基于PLC的农业大棚温湿度检测控制系统设计与研究.pdf

p科 技视界Science TP273 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 2095-2457（2018）29-0061-002DOI10.19694/ki.issn2095-2457.2018.29.025项 目 与 课 题61科 技视界Science amp; Technology VisionScience amp; Technology Vision科技视界科技视界科技视界科 技 创 新西 门 子 的 S7200PLC， 该 型 号 的 I/O 点数满足本次设计要 求 。2.2 传感器的选型与设计（1） 温 度 传 感 器 。 PLC 的 控 制 系 统 中 ， 数 字 量 的 输入与输出可以直接引入 PLC 本体或者扩展模块的输入与 输 出 接 口 ， 每个数字量都是 PLC 的 一 个 端 口 ， 但 模拟量的输入需要进行 AD 转 换 ，PLC 才 能 读 取 得 到 ， 所以温度传感器使用模拟量输出形式的传感器 ， 模 拟 量输 出 形 式 为 0--10V 的 类 型 ， 选择传感器型号为欧姆龙 的 ES1B-120C（2） 湿度传感器同样使用使用模拟量形式通过 AD转换后进行数据传送 。 选择欧姆龙型号 ES2-THB2.3 低压电器件选择低压电器在控制系统中主要作为电路的辅助保护使 用 、 输 入 点 的 输 入 、 输出点的中转等作用 ， 在 本 系 统设计中主要有以下几种类型 。（1） 断 路 器 。 低压断路器主要用作电路中主回路系统电源的开关作用 ， 并且带有过载以及短路功能 ， 断路器使用两种脱扣保护法方式 ， 一种是热磁脱扣 ， 一种 是 智 能 脱 扣 ， 在普通配电系统中使用热磁脱扣作为保 护 既 可 。 在驱动电机的主回路以及在额定电压为AC380V 的电源回路中都使用断路器 ， 选 型 为 施 耐 德GV2 系 列 。（2） 熔 断 器 。 熔断器也是一种短路以及过载的保护 ， 它使用短路或过载的过程中电流产生的热量来将通电回路的熔体进行融化 ， 从 而 切 断 回 路 。 在 接 触 器的控制回路中使用熔断器作为小型继电器的保护措施 ， 熔 断 器 型 号 为 RT45。（3） 交 流 接 触 器 。 交流接触器的作用为工作元件的通 断 控 制 ， 尤其在大负载的时候接通时伴有大电流的通 过 ， 如电机的启动冲击电流 ， 接触器的触电经过特殊 材 质 的 处 理 ， 可以承受瞬间大电流的产生 。 在 电 机控制回路中使用接触器作为电机的控制 。 接 触 器 型 号为 施 耐 德 LC1-D09M7C。（4） 控 制 按 钮 。 控制按钮主要用于系统的操作输入 ， 以及故障复位等 。2.4 通 信 部 分通 讯 设 定 使 用 S7200 的 PPI 通 讯 模 式 ， 通 讯 方 式 选择 RS232， 同样也可以使用通用的 485 通 讯 协 议 ， 其 原理基本一样都是基于串口的一种通讯方式 ， 计 算 机 通讯 端 口 为 COM 口 ， 现代的电脑一般没有 COM 口 的 硬件 设 定 ， 可 以 使 用 USB 转 换 为 对 应 COM 口 ， 不 过 需 要安装驱动软件进行转换 。2.5 执行原件控制回路PLC 输出端控制为小型继电器 ， 电 压 等 级 为DC24V， 控制电机的主接触器的电压为 AC220V， 设 计系统使用小型继电器作为控制电机主接触器 ， 系 统 所有接触器的控制回路上增设断路器作为电路短路及过流 的 保 护 。 此电路部分还包括控制电源的设计 ， 由 一单独的接触器进行控制 ， 当 控 制 电 源 接 通 ， 控 制 电 源接 触 器 KA1 接 通 并 且 保 持 ， 通后其它回路的接触器方可以有电源进行输出 ， 当系统有事故发生的时候可按下紧急停止按钮 KA0， 控制电源接触器断开 ， 同 时 切 断所有输出接触器的电源 ， 以保护系统的安全 。3 组态仿真3.1 组 态 王 介 绍组 态 王 kingview6.55 是一款基于计算机控制系统的 组 态 软 件 ， 可以安装在普通的计算机系统上作为上位 机 进 行 使 用 ， 可 以 和 各 种 PLC 以及支持通讯的设备进 行 联 机 。 在 界 面 编 辑 中 ， 为开发者准备了大量的图形库资料以及功能元器件选择 ， 如果还是不能满足对画面质量以及丰富性的要求 ， 还可以增加外部设备的图片以及动画等内容 。3.2 组态王程序设计流程组态王程序的建立主要通过数据词典和显示画面两 大 部 分 组 成 ， 配合完整的通讯设置既可完成一个组态 通 讯 的 工 程 。（1） 建 立 组 态 工 程 。 首先建立工程项目 ， 项 目 类 型有新建工程和模板工程两种 ， 新建工程为未经处理的空 白 工 程 ， 需要用户从头开发 ， 模板工程已经对工程做了相应的优化 ， 用户可以引用模板工程生成新的工程 ， 在新工程基础上进行修改 ， 从而缩短了开发工期 。（3） 定 义 数 据 库 。 在数据库组态中新建数据点 ， 建立数据点的时候需输入数据点的名称 、 选 择 数 据 点 的类 型 、 定义数据的范围等内容 ， 然后将数据点与已经组 态 的 I/O 设 备 进 行 关 联 。4 结束语本文设计的农业大棚温湿度监测控制系统是通过各种器件联合使用的基础上设计而成的 ， 只 有 充 分 了解 和 掌 握 有 关 PLC、 组 态 集 散 控 制 系 统 、 温 湿 度 传 感 器及其各部分之间的关系才能完成设计 ， 具 备 高 性 能 、速 度 快 特 点 。 另 外 ， 本次系统设计研究也存在一些需要 改 进 的 问 题 ， 比如环境监测的范围有限 ， 如 大 棚 空间过大的就会出现监测数据不及时等问题 。 后 期 有 待完 善 的 地 方 ， 比如加入多个温湿度传感器分布在农业大棚的各个角落 ， 通过这样就能实现对大棚各个角落的数据精准采集 。【 参 考 文 献 】［1 ］ 张 运 刚 ， 宋 小 春 .PLC 职业技能培训及视频精讲 [M]. 北京 人民邮电出版社 ，2010.［2 ］ 王 阿 根 .PLC 控 制 程 序 精 编 [M]. 北 京 电 子 工 业 出 版 社 ，2009 64-67.［3 ］ 张 万 忠 . 可编程控制器应用技术 [M]. 北 京 化 学 工 业 出版 社 ，2002.［4 ］ 初 航 s7200 系 列 PLC 编程及应用电子工业出版社 2011.［5 ］ 赵 峰 ， 贾 石 峰 ， 郭 桂 梅 . 现代电气控制与 PLC 运 用 [J]. 兰州 大 学 出 版 ,2006.［6 ］ 皮 壮 行 . 可编程控制器的系统设计与应用实例 [M]. 北 京 机械工业出版社 ,2004.［7 ］ 高 钦 和 编 著 . 可编程控制器应用技术与设计实例 [M], 北京 人民邮电出版社 ,2004.［8 ］ 史 国 生 主 编 . 电气控制与可编程控制器技术 [M]. 北 京 化学 工 业 出 版 社 ,2004.［9 ］ 何 衍 庆 , 戴 自 详 , 俞 金 寿 编 著 . 可编程序控制器原理及应用 技 巧 [M]. 北 京 化学工业出版社 ,2003.［10 ］ 赵 峰 ， 贾 石 峰 ， 郭 桂 梅 . 现 代 电 气 控 制 与 PLC 运 用 [J] 兰州 大 学 出 版 ,2006.项 目 与 课 题62/p