西门子EMAQ02模拟量输出模块

西门子EMAQ02模拟量输出模块本温度控制系统实现对如图所示的实验水箱进行恒温控制，采用PID闭环控制方式。通过电磁阀SV1控制一路冷水进、SV2控制一路热水出，以加快水箱温度的变化；搅拌电机M使水箱中水的温度保持均匀，保证铂电阻TS测温的准确；加热器H用来加热水温，其工作功率受PID调节，具体地受双向晶闸管的调节。当水箱设备确定后，PID参数主要受进出水流量、水箱水温设定控制温度、室温等因素影响。

图实验水箱温度控制系统

图中M：搅拌电机      H：加热器

SV1：冷水进水电磁阀  SV2：热水出水电磁阀  TS：Pt100铂电阻

系统PID闭环控制的原理图见下图，温度设定值与铂电阻测量的温度反馈值之差（error）经比例P、积分I、微分D运算后，输出一个模拟信号去控制加热器工作。

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PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段，PLC的扫描工作过程:

    （1）输入采样阶段。在这一阶段中，PLC以扫描方式读入所有输入端子上的输入信号，并将各输入状态存入对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷断。在程序执行阶段和输出刷新阶段中，输入映像存储器与外界隔离，其内容保持不变，直至下一个扫描周期的输入扫描阶段，才被重新读入的输入信号刷新。可见，PLC在执行程序和处理数据时，不直接使用现场当时的输入信号，而使用本次采样时输入到映像区中的数据。一般来说，输入信号的宽度要大于一个扫描周期，否则可能造成信号的丢失。

   （2）程序执行阶段。在执行用户程序过程中，PLC按照梯形图程序扫描原则，一般来说，PLC按从左至右、从上到下的步骤逐个执行程序。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转地址。程序执行过程中，当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器中“读入"对应输入端子状态，从输出映像寄存器“读入"对应元件（“软继电器"）的当前状态。然后进行相应的运算，运算结果再存入输出映像寄存器中。对输出映像寄存器来说，每一个元件（“软继电器"）的状态会随着程序执行过程而变化。

    （3）输出刷新阶段。程序执行阶段的运算结果被存入输出映像区，而不送到输出端口上。在输出刷新阶段，PLC将输出映像区中的输出变量送入输出锁存器，然后由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出。如果内部输出继电器的状态为“1"，则输出继电器触点闭合，经过输出端子驱动外部负载。全部输出设备的状态要保持一个扫描周期。