软件使用手册Word版.docx

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软件使用手册Word版

前言···························································································4

第一章：

系统介绍······················································5

1、系统硬件组成

1、1箱体·················································································5

1、2PLC··················································································5

1、3触摸屏·············································································7

1、4开关电源········································································8

1、5其他部件说明·······························································12

1、6系统构成图····································································12

2、系统综合技术特性

3、系统运行条件

第二章：

系统控制器介绍及应用···················13

2、1SiemensS7-200系列PLC特性··································13

2、2SiemensS7-226CPU介绍·············································14

2、3SiemensS7-226程序指令介绍··································15

2、4控制器的安装与运行···················································19

2、5控制器常见故障及处理···············································20

第三章：

模块的介绍及使用·······························20

3、1模块功能介绍································································20

3、2模块使用说明································································24

3、3使用注意事项··································································24

第四章：

触摸屏介绍及使用·································25

4、1产品型号及描述······························································25

4、2产品规格及特点·······························································26

4、3控制面板及环境规格·······················································27

4、4LCD显示············································································27

4、5软件的使用说明·······························································28

4、6常见问题及其处理方法···················································33

第五章：

系统控制要求及硬件接线说明·····34

5、1系统控制要求···································································34

灌溉控制求··································································34

报警的设置··································································34

其它的设置··································································37

5、2系统硬件接线图·······························································38

·····································································39

接线图·······························································40

主回路接图·································································41

控制回路接线图·························································42

第六章：

操作流程································································43

6、1手动操作说明···································································43

6、2手自动转换·······································································44

6、3调试说明···········································································44

第七章：

故障处理及维护·······································45

7、1常见故障及其处理方法·················································45

7、2日常的维护与保养··························································46

附录A：

产品器件明细·············································48

附录B：

产品相关照片·············································51

前言

目前，密闭式植物苗工厂具有节能、环保、控制精度高、生产成本低等特点,发展前景广阔。

利用不透光的绝热材料建设人工光型密闭式植物工厂,设计开发了高精度的环境控制系统,为植物生长提供优化的物理环境。

研制了种苗繁育LED光环境调控装置、光照距离可调式荧光灯板,有效地改善植物生长所需的光环境,提高植物的光能利用率。

通过对环境控制系统的试验研究以及相关的生物学试验,为密闭式植物工厂以及人工光源在育苗领域的应用研究提供了理论和试验依据。

LED、荧光灯与自然光条件下黄瓜育苗对比试验表明LED光环境下植株生长速率高于其他处理,表现出一定的生长优越性。

本次设计的控制系统硬件主要由PLC、触摸屏、各类传感器、短信报警器等组成，用来完成温室内部温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等因素的监控。

软件包括了PLC的编程软件和触摸屏的组态软件。

详细的介绍了整个控制系统的原理、硬件接线、程控流程等内容。

第一章：

系统介绍

1、1箱体介绍

本系统所采用的箱体是上海中翠电气成套设备有限公司提供的不锈钢箱体，外形尺寸为600mm*800mm*250mm，材质厚度,两把手左翻盖式箱体。

（详见图1-1）

图1-1

1、2系统PLC介绍

西门子S7-200CPU包括CPU221、CPU222、CPU224和CPU226，其输入输出点数和外形尺寸都不一样（详见图1-2）。

西门子S7-200PLC功能强、速度快、扩展灵活，具有模块化、紧凑的结构，具有极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、操作便捷、内置丰富的集成功能、实时特性，强劲的通讯能力、丰富的扩展模块，而本系统CPU就是采用西门子CPU226，后面第二章详细介绍。

图1-2

1、3触摸屏介绍

随着技术的飞跃发展，触摸技术已经进入我们生活之中，比如自动售货机，平板计算机等等，而本系统所采用的是台湾威纶通的维纶触摸屏，外观整洁舒适，触摸类型是四线电阻式的触摸屏。

（图1-3），后面第四章详细介绍。

正面图

背面图

侧面图

图1-3

1、4开关电源

开关电源分为下面几部：

一、主电路

　　从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：

1、输入滤波器：

其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波：

将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。

3、逆变：

将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波：

根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

二、控制电路

　　一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。

三、检测电路

　　除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表资料。

四、辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源。

本系统所采用的型号是S-145-24,（图1-4）它是将系统输入的AC220V电压转换成两路DC24V电压供模拟模块EM235和触摸屏所

图1-4

使用，其输入：

电压100-120VAC,电流或200-240VA,电流，频率50/60HZ,输出电压+24V，电流6A，具体参数见表1-1中的S-145-24型号。

表1-1

型号

性能

S-145-24

直流输出电压

5V

12V

24V

输出电压容差（注2）

±2%

±1%

±1%

±1%

额定输出电流

25A

18A

12A

6A

输出电流范围

0-25A（最大30A）

0-18A（最大21A）

0-12A（最大14A）

0-6A（最大7A）

纹波及噪音（注3）

100mVp-p

100mVp-p

100mVp-p

100mVp-p

进线稳定度（注4）

±%

±%

±%

±%

负载稳定度（注5）

±%

±%

±%

±%

直流输出功率

125W

135W

144W

144W

效率

78%

%

%

%

直流电压可调范围

输入电压范围

85～132VAC/180～264VAC开关选择47～63Hz;255～370VDC

输入电流

115V230V

冲击电流

冷启动电流35A/115V60A/230V

漏电流

<1mA/240VAC

超载保护

无，交流开关恢复

高温保护

……

温度系数

±%℃（0～50℃）

启动、上升、保持时间

200ms,,30ms

抗震性

10～500Hz,2G10min./1周期,时长60分,各轴

耐压性

输入输出间：

，输入：

，输出外壳：

隔离

输入输出间，输入与外壳，输出与外壳：

500VAC/100MOhms

工作温度、湿度

-10℃～+60℃，20%～90%RH

存储温度、温度

-20℃～+85℃,10%～95RH

外形尺寸

199*98*38mm

重量

安全标准

满足UL1012要求

EMC标准

……

注：

1、以上参数测试条件为：

230VAC输入，额定负载，25℃70%RH.湿度。

　　2、容差：

包括设定容差，线路稳定度，负载稳定度（注5）。

　　3、纹波测试：

用A12"，中断用&器短路。

　　4、进线电压稳定度测试：

满负载时进线最低电压到最高电压。

　　5、负载稳定度测试：

负载从0%到100%。

1、5其他元器件的使用说明

本产品除了以上器件以外，还用了排风机、交流接触器、中间继电器、按钮、指示灯、导轨、线槽等，在此不多做介绍，见附录A明细表。

1、6系统构成图

2、系统综合技术特性

输入电压类型:

交流电压

输入电压：

AC380/220V

输入电流：

输出电压：

+24V（两路）

输出电流：

6A

控制器：

西门子CPU226

CPU226输出开关量：

14个，输入开关量：

5个，电源：

AC220V

拓展模块：

EM235

EM235传感器输入界面：

7个（模拟量），电源：

+24V

监控：

维纶触摸屏6100iV2vw

通讯：

RS485界面

波特率：

箱体外部尺寸：

600mm*800mm*250mm

3、系统运行条件

运行温度在-10摄氏度—40摄氏度之间。

空气相对湿度不大于9‰，无凝露。

海拔高度在1000m以下。

在运行过程中不能有剧烈运动和冲击，远离电磁辐射源的地方。

不能运行于有腐蚀性的环境中。

第二章系统控制器的介绍及应用

2、1S7-200PLC的特性介绍

S7-200系列PLC功能强、速度快、扩展灵活，具有模块化、紧凑的结构。

使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。

应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测、自动化控制有关的工业及民用领域，包括电力设施、民用设施、机械、机床等领域。

S7-200系列具有极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、操作便捷、内置丰富的集成功能、实时特性，强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。

S7-200系列的强大功能使其无论是在独立运行中，或相连成网络都能实现复杂控制功能。

所以它具有极高的性价比。

S7-200系列可以根据对象的不同，可以选用不同的型号和不同数量的模块。

并可以将这些模块安装在同一机架上。

2、2SiemensS7-200CPU介绍

CPU226具有24KB（RAM），40KB（RAM）的装载存储器，可用存储卡装载存储器容量最大到512KB,最大可扩充到512点数字量I/O或54路模拟量通道。

CPU226内装硬件实时时钟，自带后备电源，在正常电源被关掉的情况下，CPU的时钟仍能正常工作。

CPU226的操作系统是事件驱动的用户程序扫描过程。

CPU回应那些事件，操作系统就会去调用相应的该事件的组织块OB。

CPU226可调用128个功能块FB（0-127）；128个功能调用FC（0-127）；127个数据块DB（1-127）；OB、FB、FC、DB的容量均不大于8KB。

另外，有34个系统功能SFC集成在操作系统中。

如图2-1是CPU226的外观整体图，

输入点指示

通讯接口

系统状态指示

输出点指示

运行/停止开关

拓展模块接口（扁平电缆连接）

图2-1

S7-226CPU可带六个拓展模块，128入/120出=248数字量，模拟量是28入/14C出或28入/7出。

2、3S7-226程序指令介绍

在程序执行阶段，CPU按先左后右，先上后下的顺序对每条指令进行解释、执行，CPU从输入映像寄存器（每个输入继电器对应一个输入映像寄存器，其通断状态对应I/O）和元件映像寄存器（即与各种内部继电器、输出继电器对应的寄存器读出各继电器的状态，根据用户程序给出的逻辑关系进行逻辑运算，运算结果再写入元件映像寄存器中。

本系统运用的指令很多，在这里就不一一介绍啦，以定时指令、传送指令、运算指令来说明。

定时指令

定时指令又分为三种：

接通延时定时器（TON），断开延时定时器（TOF），带有记忆延时定时器（TONR），下面只介绍TON。

接通延时定时器（TON），接通延时定时器的梯形图表示，接通延时定时器有定时器标示符TON，定时器的启动电平输入端IN，时间设定值输入端PT和接通延时定时器编号Tn构成。

接通延时的工作原理：

当定时器的启动信号IN状态为0时，定时器的当前状态为0，定时器Tn状态也是0，定时器没有工作。

当Tn的状态由0变为1时，即上图的为1时，定时器开始工作，当达到定时器定时时间T=PT*S时，这时定时器为1，相应的节点接通，当T达到32767时，定时器自动复位，当前值为0。

其中T=PT*S中的PT为预置值，S为分辨率，T为实际值，上图T37设定值为VW14，VW14是在触摸屏中可设的时间，比如说VW14为A则实际值为A*100ms,分辨率分为三种：

时基为1ms的定时器：

T32、T96

时基为10ms的定时器：

T33~T36、T97~T100

时基为100ms的定时器：

T37~T63、T101~T255

IN信号范围：

I、Q、M、SM、T、C、V、S，而上面指令的IN为M型的。

PT值范围：

IW、QW、MW、SMW、VW、SW、LW、AIW、T等，而上面指令为VW型的。

传送指令

数据传送指令的梯形图表示：

传送指令由传送符MOV，数据类型（B/W/DW/R），传送启动信号EN，源操作数IN和目标操作OUT构成。

而上图所用的指令是W数据类型。

数据传送指令的原理：

传送指令是当启动信号EN为1时，执行传送指令。

其功能是把源操作数IN传送到目标操作书OUT中。

ENO为传送状态位。

操作数范围：

传送启动信号EN：

I、Q、M、T、C、SM、V、S、L，而上图就是SM所给信号。

字传送操作数IN：

VW、IW、AIW、T、C、AC、MW、上图就是把AIW0所测温度传送给VW100中。

OUT：

VW、IW、QW、SMW、MW、LW、AQW、AC等。

运算指令

以上指令包含了传送指令、转换指令、运算指令，进行对温度检测，AIW0接受的是有现场的传感器或变送器给的0~10V或0~20mA或是4~20mA模拟信号，将接受的模拟信号传送至VW1002中。

分析计算：

当测的温度达到上限（200摄氏度）时，温度转换器的电流应该为20mA，AIW0的数值约为32000，那么，每毫安对应的A/D值32000/20，测的温度为最低温度（0摄氏度），温度变送器的电流值应为4mA，A/D值为（32000/20）*4=6400,所以减法运算指令中的IN2为6400，被测温度为0~200摄氏度时，AIW0的对应值为6400~32000，可以计算出1摄氏度对应的A/D值为（32000-6400）/200=128,而第五个分支中的IN2是VD944，根据现场不同的传感器而设定，第三四分支是将VW1000转换成整数型VD308，最后除以VD944就是实际的温度值。

2、4控制器的安装与运行

本系统的控制器安装方式是导轨安装和螺钉安装，简便而实用，满足广大客户的要求，如图2-2，导轨的尺寸为标准尺寸35mm（须去毛刺）。

控制器有两位式拨码即RUN、STOP，控制器的电源是AC220V，一定要注意电源相吻合，且将拨码拨至RUN档，在给CPU进行供电接线时，一定要特别小心分清是哪一种供电方式，如果把220VAC接到24VDC供电的CPU上，或者不小心接到24VDC传感器输出电源上，都会造成CPU的损坏。

CPU上电后，第一，进行对系统初始化，包括硬件初始化，输入输出配置检查，停电保护范围设定及其其他初始化处理。

第二，进行扫描过程，首先完成输入处理，其次完成其他外设通讯处理，在进行时钟、特殊寄存器更新，第三，出错处理，PLC每次扫描一次，就会执行一次自诊断检查，来确定PLC是否运行正常，如果异常，PLC面板上相应的LED会亮，如果运行正常，它将会不断地循环扫描工作。

2、5控制器的常见故障及处理

1、PLC程序下载进去却不能运行，系统出现故障，可能是内部逻辑混乱，检查程序是否有交叉引用。

2、把AC220V电压接入+24V节点上，节点可能烧掉，更换CPU或模块。

3、上电后，CPU的指示灯不亮，电源接线没接实，检查电源接线。

4、程序下载不进去，检查软件PLC类型；缺省情况下，S7-200CPU的通讯口处于PPI从站模式，地址为2，通讯速率为；检查PPI电缆是否正确；断电后重试。

第三章模块的介绍及使用

3、1模块的功能介绍

本系统采用的拓展模块是EM235模拟量模块如图3-1。

运行／停止开关

拓展模块接口

扁平电缆

接线端子

ＤＩＰ拨码

　　　　　　　　　　　　图3-1

ＥＭ２３５模块端子连接图３－２，当接电流信号发生器上时，需要把ＲＡ与Ａ＋短接，当接电压发生器时，信号发生器的正极接节点的正极，负极接负极，未使用的端子正负极需要短接。

ＥＭ２３５的电源是由开关电源输出引入的＋２４Ｖ，它含有６个ＤＩＰ拨码，具体见图３－３，该系统是将拨码１和６拨至１。

　　　　　　　　　　图3-2

ＥＭ２３５的通用技术规范

尺寸：

×80×62mm

功耗：

２Ｗ

点数：

４个输入（模拟量），１个输出（模拟量）

ＬＥＤ指示器：

＋２４Ｖ，亮代表无故障，不亮代表无电源

电源：

＋２４Ｖ

模拟量输入特性：

模拟量输入点数：

４个

输入类型：

差分输入

输入范围：

电压（单极性）　　０～１０Ｖ，０～５Ｖ，０～５０ｍＶ，０～１００　　　　００Ｖ　

　　　　　电压（双极性）　　—１０Ｖ～１０Ｖ，－５Ｖ～５Ｖ，－５０ｍＶ～５０么０ｍＶ，－１００ｍＶ～１００ｍＶ

　　　　　电流　　　　　　　０～２０ｍＡ

最大输入电压：

ＤＣ３０Ｖ

最大输入电流：

３２ｍＡ

分辨率：

　　　１２位Ａ／Ｄ转换器

模拟量输出特性：

模拟量输出点数：

１个

电压输出：

－１０Ｖ～１０Ｖ

电流输出：

４ｍＡ～２０ｍＡ

ＥＭ２３５的输入方框图

ＥＭ２３５输出方框图

3、2模块的使用说明

ＤＩＰ开关设置使用

图3-3

3、3模块的使用注意事项

模拟量输入输出是一字长，所以地址必须由一个偶数字节开始，精度为12位，模拟量范围0~32000.

模拟量可以通过拨码开关设置的不同来测量，开关的设置只能应用一个整体模块，一个模块只能设置一种测量范围，开关设置只有重新上电后才能生效。

为了避免共模电压，必须将M端与所有信号负端连接，未连接的传感器通道要短接。

4、+24V指示灯没亮，接线不实或没接上电源。

第四章触摸屏的介绍及使用

触摸屏技术是一种新型的人机交互输入方式，与传统的键盘和鼠标输入方式相比，触摸屏输入更直观。

配合识别软件，触摸屏还可以实现手写输入。

触摸屏由安装在显示器屏幕前面的检测部件和触摸屏控制器组成。

当手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置由触摸屏控制器检测，并通