1  引言
根据用户需求，作者在设计某企业佐料车间的炒锅温度监测报警系统时，将工业过程控制领域中广泛使用的可编程控制器(PLC)用于现场数据采集和处理，人机界面(HMI)用于工艺配方设定、工艺过程显示和数据存贮等，取得了满意的效果。
在企业调研中我们发现:工人在炒佐料的过程中，需要根据不同的时间段和温度混合不同的原材料，然后进行翻炒，并且在炒制的过程中要严格控制炒锅的温度，防止佐料被炒坏。所以准确测量车间炒锅的温度并在必要时进行报警就直接影响着佐料质量的好坏。而该企业现有佐料车间炒锅的温度和时间控制全凭人工经验控制。温度测量采用pt100的探头人工测量，在整个监测过程中发现由于车间工作环境差，工人测量温度时距离炒锅很近，很容易被锅内的液体佐料飞出来伤到:同时，人工温度测量和时间的把握准确性不高，炒出来的佐料质量参差不齐，没有一个统一标准，影响产品质量。
针对以上问题，我们选用松下公司的FP-e系列的PLC和触摸屏设计了一套温度监测报警系统，以达到提高准确测量温度和报警的目的。

2 硬件系统设计
2.1  系统结构图和配置
监控报警系统的硬件结构如图1所示。由于系统主要是温度的设置和监测报警，所以PLC的选型中选用了松下FP-e。其输入信号分别采集就地启动按钮、热电偶信号。输出信号则用于控制指示灯的显示、蜂鸣器的报警。

图1     监控报警系统的硬件结构
2.2  硬件的选型
(1) FP-e控制单元
PLC模块系统下层的关键设备是PLC。该型号的PLC是松下公司开发的新一代的控制器，它是集定时器、计数器、计数器、计时器、温控器和PLC于一身的控制器。核心部分相当于小型PLCFP0-C14,一方面继承了FP0的功能，又进一步补充了脉冲输出、高速计数等功能。
并具有单独通信用的COM端口(RS-232C、RS-485)。同时还可使用前面的操作按键进行机械操作，可使用前面的操作按键更改定时器、计数器等的数值。也可以作为输入键(X30～X3F)使用，所以无需在外部设定其他按键。由于显示部分可显示简单字母与数值，因而简单的错误信息、操作指示及定时器、计数器的数值等均能够被显示。实现了双屏显示的功能，适合小型的控制系统开发要求。
(2) MT500系列触摸屏
采用WeinView的人机界面，MT500系列触摸屏专门为工业环境设计，它的适用温度范围和PLC的使用范围是一样的。它主要用途是工艺配方数据存贮、显示机器状态和操作参数、改变机器状态或操作参数、维护机器的运行、直接触控式屏幕、实时迅速的显示等。通过它来完成对温度参数和时间的设定以及显示。
2.3  数据采集与处理.
松下FP-e PLC本机提供6路开关量输入和6路开关量输出，具有固定的I/O地址。由于该检测报警系统开关输入量较少，无需增加扩展模块。由触点直接送入PLC的开关量输入端。
由于该型号的PLC集成2路热电偶信号输入，所以由热电偶采集的温度信号直接进入PLC，由PLC的内部电路进行处理,热电偶输入电路如图2所示:

图  2     热电偶输入电路
3  软件设计
软件开发工具PLC程序用FP系列的软件FPWIN GR开发，实现了现场数据的采集、运算、统计等功能。该编程软件运行于Windows平台上，编程语言有梯形图(LAD)、语句表(STL)。FPWIN GR编程软件具有非常丰富的编译工具，可以很容易地修改程序、编译、调试;并且具有强大的编辑功能，可将程序编辑、存盘、打印，类似Windows风格的人机界面。
3.1  PLC工作过程　　
系统下层数据采集由松下的FP-e PLC完成，由热电偶采集的信号直接送到PLC，经过处理后显示在触摸屏，采集时间为程序每循环一个扫描周期采集一次数据。由于PLC没有掉电保持功能，所以由用户设定的工艺配方数据存储在触摸屏存储器中，然后送给PLC。根据用户的需要，我们在程序中设置了10种工艺处理方法(见图3(a))，每种工艺处理方法又分为10道工序(见图3(b)工序可跟据用户的参数设置，自动调整工序数量)，而且为确保工序的安全性，工序调整只能由管理人员设定，比如:时间、温度，当炒锅内的温度没有达到设定值但是时间达到事先设定值的时候，就转而执行下一道工序;而当炒锅设定的时间没有到达而温度到达时，PLC即检测到有报警信息，PLC立刻发送报警信息，蜂鸣器报警。