1 引言

热风机是基于热能交换的加热设备。热能交换发生在通过气体或液体燃料的燃烧以加热的金属表面和与此表面发生接触的流通空气之间。燃料的燃烧是在燃烧室内进行，与空气流隔绝。空气的流动是通过一个风机设备产生的，热风机有很高的热能效率并且在之前的冷空气与热空气之间有迅速的对流。此热风机应用于工业环境中，主控制器要有很高的抗干扰能力和稳定性，选择plc作为主控器。plc 不仅具有传统控制系统的控制功能, 而且能扩展一些智能模块并构成不同的控制系统实现温度控制、闭环控制、位置控制等来适应不同的工业控制需要。plc 以高集成度、高效率、较强的抗干扰能力、组态灵活等优势在现代工业控制中得到广泛的应用。为此我们使用永宏plc 作为控制器, 它具有良好的温度控制pid算法、步进电机控制模块，通过plc 的串口通讯与pc 机连接, 构成人机界面友好、控制功能完善的温度控制系统。

2 系统构成

本系统要求严格控制热风机出风口温度，即冷空气经热交换后达到的温度值，设为t1；系统选用热电阻pt100监测入风口和出风口温度，出风口温度即为被控温度；选用调功器作为plc控制风机的连接环节，利用da模块输出4～20ma信号控制调功器来调节风机转速，这样改变进入交换室的空气量和空气的热交换时间进而改变出风口温度，形成闭环控制系统，如图1。选用热电偶测量燃烧室温度作为故障监测和风机最低转速限制，风机转速过低则空气流动缓慢，燃烧室热量积聚时间过长会减少热风机使用寿命，甚至出现危险状况。

永宏(fatek)的fbs系列plc具有良好的温度控制能力和很高的性价比，配有温度专用pid控制指令以达到精确控制，它提供了集温度采集和数据处理为一身的智能专用模块，在这个模块集成了16位a/d转换器，分辨率达到0.1℃。该模块能够自动进行线性化处理、冷端补偿，使用非常方便，仅需要将热电偶接到接线端子并进行程序控制就能对温度进行准确的采集和测量。模块可以对j、k、t、e、n、b、r、s等八种热电偶和白金电阻进行处理，可以同时输入16路温度数据进行采集。在精度为0.1℃的时候最快刷新速度为4s；在精度为1℃的时候最快刷新速度为2s。plc利用温度模块将温度采集进来以后，根据内部程序中的温度规划表格将外界目前的温度值作为控制变量，并将用户设定的温度期望值与程控变量做pid运算后得到输出值来调节可控硅调功器，以达到调节风机转速，并最终控制出风口温度。