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工业品质PLC在农业温室环境控制系统中的应用

工业品质PLC在农业温室环境控制系统中的应用(鸿控技术分享)

田锁 鸿控科技自控工程师

第 1 章

1.1 概述

农业温室大棚为现代农业提供新的生产环境,取得了良好的经济和社会效

益。它可以提高农民收入,提高产业化水平,提高抵御自然灾害能力,延长作物

生长时间,提高作物产量。对于农作物来说,温度和湿度是两个非常重要的条件。

所以能够监控温度和湿度对农业大棚的生产有着十分重要的意义。

温湿度的检测方法很多,本文将介绍以 PLC 为控制器的温湿度控制系统的设

计。PLC 与其他的控制器相比具有较高的抗干扰的能力和高的可靠性,并且对环

境的适应行好。对温湿度的采集,可以选择相应的温度和湿度传感器,将温度和

湿度转换成相应的电信号送入控制器中。PLC 拥有丰富的软件功能,在控制器中

我们可以用相应的程序将采集来的模拟信号转换成相应的数字信号。由于数字信

号的大小是与被测量有关,但不是温度和湿度的工程量值,所以为了显示温度和

湿度的物理量值的大小时,要将数字量进行标度变换。然后将标度变换所得的结

果送入显示器中显示。其整体结构如图 1.1 所示

EM231 温湿度传感 扩展模块 器

PLC 控制器

EM222 LED 扩展模块 显示器

图 1.1 整体结构

  • 2 章 主机及扩展模块选择

  1. 主机及扩展模块选择

  • 温湿度检测系统中,输入量为温湿度传感器检测值,输出量为 显示器和提示灯。主机选择 S7-224。本机集成了 14 输入/10 输出,它最 多可以有 7 个扩展模块,有内置时钟,有更强的模拟量和高速计数的处理能力。 由于温度和湿度都是模拟量,所以选 EM231 模块做为模拟量输入模块。输出是点 亮 LED 显示器和提示灯,S7-224 的输出点不够,为了能够满足输出,选择三个

EM222 模块做为输出模块。主机与扩展模块的连结如图 2.1 所示

图 2.1 主机与扩展模块连结

2.2 温湿度传感器选择 本系统中要求检测温度的范围是 0℃┈+50℃。为了满足要求,系统中选择

JCJ100F 温度变送器。此温度变送器的输入信号为 Pt100,PT500,Pt1000。输出 信号为 4-20mA,0-5VDC,0-10VDC。量程为 0-200 度。而湿度的范围要求是 0%~

100%。为满足要求,选择 J C J 1 0 0 H 1 湿度传感器 。J C J 1 0 0 H 1 湿度传感 器的输出信号有两种: 一种是电压信号, 一种是电流信号。电压 信号输出时有三种形式即 0 - 5 V D C , 0 - 1 0 V D C , 0 - 1 V D C 。当为电 流信号输出时有 4 - 2 0 m A ,0 - 1 0 m A ,0 - 2 0 m A 三种形式。J C J 1 0 0 H 1

湿度传感器的量程为 0 - 1 0 0 % R H 。

2.3 I/O 接口分配

在本系统中启动按钮接 I0.0,停止按钮接 I0.2。温度采集模拟量输入通道接

AIW0,湿度采集模拟量输入通道接 AIW2。主机与扩展模块的 I/O 分配如表 2.1 所

表 2.1 主机与扩展模块 I/O 接口分配

主机 s7-224 模块 1 EM222 模块 2 EM222 模块 3 EM222 模块 4 EM231 I0.0 Q0.0 Q2.0 Q3.0 Q4.0 AIW0 I0.1 Q0.1 Q2.1 Q3.1 Q4.1 AIW2 I0.2 Q0.2 Q2.2 Q3.2 Q4.2 AIW4 I0.3 Q0.3 Q2.3 Q3.3 Q4.3 AIW6 I0.4 Q0.4 Q2.4 Q3.4 Q4.4 I0.5 Q0.5 Q2.5 Q3.5 Q4.5 I0.6 Q0.6 Q2.6 Q3.6 Q4.6 I0.7 Q0.7 Q2.7 Q3.7 Q4.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 输出量与输出量的 I/O 接口分配如表 2.2 所示 表 2.2 输出量与输入量 I/O 分配 红 灯 Q0.0 绿 灯 Q0.1 黄 灯 Q0.2 温度模拟量 AIW0 湿度模拟量 AIW2 温度工程量 VW204 湿度工程量 VW304 显示器 LED1 QB2 3

课 程 设 计 说 明 书(论 文) 显示器 LED2 QB3 显示器 LED3 QB4 启动按钮 I0.0 停止按钮 I0.2

  1. 控制机与外围器件的连线 控制机与外围器件的连线如图 2.2 所示

  1. 主程序的设计

  • 主程序中, 当按下启动按钮系统开始工作。每隔一分钟, 对 温湿度进行一次采集。此过程是通过调用子程序完成的。同时通过中 断程序显示结果。当采样值满足一定要求时提示灯亮。按下停止按钮 系统停止工作。其程序如下

主程序

  1. 子程序的设计

  • 程序的功能是将温湿度传感器所检测的值进行转换和保存,其 程序如下

温度采集子程序 SBR0

湿度采集子程序 SBR1

  1. 中断程序设计

  • 断程序是将温湿度的工程量值送入 LED 中显示,其程序如下。 中断服务程序 INT_0,温度显示程序

中断服务程序 INT_1,湿度显示程序

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