按照厂方要求必须选用欧姆龙PLC控制冲压车间的空调机组，实现对车间温度的连续定值控制。20世纪80年代至90年代中期是PLC发展最快的时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，并逐步进入过程控制领域，由于它与在过程控制领域占统治地位的DCS系统相比具有价格、结构和组态方式上的优势，因此颇具市场竞争力，基本上取代了小型DCS系统的市场位置。

欧姆龙PLC解决过程控制问题的常见控制方案主要有以下四种。

（1）在梯形图程序中调用PID指令实现过程控制

该控制方案的系统结构如图8-3所示，其优点是只用软件就可以实现PID控制，无需单独配备PID控制单元，并且引入了二自由度PID算法，编程简便。

图8-3 PID指令控制方案结构图

但该控制方案的缺点是PID算法将占用PLC的系统扫描时间。对于多回路控制系统而言，由于运算PID指令占用系统扫描时间较长，会导致控制动作迟缓。

图8-4 智能单元构成的控制方案结构图

（2）利用智能单元实现过程控制

该控制方案的系统结构如图8-4所示。智能单元主要包括PID控制单元、温度控制单元、加热/冷却控制单元等，该控制方式的优点在于PID单元与CPU单元各自相对独立，易于操控；无需编写旨在PID控制的梯形图程序。另外，PID单元不占用PLC的系统扫描时间。

但该控制方式的缺点是每个PID单元只能控制两个回路；PID功能受到设置参数的限制。另外要增加硬件投资。

（3）利用单回路控制器与PLC配合实现过程控制

该控制方案的系统结构如图8-5所示。该控制方式的优点是可以不受PLC工作条件的制约；由于应用了CompoBus/D总线，使PLC与其他单元的操控更加容易。

(www.daowen.com)

图8-5 单回路控制器+PLC的控制系统结构图

但该控制方式的缺点是需要用梯形图编写通信程序实现PLC与各单元回路控制器之间的数据交换，不适用于复杂控制系统；如果新增控制任务，则需额外增配单回路控制器，系统扩展性差。

（4）利用基于PLC的回路控制器实现过程控制

近年来研发的功能更加先进，操控更加灵活，编程更加简便，维护更加便利的基于PLC的回路控制器或回路控制板适用于多回路复杂控制。以欧姆龙公司的CS系统为例，其系统结构如图8-6所示。该系统的结构特点是在PLC硬件系统上增加了过程模拟量I/O单元和回路控制器（或回路控制板），前者是将生产现场的各种标准模拟量信号直接接入相应单元进行A-D，D-A转换，并与CPU之间实现数据交换；后者独立于CPU，按照用户编写的流程图式的组态程序与模拟量单元配合实现PID回路控制功能。

图8-6 基于PLC的回路控制系统结构图

通过对上述4个控制方案的综合比较和论证，结合本项目I/O容量较小、仅涉及两个控制回路且功能较简单的特点，最终确定第1方案最为适宜，并以此实施控制器硬件系统的选型工作。

利用PLC的PID指令实施单回路调节策略，冲压车间夏季/冬季的温度调节框图如图8-7a所示，过渡季的温度调节方框图如图8-7b所示。

图8-7 冲压车间温度调节框图

a）夏季/冬季温度调节框图 b）过渡季温度调节框图

冲压车间空调机组的控制流程如图8-8所示。

图8-8 冲压车间空调机组控制流程图