基于plc的温室控制系统设计

基于plc的温室控制系统设计内容摘要：

温度传感器 的选择 温度传感器 的类型有很多中，在 PLC 的控制中，大多选用 热电偶和热电阻两种类型。 在选择温度传感器时根据不同的场合选择类型 ， 本文选用 HU10S 温湿度模块 的传感器。 介绍 HU10S 温湿度模块的传感器 工作原理 和应用 HU10S温 湿度 模块的作用是将湿度传感器的非线性电阻信号转换为线性电压信号输出，方便使用应用广泛 （ 1） 典型应用领域 ； （ 2） 加湿机和抽湿机 ； （ 3） 空气调节器 ； （ 4） 湿度记录仪和控制器 ； （ 5） 自动环境控制 ； （ 6） 其他相关湿度检测和控制。 介绍 HU10S 温湿度模块的传感器 电气参数 表 41 HU10S 温湿度传感器的 参数 电气参数 HU10S模块 工作电压范围 直流电压 177。 V 输出电压范围 直流电压 — V 测试精度 (在 25℃ ， 60%RH时 ) 177。 5% RH 工作电流 (最大值 ) 2mA 储存环境湿度范围 （ % RH ） 0 至 95 工作环境湿度范围 （ % RH ） 20至 90 温度范围 储存环境 20℃ 至 70℃ 工作环境 0℃ 至 50℃ 湿滞范围 (RH @ 25℃ ) 最大值 2%RH 长期工作稳定性 (年漂移率 ) 小于177。 % 线性度 线性输出 响应时间 (到达 63%比值 ) 1 分钟 6 风速传感器 的选择 风速传感器的类型也有很多中，在 PLC的控制中，这种类型的传感器被广泛的利用类型。 在选择温度传感器时根据不同的场合选 择类型，本文选用 PH100SX风速 风向 传感器。 PH100SX风速 风向 传感器 的介绍 PH100SX风速风向传感器由风速传感器和风向传感器组成。 风杯采用碳纤维材，强度高，起动好。 风向重锤采用附翼板，提高了动态特性。 WC1风传感器互换性好、量程大、线性好、抗雷击能力强、 工作可靠。 该传感器广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、工农业以及 交通等领域 的控制。 PH100SX风速 风向 传感器的 工作原理 是 ： 风速传感器的感应元件是三杯风组件，由三个碳纤维风杯和杯架组成。 转换器为多齿转杯和狭缝光耦。 当风杯受水平风力作 用而旋转时，通过活轴转杯在狭缝光耦中的转动，输出频率的信号。 从而控制电机的动作。 风向传感器的变换器为码盘和光电组件。 当风标随风向变化而转动时，通过轴带动码盘在光电组件缝隙中转动。 产生的光电信号对应当时风向的格雷码输出。 传感器的变换器采用精密导电塑料电位器，从而在电位器的活动端产生变化的电阻信号输出。 PH100SX风速 风向 传感器 的 主要技术指标 表 42 风速 风向 传感器的 主要技术指标 项目 风速传感器 风向传感器 测量范围 0～ 60m/s 0～ 360 精 度 177。 （ 177。 ） m/s ％ (线性度 ) 最大回转半径 90mm 200mm 分辨率 m/s 起动风速 ≤ m/s ≤ m/s 重 量 ≤ ≤ 工作环境 温度 60℃ ～ 50℃ 湿度 ≤100％ RH 温度 60℃ ～ 50℃ 湿度 ≤100％ RH 输 入 5V、 12V、 24V 可选 5V、 12V、 24V 可选 输 出 5V 方波、 4～ 20mA 可选 0～ 1000HZ 测量方法 ： 频率计数 0～ 5V、 4～ 20mA 可选 这两种 传感器通过传感变送器直接和 PLC 控制设备相连。 7 5 显示电路 在工业控制 、 仪器仪表 、 图形显示和邮电及其它行业的窗口广告显示系统中，需要有一种 LED 显示驱动电路。 从目前的 LED 显示驱动电路来看 ， 普遍采用一种定时或中断控制方式要占据一部分时间。 然而对实时性很强的工控系统来说该方法就显得不太合适。 当控制的回路数很多时 ， 矛盾尤为突出。 本系统的显示部分采用 PS7219 显示驱动器 ， 因为 PS7219 有很多优点。 其组成部分如下图所示 ： PS7219 是 Maxim 公司生产的高性能 ， 低价格的 8 位 LED（或 64 只独立的LED）显示驱动器 ， 它采用同步串行外设接口（ PS1）。 仅 需 PLC 的三个控制信号即可与任何一种单片机方便接口。 实际上只要符合其接口逻辑。 PA7219 同样可应用 PLC， 不管显示多少位数据。 均只占用 PLC 三个接口 ， 大大方便了显示电路 ， 从而大大节省了 PLC 的端口资源并可在产品设计中使 ＬＥＤ 显示电路简单化。 6 PLC 类型的选择 PLC 简介 国际电工委员会 (International Electrical Committee IEC ),1987 年的第三版对 PLC 作了如下的定义 : PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可 以编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制 系统相似，甚至与之无异。 可编程序控制器主要由 CPU(中央处理单元 )存储器 8 (RAM 和 EPROM)、输入 /输出模块 (简称为 I/O 模块 )、编程器和电源五大部分组成。 近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。 它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子 器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品。 PLC 之所以越来越受到控制界人士的重视，是和它的优点分不开的 : 1)功能齐全，它的适用性极强，几乎所有的控制要求，它均能满足。 2)应用灵活，其标准的积木式硬件结构，以及模块化的软件设计，使得它不仅可以适应大小不同、功能繁复的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合。 3)操作方便，维修容易，稳定可靠。 尽管 PLC 有各种型号，但都可以适应恶劣的工业应用环境，耐热、防潮、抗震等性能也很好，一般平均无故障率可达几万小时。 目前 ， 各个厂家生产的 PLC 其品种 、 规格及功能都各不相同。 在选择 PLC时 ， 根据不同的场合选择类型 ， 本设计 选择了日本松下电工公司的 FP 系列 的NPSTGR 的 PLC ， 既 FP0 是超小型 PLC ， 之所以选择松下公司生产的 PLC，是因为其产品特点有以下几 个特点 ： (1) 在 编程方式 上， NPSTGR 提供了 3 种编程方式：梯形图方式；语句表方式和语句表达方式。 (2) 在注释功能上， NPSTGR 可以为 I/O 继电器和输出点加入注释，使用户对继电器所对应的设备及继电器的用途一目了然。 (3) 在 监控 上， NPSTGR 能监控用户编制的程序 ，并可以进行运行测试。