1  引言
    傳統的加熱爐電氣控制系統普遍采用繼電器控制技術，由于采用固定接線的硬件實現邏輯控制，使控制系統的體積增大，耗電多，效率不高且易出故障，不能保證正常的工業生產。隨著計算機控制技術的發展，傳統繼電器控制技術必然被基于計算機技術而產生的PLC控制技術所取代。而PLC本身優異的性能使基于PLC控制的溫度控制系統變的經濟高效穩定且維護方便。這種溫度控制系統對改造傳統的繼電器控制系統有普遍性意義。

2  加熱爐溫度控制系統基本構成
    加熱爐溫度控制系統基本構成入圖1所示，它由PLC主控系統、移相觸發模塊整、流器SCR、加熱爐、傳感器等5個部分組成。該加熱爐溫度希望穩定在100℃工作（其它工作溫度同樣可以照此方法設計）。

    圖1  加熱爐溫度控制系統基本組成

    加熱爐溫度控制實現過程是：首先傳感器將加熱爐的溫度轉化為電壓信號，PLC主控系統內部的A/D將送進來的電壓信號轉化為PLC可識別的數字量，然后PLC將系統給定的溫度值與反饋回來的溫度值進行處理，給移相觸發模塊，再給三相整流電路（SCR）一個觸發脈沖（既控制脈沖），這樣通過SCR的輸出我們控制了加熱爐電阻絲兩端的電壓，也既加熱爐溫度控制得到實現。其中PLC主控系統為加熱爐溫度控制系統的核心部分起重要作用。

3  PLC控制系統
3.1 PLC控制系統的硬件配置
    在加熱爐溫度控制系統中PLC采用日本三菱公司FX2N，其硬件采用模塊化設計，配合了多種特殊功能模塊及功能擴展模塊，可實現模擬量控制、位置控制等功能。該系列PLC可靠性高，抗干擾強、配置靈活、性價比高。本溫度控制系統中PLC我們選擇FX2N-48MR-001型，它與外部設備的連接如圖2、表1所示。

圖2  PLCI/O接線圖
表1  PLC I/O地址分配表

3.2 流程設計
    根據加熱爐溫度控制要求，本系統控制流程圖如圖3所示。

圖3  加熱爐控制流程圖

3.3 控制算法
    由于溫度控制本身有一定的滯后性和慣性，這使系統控制出現動態誤差。為了減小誤差提高系統控制精度，采用PID控制算法，另外考慮到系統的控制對象，采用增量型PID算法。
△V(n)=U(n)-U(n-1) 

+[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]}=KP{△e(n)+e(n)+[△e(n)-△e(n-1)]}
    式中e(n)、e(n-1)、e(n-2)為PID連續三次的偏差輸入�！鱡(n)、△e(n-1)為系統連續兩次執行的誤差。KP為比例放大系數T、TI、TD分別為采樣周期、積分時間、微分時間。
    當加熱爐剛啟動加熱時，由于測到的爐溫為常溫，sp-pv＝△U為正值且較大，△U為PID調節器的輸入，此時PID調節器中P起主要作用，使SCR為最大電壓給加熱爐加熱。當加熱爐溫度達到100℃以上時，sp-pv＝△U為負值，經PID調節，使SCR輸出電壓減小，加熱爐溫度降低。當溫度正好達到100℃時，△U為零PID不調節，此時SCR輸出的電壓正好平衡加熱爐消耗的熱量，系統達到動態平衡。
3.4 K型熱電偶分度電壓擬合
    （1）根據具體問題，確定擬合多項式的次數為n。
    （2）由公式 
    Sk=(k=0,1,2, ……2n)
    tr= yi(r=0,1,2, ……n)
    計數出Sk與Tr