分配式零位控制,时间比例零位控制。
原理介绍：SCR 电力控制器的基本原理是通过控制信号输入，去控制串在主回路中的SCR（晶闸管）模块，改变主回路中电压的导通与关断，由此达到调节电压或功率的目的。控制器一般是由控制板加上主机（主回路）组成。SCR 电力控制器又可分为调压器和调功器。采用相位控制模式的SCR 电力控制器可叫做调压器，它可以方便地调节电压有效值，可用于电炉温度控制，灯光调节，异步电动机降压软启动和调压调速等，也可用做调节变压器一次侧电压，代替效率低下的调压变压器。采用零位控制模式的SCR 电力调节器可叫做调功器，也叫周波控制器。它对交流电压的周波进行控制，通过控制负载电压的周波通断比来控制负载的功率，多用于大惯性的加热器负载。采用这种控制，即实现了温度控制，又消除了相位控制时带来的高次谐波污染电网，不过控制精度有所降低。
控制模式优劣比较如表3-4所示。
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表3-4 控制模式优劣比较
控制模式 相位控制 优点 1. 控制精度高 2. 任何负载皆可控制 3. 可做各种控制变化 时间比例零位控制 1. 无电磁干扰 2. 构造较简单 3. 费用较低 分配式零为控制 1. 无电磁干扰 2. 构造较简单 3. 费用较低 4. 控制效果比时间比例零为控制优异 缺点 1. 控制不当易造成电磁干扰须加装各种防制措施 2. 费用较高 1. 只能控制纯阻性负载 2. 负载较易受冲击 3. 控制精度低 1. 只能控制纯阻性负载 2. 负载较易受冲击 3. 控制精度较低
P系列SCR电力控制器功能简介：目前P 系列SCR 电力控制器分为三相和单相两类。产品完全采用SCR POWER MODULE 密封的IC 化电路板，抗干扰能力强，可用于变压器负载和高频装置前级调压器，具有电流回馈适用于负阻性负载如硅钼棒，白金加热器。过流保护采用高速电子开关，过流时自动切断触发装置达到保护SCR 模块的作用。本设计采用P系列单相电力控制器。其控制输入信号位0~5V电压信号。
型号识别如图3-8。
图3-8 型号识别
A—电源种类 1：单相 (1Ф) 3：三相 (3Ф) B—控制模式 P：相位控制 D：分配式零位控制 C—电源电压 110V 220V 380V 440V
D—电流种类 40A～1200A 按客户具体电流要求定制
E—保护方式 0：无 1：快速熔断保险管（选配）2：高速电子开关保护
F—回馈控制 0：无 1：定电流 2：定电压
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根据设计要求，我们对型号进行选择：首先拟采用发热丝为镍铬合金（恒阻性负载），功率为21KVA，额定电压为220V单相电源。控制器的电流计算公式为：△单相电流=负载KVA×1000/线电压，计算出单相电流为95A左右，则取100A。 电源种类选择单相；控制模式选择相位控制；电源电压选择220V；电流种类选择100A；保护方式选择高速电子开关保护；回馈控制选择无。那么选用的控制器型号为P-1P-220V100A-20。
控制接线图如图3-9所示。
图3-9 DC0—5V输入自动控制接线图
PLC通过模拟量输出模块输出0~5V的电压信号作为SCR的控制信号。 从PLC模拟量模块出来的0~5V的控制信号输入到SCR后，SCR电力控制器就根据此信号改变炉内发热丝的电压，从而改变发热丝的输出功率，维持炉内温度。
此种接法属于自动控制接法，还有手动控制，手动调节等接法，在本设计中就不做详述。
各端子接线说明：端子1、2、3 为手动控制输入，电位器两端接在2、3 端，抽头接在端子1。端子3、4 为0~5V 自动控制输入端，4 端接信号负端，同时也接到端子1，不然就不能触发，3 端接信号正极。本产品现在不需要用户外接互感器，在控制器内部主电路中各相已经装有互感器，故此2 端子不用接线。端子11、12 为控制板电源输入端。SCR 电力控制器的实物图如图3-10。
图3-10 SCR电力控制器实物图
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4.4系统硬件连接
数显表接线：由于系统用到两个数显表，所以采用多表接线的方法。两表型号相同，并且采用为24V DC 的电源，所以两表的电源和S7-200PLC的电源并联。两表的时钟信号可以采用同一个时钟信号，用Q0.4产生。数据输入端口分别有Q0.2和Q0.3输出。
温度传变送器接线：由于温度变送器产生的信号位0~100mV的电压信号，接入EM235的模拟量输入模块AIW0和AIW2，接线采用电压输入接线方式。
调功器输出接线：由于调功器的输入控制信号位0~5V DC，所以接入EM235的模拟量输出端口AQW0，接线采用电压输出方式。
接线如下图3-11所示。
图3-11 硬件接线图
PLC的数字量输出I/0端口Q0.0接运行指示灯，Q0.2和Q0.3分别接内胆温度数显表数据输入端口，Q0.4接两个数显表的时钟输入端口。PLC的数字量输入端口I0.0位系统启动按钮，I0.1位系统停止按钮。PLC模拟量扩展模块EM235的模拟量输入端口AIW0接内胆温度变送器信号，AIW2接夹套温度变送器信号，AQW0接调功器信号输入端口。
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第四章 系统软件设计
4.1系统设计软件
STEP 7-MWIN32编程软件是基于Windows的应用软件，是西门子公司专门为SIMTIC S7-200系列PLC设计开发的。该软件功能强大，界面友好，并有方便的联机功能。用户可以利用该软件开发程序，也可以实现监控用户程序的执行状态，该软件是SIMATIC S7-200拥护不可缺少的开发工具。
在开始安装的时候是选择语言界面，对于版本4.0来说，这时候没有选择中文的，但可以先选择其他语言。等软件安装好之后再进行语言的切换。
在安装的最后，会出现一个界面，按照硬件的配置，我们需要用232通信电缆，采用PPI的通信方式，所以要选择PPI/PC Cable(PPI)，这个时候在弹出来的窗口中选择端口地址，通信模式，一般选择默认就可以了。
如果想改变编程界面的语言，可在软件的主界面的工具栏中选择tools目录下选择option选项，在出现的界面中选择general,然后在右下角就可以选择中文了。见图4-1所示。
图4-1 语言重设界面
系统块用来设置S7-200 CPU的系统选项和参数等。系统块更改后需要下载到CPU中，新的设置才能生效。系统块的设置如下，需要注意的是，PLC的地址默认是2，但本设计中需要用到的地址是1，通信端口的设置，同样的，我们用到的地址是1。
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