基于PLC的温室温度控制系统的设计---毕业设计论文.doc
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皖西学院本科论文（设计）
基于PLC温室温度检测与控制系统的设计
作者
XXX
指导教师
XXX
摘要：
温度检测和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合，及时准确获得目标的温度信息是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
本系统是通过温度传感器采集温度数据，利用温度测量与温度控制相关理论知识设计的PLC温控系统。
运用PLC设计温室温度测控系统，从自动化运行的角度出发，分析讨论其产生故障的可能原因。
同时从实际硬件电路出发，分析电路的工作原理，根据设计具体情况提出修改方案和解决办法。
我所使用的温度传感器是XP-TP-A-V010-D，它具有体积小，精度高和功耗低等特点。
温度传感器采集到的温度数据是模拟信号，因此在系统中，我将PLC增加了一个模拟量扩展模块EM235,采集到的温度信号便能通过该模块直接输入到PLC中，PLC则对数据进行分析、处理，并通过执行部件对温度进行控制，这种自动化、智能化的处理方式在温室温度检控系统中将有着无限的应用和发展空间。
关键字：
PLC，温度传感器，检测,控制
DesignofdetectionandcontrolsystemofgreenhousetemperaturebasedonPLC
Abstract:
Temperaturemeasurementandcontrolplaysanextremelyimportantroleinhumandailylife,includingindustrialproduction,weatherforecast,materialstorage,etc..Inmanycases,itisveryimportanttoacquirethetimelyandaccurateinformationofthetemperatureofthetargets.Recently,alongwiththedevelopmentofdigitaltechnology,therapiddevelopmentoftemperaturemeasurementandcontrolhasbeenwidelyusedinvariousindustrialagriculturalfields,meanwhile,thechipsofmeasurementandcontrolthetemperaturehavebeenonthehistoricalstage.Thissystem,bycollectingtemperaturedatathroughthetemperaturesensor,withtheapplicationofPLCcontrolsystembasedonthetheoreticalknowledgeabouttemperaturemeasurementandcontrol,intendstoanalyzethepotentialcausesofthebreakdownsintheirautomaticoperation.Atthesametime,startingfromthecircuitsofactualhardware,andviaanalyzingoperatingprinciplesoftheseelectriccircuits,thissystemisaimingatputtingforwardtherevisingproposaslandsolutionsaccordingtothespecificsituations.ThetemperaturesensorusedbytheauthorisXP-TP-A-V010-D,whichisdistinguishedwithsmallsize,highprecisionandlowpowerconsumption.Thetemperaturedatacollectedbythetemperaturesensorisananalogsignal.Therefore,inthesystem,ananalogextendedmoduleofEM235.IwillbeaddedtothePLCsothattemperaturesignalcollectedbythemodulecanbedirectlyinputtoPLC,andPLCwillanalyze,processthedata,andcontrolthetemperaturethroughregulatingthecomponents.Thiskindofautomaticandintelligentdisposurewillbedefinitelyininfiniteapplicationandtremendousdevelopmentinthetemperaturecontrollingsysteminthegreenhouse.
Keyword:
PLC,Temperaturesensors,Detection,Control
目录
1.绪论 1
2.系统总体设计方案 2
2.1.总体方案 2
2.2.系统硬件连接图 4
3.可编程逻辑器件（PLC） 5
3.1.PLC的定义 5
3.2.PLC的分类 5
3.3.PLC的基本结构 5
3.4.PLC的工作原理 6
3.5.PLC主要厂家及西门子S7—200 7
4.温度传感器 9
4.1.温度传感器的分类 9
4.2.温度变送器 11
5.硬件设备与电路图 12
5.1.控制系统的I/O点及地址分配 12
5.2.状态灯、扬声器、暖风机电路 13
5.3.温度采集电路 13
5.4.EM235模拟量输入电路 14
6.主程序及梯形图 15
6.1.主程序OB1 15
6.2.子程序0，取实际温度变量 19
7.结论 21
致谢 22
参考文献 23
1绪论
西方发达国家对现代温室检控系统研究的时间比较早。
1949年，伴随着科技的进步与，美国了第一个可实现人工控制的气候室在美国被建设起来，该气候室对于美国在植物对环境的适应和抵抗能力的研究方面提供了技术支持。
20世纪60年代，奥地利率先利用可以实现规模生产运用的生产型温室建设了番茄生产基地。
70年代后日本、美国、英国的温室检控系统得到了快速的发展。
80年代，随着科学界在计算机方面的突破，人们对温控系统提出了更高的要求，使温室控制系统朝着更加智能化的迈进了一大步。
目前，国外建设温室的水平已发展的相当成熟，并形成了一定的标准。
我国对温室系统的研究开始的比较晚。
70年代末，我国先后从日本、欧美国家引进了四十几套系统。
虽然这些技术设备相当先进，但针对我国的国情及农业实际情况来说，着实有些水土不服，主要原因有下面几点:
成本高，运营效益差，同时需要经营者有着较高的技术支持等。
由于上面各种原因，发展研究具有我国自主知识产权，密切符合我国国情的温室温度检测与控制系统迫在眉睫。
伴随我国科学界与农业界的不断努力，我国在温控系统方面也取得了不少进步，根据控制器的不同，可分为以下两点：
（1）基于工控计PC的温室温度控制系统。
如由江苏理工大学李萍萍、毛罕平等共同研制的智能温室环境控制系统，它使用工控PC作为控制核心，在1996年7月，设计完建了一套能够控制温度，光照，湿度等功能的温室。
1997年，又通过太阳能加温系统对系统进行了改进。
1996年8月，在对生菜、空心菜五天栽培试验的同时进行了温控系统的测试，测试结果证明，其温室检控系统对温度、光照、营养液等各种影响生物生长的环境因素有着极佳的控制效果。
（2）基于单片机的温室温度检控系统。
例如:
汪永斌，吕昂等研制的温室群全数字式温度和湿度综合控制系统。
该系统以51单片机为控制器，并作为下位机，可以实现温湿度的自动控制，且在一百天之内无需人工干预。
上位机使用计算机，通过VB编写程序，用户直接在计算机上输入温室度参数，即可与下位机一起实现温湿度的自动化控制。
（3）基于PLC的温室温度自动控制系统。
例如用欧姆龙系列的CZOOHS作为下位机，COMPAQ计算机为上位机构成温室控制系统。
采集的室外信号有温度、光照，室内信号有温度、湿度、C02浓度。
输出信号控制的机构有:
开窗电机、遮阳电机、通风电机、加热阀门、压水泵和喷淋泵。
2系统总体设计方案
2.1总体方案
该系统以控制室内的温度为背景，西门子s7-200CPU226为控制芯片，讯鹏仪器生产的温度变送器采集温度数据，控制暖风机的工作，以保证室内温度在18~22度之间。
当温度低于18度或高于22度时，系统会自动进行调整，当调整3分钟后仍不能脱离不正常状态，则应采用声光报警，以提醒操作人员注意排除故障。
设置绿，红，黄3个指示灯来表示温度状况。
当温度在设定的范围之内，则绿灯亮，显示系统工作正常。
当温度低于或超过设定范围的最小值或最大值时，系统会根据情况作出不同反应。
在被控系统中，由于室内体积较大，如果只采集一点的温度，很难真正反映其实际温度，为了更准确获得温度参数，我设置了4个温度测量点，PLC读入四路温度值后，再取其平均值作为被控系统的实际值，这样得到的数据则更为精确。
按下启动按钮，控制系统投入运行。
将待测的四点温度值读入PLC，然后按算术平均的办法求出四点温度的平均值Q。
将实际温度Q与设定的温度（温度允许的上下限）比较，若既未高于上限，也未低于下限，则说明温度正常，等待下一次采样。
若Q﹥Qmax，进行上限处理：
Q﹥Qmax，说明温度过高，此时关闭暖风机，停止输出暖气。
PLC发出调节命令的同时，计算调节时间，若调节时间太长，超过三分钟进行声光报警（红灯亮，同时扬声器工作），以此表示温度失控，提醒工作人员，进行人工干预；若调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。
当采样温度低于下限，即Q＜Qmin时，进行下限处理：
Q＜Qmin，说明温度过低，需要增加暖气输出以提高温度。
PLC发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间太长（超过3分钟），进行声光报警（黄灯亮，同时扬声器工作）；若调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。
2.2系统硬件连接图
3可编程逻辑器件（PLC）
3.1PLC的定义
PLC是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可改写的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其相关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
3.2PLC的分类
PLC有很多种类。
按结构形式、控制规模对PLC进行分类
（1）按结构形式分类
按硬件的结果形式不同，PLC可分为整体式和组合式。
整体式
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