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表1 温度控制判断表

根据表1，PLC 可以进行染色过程的温度控制。

下面以斜率降温为例，说明 PLC 的温控过程。首先在主程序中判断当前目标温度是否小于上一步目标温度，再判断斜率不等于零，若满足这两个条件，就按照指定斜率降温。在斜率降温时，将降温段曲线按时间分成若干个相等的小间隔，对每一小间隔计算出相应的温度作为这 一小段的温度给定值，因而工艺曲线的降温段可以用阶梯性表示，如图3 所示，又因为染机的大惯性，因而降温曲线段可由图4 表示。只要每一间隔的时间足够小，则计算的每一间隔的温度给定值与理想值的偏差就可忽略。本系统采用采样时间将降温段曲线分成相
两次目标温度比较斜率K 保温时间t 当前动作图示

K≠0 t="0" 按斜率升温
T*-T*′>0 K≠0 t≠0 按斜率升温后保温
K=0 t="0" 直接升温
K=0 t≠0 直接升温后保温
K≠0 t="0" ERROR
T*-T*′=0 K≠0 t≠0 保温
K=0 t="0" ERROR
K=0 t≠0 保温
K≠0 t="0" 按斜率降温
T*-T*′0 K≠0 t≠0 按斜率降温后保温
K=0 t="0" 直接降温
K=0 t≠0 直接降温后保温

等的小间隔，每个间隔的温度设定值可由下式计算（其中 T 设J 为每一间隔的温度给定值）：



同理，根据采样周期、降温斜率计算出降温时间 t，再计算总采样周期数N、温差△T（其中T0 为温控前的实际温度，KJ 为降温斜率，Tt 为采样周期，T 为当前温度）：



在斜率降温时，为了能准确的控制温度值，设定了差温报警值Te 和控制输出域值Tc，根据温差△T 与它们的比较，得出以下控制规律：

a． △T＞0

1． △T≥Te，则全开冷却阀并显示“降温太慢”，同时报警。

2． Tc＜△T＜Te，则开始PID 控制，得出控制量U 作为冷却阀开启时间。

3． △T＜Tc，自然动作，当前采样周期数加1。

b． △T ＜0

1．|△T|≥Te，全开加热阀并显示“降温太快”，同时报警。

2．|△T|＜Te, 关闭冷却阀，并将当前采样周期数加1。



5 结束语

本系统结构灵活，通过PROFIBUS-DP 总线将现场控制器互连成网，用户可以在中控机上编辑各种条件下的温度曲线，通过总线快速下传给现场的控制器，使其依据接收到的温度曲线控制染色过程中的温度，同时可通过PROFIBUS—DP 控制网络实现现场数据的上载。

本系统不但可以实现温度控制，而且根据需要还可扩展其他染色工艺过程的控制如水位、液位等参数的控制，具有良好的发展前景。

本文作者创新点:采用S7-200PLC 作为生产现场的控制器，完成温度控制，本系统能及时准确地控制染色产品的质量，将产品的质量隐患消灭在现场，保证染色一致性和一次准确化；通过PROFIBUS—DP 总线实现快速响应、高效率、低成本生产，大大提高染整设备的自动化、连续化、智能化水平，同时，应用网络通信技术可为间歇式染色机与染色厂企业信息管理层、互连网的连网提供了基础，使设备的控制系统具有开放性的体系结构。

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关键词： PLC 温度控制系统 染色工序