如何利用plc对电热水壶做加热控制系统（如何利用plc对电热水壶做加热控制器）

1、案例任务控制要求说明

电热水壶在日常生活中随处可见，但日常生活中的水壶只能烧一次，长时间不消耗就会变冷。为了解决这个问题，本例采用PLC进行加热控制。

控制要求：第一次按下启动按钮开始加热。当水温达到100时，停止加热。在后续过程中，如果水杯内的水温低于30，就会启动加热棒进行加热。无论处于什么状态，按下停止按钮即可停止加热。

所需硬件：热电阻（Pt100）、温度变送器、PLC（FX5U-32MT/ES）、固态继电器、加热棒。如图1-1所示。

图1-1 热水壶加热系统

2.相关基础知识

任务中的案例基于三菱FX5U系列PLC的应用案例。在研究本案例之前，请先自我评估一下自己是否具备以下基础。如果您不熟悉相关基础知识，请扫描下面提供的二维码参加预习课程。

01 三菱FX5U模拟量模块的使用

通过该链接，您可以了解FX5U模拟输入参数的设置。我们希望同学们在观看完连课后能够来到本次直播课。这里我们列出比较重要或者比较难理解的参数来给大家解释一下。

基本设置（见图2-1）

图2-1 模拟量输入基本设置

(1) A/D转换使能/禁止设置：

只有设置了A/D 转换权限后，模拟输入才能进行A/D 转换。

(2)A/D转换方法：

采样处理：每进行一次扫描，采集一次；

时间平均值：数字输出值=时间采集总值时间采集次数；

次数平均：数字输出值=采集次数总值采集次数；

移动平均：数字输出值=每个扫描周期设定的总次数次数。当设置数量为4时，如图2-2所示。

图2-2 移动平均线

02 应用程序设置（见图2-3）

图2-3 应用程序设置

(1)报警输出功能：当数字运算值不在过程报警值范围内时，报警输出标志位ON；

(2) 超标检测：当输入模拟电压值超过10.2V 时检测。

(3) 比例设置：将要输出的数字值进行转换，如图2-4 所示。

图2-4 缩放设置

(4) 移位功能：将要输出的数字值全部移位。

(5) 数字削波设置：禁用时数字输出范围（0~4095），启用时数字输出范围（0~4000）。

三、任务落实情况

本案例将从电气元件选型——IO地址分配——硬件接线——软件参数设置——程序设计五个方面进行讲解。

01 电气元件选型

根据任务控制的描述，本例中需要一个PLC、两个按钮、热敏电阻（Pt100）、温度变送器、固态继电器和加热棒。如下表3-1所示。

表3-1 BOM表

02 I/O地址分配

根据任务控制的描述，本例需要使用2个输入点和1个输出点。 I/O 分配表如下表3-2 所示。

表3-2 I/O地址分配表

03 硬件接线图

FX5U 主体PLC 与源输入和汇输入兼容。当S/S短路至24V时，输入为漏型输入，如图3-1所示；当S/S短路至0V时，输入为源型输入。此时需要两个按钮，一个是连接到X0的启动按钮，另一个是连接到X1的停止按钮。由于所选型号为FX5U-32MT/ES，输出类型为漏型输出，因此其公共端接0V。 Y0 输出提供给固态继电器的线圈。固态继电器线圈的另一端接24V。固态继电器的常开触点接加热棒的中性线，另一端接电源的中性线，加热棒的另一端接火线。

图3-1 PLC 输入输出接线

首先为温度变送器提供24V电源。热电阻有三根线，其中两根银线短接连接到温度变送器，红线单独连接。温度变送器输出的电压信号接PLC模拟量输入中的V1+，V-接公共端0V。具体接线方法如图3-2所示。

图3-2 模拟量输入接线

04 软件参数设置

(1) 模拟量输入基本设置：

将A/D转换启用/禁用设置更改为启用，并为平均处理命令选择采样。如图3-3所示。

图3-3 模拟量输入基本设置

(2) 模拟输入应用设置：

温度为0时，模拟输入电压为0V；当温度为150时，模拟输入电压为10V。将得到的值展开100倍，填写到如图3-4所示的表格中。填写完毕后，即可使用SD6021监控当前温度。

图3-4 模拟输入应用设置

05 编程

写一个传统的启停程序，用X0启动，X1停止，M0代表运行，这样就可以先满足程序的要求。当第一次按下启动按钮时，计数一次，计数器C0的常开触点闭合。此时，当当前温度低于100时，启动加热棒。当当前温度大于或等于100时，计数器C0复位。下降过程中，只要当前温度低于30，加热棒就会启动。

程序如图3-6所示。

图3-6 编程

审稿人：李茜