基于plc的溫度和濕度檢測和顯示畢業(yè)設(shè)計[共54頁]

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1、 基于plc的溫度和濕度的檢測和顯示 摘要 本論文主要講述了基于西門子S7-200系列可編程控制器（PLC）為主要的控制元件，實現(xiàn)對環(huán)境的溫度和濕度進行實時檢測和顯示，并同時實現(xiàn)對時間進行顯示和校正等功能的顯示裝置的設(shè)計方法。 本設(shè)計的傳感器部分采用集成溫度和濕度傳感器，集成傳感器具有功能強、精度高、響應(yīng)速度快、體積小、微功耗、價格低、適合遠距離傳輸信號等特點。集成傳感器的外圍電路簡單，具有較高的性價比。經(jīng)過選擇集成溫度傳感器采用電壓輸出式單片精密集成溫度傳感器LM35系列產(chǎn)品；集成濕度傳感器選擇線性電壓輸出式集成濕度傳感器 HM1500，它的主要特點是采用恒壓供電、內(nèi)置放大電路、能輸

2、出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級電壓信號、響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、抗污染能力強。顯示部分采用LED七段碼進行顯示，本裝置一共使用了十七個LED數(shù)碼管進行顯示，能夠同時顯示當(dāng)時環(huán)境的溫度、濕度和時間，還可以顯示年月日等信息，并能實現(xiàn)當(dāng)環(huán)境的溫濕度超過一定范圍時進行報警的功能。 關(guān)鍵詞：PLC；溫度傳感器；濕度傳感器；LED顯示裝 置 - IV - The design of detection and display about the temperature and humidity based on PLC Abstract This paper mainly based o

3、n Siemens S7-200 series programmable controller (PLC) for the control of the main components realize the environmental temperature and humidity for real-time detection and display, and to simultaneously achieve right time and calendar set up for display and function display devices design methods.

4、The design of the sensor using integrated temperature and humidity sensors, sensor integration with functional and high accuracy. Fast response, small size, very low-power, low price, suitable for long-distance signal transmission characteristics. Integrated sensor external circuit is simple and low

5、 cost and high performance. Selected integrated temperature sensor output voltage precision-integrated single-chip temperature sensor LM35 series of products; Integrated humidity sensor option linear voltage-output integrated humidity sensors HM1500. Its main feature is the constant voltage power su

6、pply, a built-in amplifier, can be output with the relative humidity is the ratio between the voltage level signal voltage, fast response and good reproducibility, anti-pollution capability. LED used in some of the display code in paragraph 107, the device used a total of 17 LED digital tubes, can a

7、lso showed that environmental temperature, humidity and time, can also display information such as the date, and the environment can be achieved when the temperature and humidity of more than a certain scope for alarm functions. Key words: PLC; Temperature sensor; Humidity sensor; LED display dev

8、ices 目 錄 摘要 I Abstract II 目 錄 III 第一章 引 言 1 1.1 課題的背景和意義 1 第二章 系統(tǒng)簡介及方案論證 2 2.1 系統(tǒng)設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù) 2 2.2 設(shè)計方案的論證 2 第三章 可編程控制器概述 4 3.1 PLC的系統(tǒng)組成與工作原理 4 3.1.1 PLC的組成結(jié)構(gòu) 4 3.1.2 PLC的掃描工作原理 4 3.2 PLC的發(fā)展趨勢 5 第四章 系統(tǒng)的硬件方案與設(shè)計 6 4.1 傳感器的選型與設(shè)計 6 4.1.1 集成溫度傳感器介紹與選型 6 4.1.2 集成濕度傳感器介紹與選型

9、9 4.2 PLC的選型與模塊配置 13 4.2.1 PLC的選型原則 13 4.2.2 本系統(tǒng)中可編程序控制器的選取及其特點 14 4.3 顯示方案的設(shè)計 16 4.3.1 與LED顯示相關(guān)的知識 16 4.3顯示方案的設(shè)計 18 4.3.1 與LED顯示相關(guān)的知識 18 4.3.2 顯示方案的設(shè)計 19 4.4 工作電源部分 20 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 22 5.1 顯示系統(tǒng)主程序 22 5.1.1 溫度讀入子程序 22 5.1.2 濕度讀入子程序 23 5.1.3 顯示子程序 24 5.1.4 實時時鐘指令 25 5.2 程序清單 26 結(jié) 論

10、27 參考文獻 28 致謝 29 附 錄 30 1.主程序梯形圖及指令表 30 2.時鐘初始化子程序0梯形圖及指令表 33 3.實時時鐘讀入子程序1梯形圖及指令表 34 4.溫度讀入子程序2梯形圖及指令表 38 5.濕度讀入子程序3梯形圖及指令表 42 6.顯示子程序4梯形圖及指令表 45 7.中斷0（調(diào)時閃）梯形圖及指令表 47 8.中斷1（報警閃）梯形圖及指令表 48 第一章 引 言 1.1 課題的背景和意義 溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，同時也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)，例如機械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度、濕

11、度的檢測與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對自己的生存環(huán)境越來越關(guān)注，而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對溫度、濕度的檢測及控制就非常有必要了?？傊?，環(huán)境溫濕度的檢測與調(diào)節(jié)儀器的設(shè)計和開發(fā)具有非常大的市場前景和實用價值。 本設(shè)計是基于西門子S7-200系列PLC為主要控制元件進行設(shè)計的，可編程控制器（PLC）是綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的一種新型的、通用的自動控制裝置。它具有功能強、可靠性高、使用靈活方便，易于編程及適應(yīng)工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用等一系列優(yōu)點，近年來的工業(yè)自動化、機電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)等方面應(yīng)用越來越廣，成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。PLC的最終目標(biāo)

12、是用于實踐，提高生產(chǎn)力。如今，應(yīng)用PLC已經(jīng)成為世界潮流，PLC將在我國得到更全面的推廣應(yīng)用。 本文主要介紹了對環(huán)境的溫濕度進行檢測和顯示裝置的設(shè)計方法。此裝置不僅可以顯示環(huán)境的溫濕度，還可以進行年、月、日、時、分、秒的顯示。隨著工業(yè)化程度的不斷提高，人們的時間觀念越來越強，因此對時間及年月日的顯示也是非常必要的，有比較大的現(xiàn)實意義。 1 第二章 系統(tǒng)簡介及方案論證 2.1 系統(tǒng)設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù) 1、能夠比較精確地實現(xiàn)對環(huán)境溫度的檢測，測溫范圍-25℃～55℃，可以提供±1/4℃的常用的室溫精度。 2、能夠較精確地實現(xiàn)對環(huán)境濕度的檢測，測量濕度范圍為(0%～10

13、0%)RH。 3、能實現(xiàn)環(huán)境溫濕度的同時顯示，并能實現(xiàn)溫濕度的報警。 4、能夠?qū)崿F(xiàn)年、月、日、時、分、秒的顯示，同時能進行任何時候數(shù)值的校正。 5、設(shè)計出傳感器的接線電路，顯示器的連接電路，PLC接線圖，梯形圖，指令表及元器件的選擇與計算。 2.2 設(shè)計方案的論證 溫度傳感器 濕度傳感器 按鈕開關(guān) PLC 顯 示 裝 置 PLC與其他微型計算機相比,更適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中運行,且數(shù)據(jù)處理功能大大增強, 具有強大的功能指令，編程也極為方便簡單編程指令具有模塊化功能,能夠解決就地編程、監(jiān)控、通訊等問題。PLC 的梯形圖語言清晰、直觀、可讀

14、性強, 易于掌握.PLC具有豐富的功能指令，能實現(xiàn)加減乘除四則運算及數(shù)據(jù)傳送比較移位等功能，還具有實時時鐘指令，可方便的實現(xiàn)定時及時間和年月日的設(shè)置與顯示。系統(tǒng)總原理框圖如下圖1所示。 圖1 系統(tǒng)總原理框圖 PLC的主要優(yōu)點可概括如下: 1、高可靠性 (1)所有的輸入接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 (2)各個輸入端口均采用RC濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10～20ms。 (3)各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 (4)采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 (5)對采用的器件進行嚴(yán)格的篩選。 (6)良好的自

15、診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴大。 2、豐富的I/O接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如:交流或直流;開關(guān)量或模擬量;電壓或電流;脈沖或電位;強電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如:按鈕;行程開關(guān);接近開關(guān);傳感器及變送器;電磁線圈;控制閥等直接連接。另外，為了提高操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等等。 3、采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等

16、均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 4、編程簡單易學(xué) PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 5、安裝簡單，維修方便 PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。 4 第三章 可編

17、程控制器概述 3.1 PLC的系統(tǒng)組成與工作原理 3.1.1 PLC的組成結(jié)構(gòu) PLC本質(zhì)上是一臺用于控制的專用計算機，因此它與一般的控制機在結(jié)構(gòu)上有很大的相似性。PLC的主要特點是能力，也就是說，它的基本結(jié)構(gòu)主要是圍繞著適宜于過程控制的要求來進行設(shè)計的。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。 整體式PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機。另外還有獨立的I/O擴展單元與主機配合使用。主機中，CPU是PLC的核心，I/O單元是連接CPU與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設(shè)備的連接。

18、 組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其它稱為擴展底板。CPU底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過10m。 3.1.2 PLC的掃描工作原理 與其它計算機系統(tǒng)相同，PLC的CPU采用分時操作原理，每一時刻執(zhí)行一個操作，隨時間順序執(zhí)行各個操作。這種分時操作進程稱為CPU對程序的掃描。PLC上電后，首先進行初始化，然后進入循環(huán)工作過程。一次循環(huán)可歸納為五個工作階段，各階段完成的任務(wù)如下： ·公共處理。復(fù)位監(jiān)控定時器(WDT)，進行

19、硬件檢查，用戶內(nèi)存檢查等。檢查正常后，方可進行下面的操作。如果有異常情況，則根據(jù)錯誤的嚴(yán)重程度發(fā)出報警或停止PLC運行。 ·I/O刷新。輸入刷新時，CPU從輸入電路中讀出各輸入點狀態(tài)，并將此狀態(tài)寫入輸入映象寄存器中;輸出刷新時，將輸出繼電器的元件映象寄存器的狀態(tài)傳送到輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路隔離和功率放大，驅(qū)動外部負(fù)載。 ·執(zhí)行用戶程序。在程序執(zhí)行階段，CPU按先左后右，先上后下的順序?qū)γ織l指令進行解釋、執(zhí)行，CPU從輸入映象寄存器和輸出映象寄存器中讀出各繼電器的狀態(tài)，根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系進行邏輯運算，運算結(jié)果再寫入輸出映象寄存器中。 ·外設(shè)端口服務(wù)。完成與外設(shè)端口連接的外圍設(shè)備

20、(如編程器)或通訊適配器的通信處理。 3.2 PLC的發(fā)展趨勢 目前的可編程控制器有以下幾個方面的發(fā)展趨勢： (1)向小型化、專用化方向發(fā)展。當(dāng)前開發(fā)出許多簡易、經(jīng)濟、超小型可編程控制器，以使用于單機控制和機電一體化，真正成為繼電器的替代品。 (2)向大型化、復(fù)雜化、高功能、分散型、多層分布式工廠自動化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展?？删幊炭刂破鬏斎胼敵鋈萘恳殉^32K，掃描速度小于1mS/千步。 （3）編程語言和編程工具朝著標(biāo)準(zhǔn)化和高級化方向發(fā)展。 可編程控制器問世時間雖然不長，但已步入成熟階段。這種工業(yè)專用微機系統(tǒng)是高精技術(shù)普及化的典范，使計算機進入工業(yè)各行業(yè)，使機械設(shè)備和生產(chǎn)線控制更新?lián)Q代。可

21、編程控制器將成為工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)控制設(shè)備。 6 第四章 系統(tǒng)的硬件方案與設(shè)計 4.1 傳感器的選型與設(shè)計 傳感器是本設(shè)計最重要的部件之一，它的選取好壞對整個系統(tǒng)而言，非常重要?，F(xiàn)在生產(chǎn)傳感器的公司很多，所研制的傳感器類型也很多，但其性能差異并不很大。本設(shè)計在選擇傳感器上掌握的基本原則是穩(wěn)定性好，價格低廉，使用方便。 4.1.1 集成溫度傳感器介紹與選型 目前主要采用近年來發(fā)展最快的半導(dǎo)體集成溫度傳感器,它內(nèi)部采用差分對管等線性化技術(shù)及激光校準(zhǔn)手段等,測溫電路十分簡單可靠。這類傳感器在生產(chǎn)時已經(jīng)校準(zhǔn),可省去標(biāo)定工序,大大地方便了用戶的使用。它有多種輸出:

22、如電流型、電壓型、PWM型、數(shù)字型等可供用戶選擇。本論文著重分析電流型、電壓型集成溫度傳感器主要特點及一些典型應(yīng)用。 1. 集成溫度傳感器LM35概述 ①LM35概述 LM35系列適合用密封的TO-46晶體管封裝，而LM35C就適合于塑料TO-92晶體管封裝它們有如下的特點:(1)直接用攝氏溫度校準(zhǔn);(2)線性+l0.mV/℃比例因數(shù);(3)保證0.5℃精度(在+25℃時);(4)-55～+150℃額定范圍;(5)適用于遙控設(shè)備;(6)因晶體片微調(diào)而低費用;(7)工作在4～30V; (8)小于60μA漏泄電流;（9）較低自熱，在靜止空氣中0.08℃; (10)只有±1/4℃非線性值:(

23、11)低阻抗輸出1mA:負(fù)載時0.1Ω。 參數(shù): 電源電壓:+35V～-0.2V 輸出電壓:+6V～-1.0V 輸出電流:l0mA 輸出阻抗：1mA負(fù)載時0.1Ω 漏泄電流：小于60μA 比例因數(shù)：線性+10.0mV/℃ 特定工作溫度范圍:LM35,LM35A為-55～+150℃; LM35C,LM35CA為-40～+110℃；LM35D為0～+100℃。 ②LM35工作原理 LM35系列的內(nèi)部框圖如圖2所示。由VT1、VT2構(gòu)成了溫度傳感器，二者的發(fā)射結(jié)面積之比為10:1。A2是電壓放大器。R1、R2分別為VT1和VT2發(fā)射結(jié)壓降的取樣電阻。VD是電流源的溫度補償二極管

24、。由VT3和R3、R4組成了發(fā)射極輸出式電路。其工作原理是利用在不同電流密度下的晶體管VT1、VT2的發(fā)射結(jié)正向壓降之差△，作為基本的溫度敏感元件，經(jīng)過變換后，在端獲得與攝氏溫度成正比的電壓輸出信號。輸出電壓的電壓溫度系數(shù)=10mV/℃。利用下列公式可計算出被測溫度t(℃)： 圖2 LM35系列的內(nèi)部框圖 公式（4-1） ③LM35基本應(yīng)用電路 由LM35系列構(gòu)成的簡易型攝氏溫度傳感電路，分別如圖3（a）（b）所示.(a)圖所示電路的測溫范圍是+2～+150℃，（b）圖示出的電路測量滿量程（-55～+150℃）的攝氏溫度。為測量負(fù)溫度

25、值，需要采用雙電源供電，在輸出端接上電阻R,R的下端接負(fù)電源-Us。R值由下式確定： R=︱-Us/50μA︱ 公式（4-2） 舉例說明，當(dāng)Us=+5V,-Us=-5V時，R=100kΩ。此時，當(dāng)天=-55℃時，Uo=-55mV；當(dāng)t分別為+25℃、+150℃時，Uo依次為250mV和1500mV。 圖3（a） 圖3（b） 采用單電源供電時為獲得負(fù)電源，可在LM35的GND與公共地址之間，串入兩只I

26、N914型硅二極管VD1、VD2，以提供-1.4V的負(fù)電源。電路如圖4所示，測溫范圍--55～+150℃。 圖4 單電源供電時全范圍測溫電路 為了滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求，經(jīng)過比較和選擇認(rèn)為LM35型號的集成溫度傳感器更加適合本系統(tǒng)的設(shè)計。此傳感器采用己知溫度系數(shù)的基準(zhǔn)源作為溫敏元件。芯片內(nèi)部則采用差分對管等線性化技術(shù)，實現(xiàn)了溫敏傳感器的線性化，也提高了傳感器的精度．與熱敏電阻、熱電偶等傳統(tǒng)傳感器相比，具有線性好、精度高、體積小、校準(zhǔn)方便、價格低、外圍電路簡單等特點，非常適合本系統(tǒng)溫度采集的測量工作。 為了實現(xiàn)-25℃～55℃的溫度測量范圍，采用LM35的

27、全溫度測量接線方法，具體的接線圖如圖5所示． 圖5 設(shè)計接線圖 圖中：電阻R的阻值按照R=Vcc/50mA來選擇．電路的輸出電壓與溫度的線性關(guān)系為： 1)環(huán)境溫度150℃,U=1500mV； 2)環(huán)境溫度25℃，U=250mV； 3)環(huán)境溫度-55℃，U=-550mV． 由于所測量的溫度范圍是-25℃～55℃ 。所以，在實際應(yīng)用電路中的電壓信號的輸出量值在-0.25V～0.55V之間。 4.1.2 集成濕度傳感器介紹與選型 1.濕度的概念 濕度是表示空氣中水蒸氣含量多少的尺度。在物理學(xué)和氣象學(xué)中，大氣濕度的表示

28、方法是多種多樣的，而且都有各自的物理量和相應(yīng)單位。在諸多方法中，習(xí)慣使用的是絕對濕度和相對濕度。 ①絕對濕度：絕對濕度定義為在每立方米濕空氣中，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所含水蒸汽的質(zhì)量，以字符ρ表示，單位 。再由氣體狀態(tài)方程式可得 公式（4-3） 式中為空氣中水蒸氣的分壓力(帕)；T為空氣中的干球絕對溫度(K)；t為空氣中干球的攝氏溫度(℃)；為水蒸氣的氣體常數(shù)，=461。 ②相對濕度:相對濕度是指空氣中水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸汽壓力之比值。用r表示相對濕度為： 公式（4-4） 2.集成濕度傳感器介紹 選擇集成濕度傳感器

29、應(yīng)考慮以下幾點：感濕性能好、靈敏度高、響應(yīng)速度快、測量范圍寬，要有較好的一致性、可重復(fù)性，線性度要好、濕滯小較高的穩(wěn)定性和可靠性，有較強的抗污染能力、使用壽命長。 目前，國外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。 3.濕度傳感器選擇及電路設(shè)計 由于HM1500濕度傳感器的精度較高，測量范圍大，反應(yīng)時間較快，溫度依賴性比較低，長期穩(wěn)定性能好，用戶使用方便，價格實惠，是性價比

30、極高的一款集成濕度傳感器，故本方案采用HM1500做為濕度測量的傳感器。 HM1500是法國Humirel公司于2002年推出的一種基于硬質(zhì)封裝的HS1101濕敏電容的電壓輸出式集成濕度傳感器。它將側(cè)面接觸式濕敏電容與濕度信號調(diào)理器集成在一個模塊中，集成度高，有很小的易于安裝的接頭，因此不需要外圍元件，使用非常方便。其主要特點是采用恒壓供電，輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級電壓信號，響應(yīng)速度快，對溫度的依賴性非常低，可靠性與長期穩(wěn)定性高，互換性好，專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，浸水無影響，長時間處于飽和狀態(tài)后能快速脫濕，抗污染能力強。 一、HM1500的性能特點： ①內(nèi)部包含由濕敏電容構(gòu)成的橋式

31、振蕩器、低通濾波器和放大器，能輸出與相對濕度成線性關(guān)系的直流電壓信號，輸出阻抗為70Ω，適配帶ADC的單片機。 ②HM1500屬于通用型濕敏傳感器，測量范圍是（0%～100%）RH，輸出電壓范圍是+1V～+4V。相對濕度為55%時的標(biāo)稱輸出電壓為2.48V。測量精度為±3%RH，靈敏度為+25mV/RH，溫度系數(shù)為±0.1%RH/℃，濕度遲滯為±1.5%RH，響應(yīng)時間為5s。 ③產(chǎn)品的互換性好，抗腐蝕性強。不受水凝結(jié)的影響，長期穩(wěn)定性指標(biāo)為0.5%RH/年。 ④采用+5V電源（允許范圍是+4.75V～+5.25V），工作電流為0.4mA（典型值），漏電流≤300μA。工作溫度范圍是-30

32、℃～+60℃。 二、HM1500的工作原理： HM1500采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級電壓信號，響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、抗污染能力強。HM1500的測濕元件選用濕敏電容HS1101，在一個有機玻璃或玻璃片上首先用擴散法制作兩個電極，然后涂上有機膜作為介質(zhì)，形成一個電容器件。當(dāng)外界相對濕度變化時，感濕膜能吸附和釋放水汽分子，引起其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使元件電容量改變。利用電容量與相對濕度的函數(shù)關(guān)系即可測量濕度。內(nèi)部電路框圖如圖6。HM1500的輸出電壓與相對濕度的響應(yīng)曲線如圖7。運用最小二乘法可以求出其輸出電壓與相對濕度之間的關(guān)系：

33、 =1.079+0.2568RH 公式（4-5）HM1500 橋 式 振蕩電路 低 通 濾波器 放大器 U。 圖6 HM1500工作原理 圖7 HM1500的輸出電壓與相對濕度的響應(yīng)曲線 在（10%～95%）RH范圍內(nèi)，時，輸出電壓與相對濕度的對應(yīng)關(guān)系見表4.1。 表4.1 HM1500的與RH的對應(yīng)關(guān)系

34、() RH/(%) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 /V 1.325 1.465 1.600 1.735 1.860 1.990 2.110 2.235 2.360 RH/(%) 55 60 65 70 75 80 85 90 95 /V 2.480 2.605 2.370 2.860 2.990 3.125 3.260 3.405 3.555 當(dāng)時，可按下式對讀數(shù)值加以修正： [] 公式（4-6） 下圖為HM1500內(nèi)部電路圖， 圖8 HM1500內(nèi)部電路圖

35、 4.2 PLC的選型與模塊配置 選擇合適的機型是PLC控制系統(tǒng)的硬件配置的關(guān)鍵問題，目前，國內(nèi)外生產(chǎn)PLC的廠家很多，如西門子、三菱、松下、歐姆龍、LG、ABB公司等，不同的廠家的PLC產(chǎn)品雖然基本功能相似，但有些特殊功能、價格、服務(wù)及使用的編程指令和編程軟件都不相同。而同一個廠家生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品又有不同的系列，同一系列又有不同的CPU型號，不同系列、不同型號的產(chǎn)品在功能上有較大的差別。因此如何學(xué)用合適的機型至關(guān)重要。 4.2.1 PLC的選型原則 在滿足控制要求的前提下選型時應(yīng)選最佳的性價比，一般可以從以下幾個方面考慮： 1.I/O點數(shù)估算 I/O點數(shù)是PLC的一項重要指標(biāo)

36、。合理選擇I/O點數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求有可使系統(tǒng)總投資最低。PLC的輸入輸出點總數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對象的模擬量、開關(guān)量、輸入/輸出設(shè)備狀況（包括模擬量、開關(guān)量、輸出類型）來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點?？紤]到今后的擴充，一般應(yīng)估計的總點數(shù)再加上15%～20%的備用量。 本設(shè)計所占用的I/O點數(shù)計算： 輸入信號：開始按鈕，需要一個輸入點；停止按鈕，需要一個輸入點；計數(shù)值加1按鈕，需一個輸入點；計數(shù)值減1按鈕，需要一個輸入點。以上共需要4個輸入信號點，考慮以后對系統(tǒng)的調(diào)整與擴充留有20%的備用點，即用4×20%=1，取1個點，這樣共用5個輸入點。 輸出信號：一共要用十七

37、個LED數(shù)碼管，段選碼需要使用8個輸出點；位選通信號如果使用74LS138譯碼器則需要4個輸出點；顯示“-”的一個數(shù)碼管需要1個輸出點；以上共需要13個輸出點考慮以后對系統(tǒng)的調(diào)整與擴充留有20%的備用點，即13×20%=2.6，取3個點，這樣共用16個輸出點。 2、用戶存儲容量估算 用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理量、量程結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計之前只能粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗，每個I/O點及有關(guān)功能器占用內(nèi)存大致如下： 開關(guān)量輸入元件：10～20B/點； 開關(guān)量輸出元件：5～10B/點； 定時器/計數(shù)器：2B/個； 模擬量：100～150B/點；

38、 通信接口：一個接口一般需要300B以上； 根據(jù)上面算出總字?jǐn)?shù)再加上25%左右的備用量，就可以估算出程序所需要的內(nèi)存量，從而選擇合適的PLC內(nèi)存。 本設(shè)計所需CPU內(nèi)存的計算： 開關(guān)量輸入元件5點×10～20B/點≈50～120B； 開關(guān)量輸出元件：16點×5～10B/點≈80～160B； 模擬量：2點×100～150B/點≈200～300B； 總需內(nèi)存量：330～570B； 4.2.2 本系統(tǒng)中可編程序控制器的選取及其特點 目前PLC使用性能較好的SIEMENS公司、日本的三菱、歐姆龍、美國的AB公司，根據(jù)性價比的選擇，根據(jù)被控對象的I/0點數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷

39、功能等方面的考慮，本設(shè)計采用SIEMENS公司的S7-200系列PLC。 1.Siemens S7-200系列PLC特性 一、Siemens S7-200主要功能模塊介紹 （1）CPU模塊 S7-200的CPU模塊包括一個中央處理單元、電源以及數(shù)字I/O點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸出部分則輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。從CPU模塊的功能來看，CPU模塊為CPU22*，它具有如下五種不同的結(jié)構(gòu)配置的CPU單元。 ①CPU224它有14輸入/10輸出，I/0共計24點。和前兩者相比，存儲容量擴大了一倍，它可以有7個擴展模塊，

40、有內(nèi)置時鐘，它有更強的模擬量和高速計數(shù)的處理能力，是使用得最多S7-200產(chǎn)品。 ②CPU226它有24輸入/16輸出，I/0共計40點，和CPU224相比，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強。它可用于點數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 （2）開關(guān)量I/O擴展模塊 當(dāng)CPU的I/0點數(shù)不夠用或需要進行特殊功能的控制時，就要進行I/O擴展，I/O擴展包括I/O點數(shù)的擴展和功能模塊的擴展。通常開關(guān)量I/O模塊產(chǎn)品分3種類型:輸入模塊、輸出模塊以及輸入/輸出模塊。典型的數(shù)字量I/O擴展模塊有:輸入擴展模塊EM221有兩種:8點DC、8點AC輸入;輸出擴展模塊EM222有三種:8點DC晶

41、體管輸出，8點AC輸出、8點繼電器輸出。輸入/輸出混合擴展模塊EM223有六種:分別為4點(8點、16點)DC輸入/4點(8點、16點)DC輸出、4點(8點、16點)DC輸入/4點(8點、16點)繼電器輸出。 2.本設(shè)計PLC的配置 本設(shè)計選用S7-200系列PLC的CPU的型號為CPU226（24輸入/16輸出，I/0共計40點）和模擬量輸入模塊EM231。 EM231配置 表4.2所示為如何使用DIP開關(guān)設(shè)置EM231模塊。開關(guān)1、2和3可選擇模擬量輸入范圍。所有的輸入設(shè)置成相同的模擬量輸入范圍。下表中，ON為接通，OFF為斷開。 表4.2 EM231選擇模擬量輸入范圍的開關(guān)表

42、 單極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 ON OFF ON 0到10V 2.5mV ON OFF 0到5V 1.25mV 0到20mA 5uA 雙極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 OFF OFF ON -5V到+5V 2.5mV ON OFF -2.5V到+2.5V 1.25mV EM231輸入數(shù)據(jù)格式 模擬量輸入模塊的分辨率通常以A/D轉(zhuǎn)換后的二進制數(shù)數(shù)字量的位數(shù)來表示，模擬量輸入模塊的輸入信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)值是12位二進制數(shù)。數(shù)據(jù)值的12位在CPU中的存放格式為最高有效位為符號位：

43、0表示正值數(shù)據(jù)字，1表示負(fù)值數(shù)據(jù)字。 單極性數(shù)據(jù)格式： 對于單極性數(shù)據(jù)，其2個字節(jié)的存儲單元的低3位均為0，數(shù)據(jù)值12位是放在第3～14位區(qū)域，如圖4-9所示。這12位數(shù)據(jù)字的最大值應(yīng)為-8=32760。EM231模擬量輸入模塊A/D轉(zhuǎn)換單極性數(shù)據(jù)格式的全量程范圍設(shè)置為0～32000。差值32760-32000=760則用于偏置/增益，由系統(tǒng)完成。由于第15位為0，表示正值數(shù)據(jù)字。 雙極性數(shù)據(jù)字格式： 對于雙極性數(shù)據(jù)，存儲單元（2個字節(jié)）的低4位均為0，數(shù)據(jù)值12位是存放在第4～15位區(qū)域。最高有效位為符號位，如圖4-9所示。雙極性數(shù)據(jù)字格式的全量程反為設(shè)置為-32000～+3200

44、0。 MSB LSB 15 2 1 0 數(shù)據(jù)值12位 單極性數(shù)據(jù) MSB LSB 15 3 2 1 0 數(shù)據(jù)值1

45、2位 雙極性數(shù)據(jù) 圖9 EM231輸入數(shù)據(jù)字格式 4.3 顯示方案的設(shè)計 4.3.1 與LED顯示相關(guān)的知識 本設(shè)計采用LED數(shù)碼管進行數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。LED數(shù)碼管也稱半導(dǎo)體數(shù)碼管，是目前數(shù)字電路中最常用的顯示器件。七段LED顯示器由七個發(fā)光段構(gòu)成，每段均是一個LED二極管，這7個發(fā)光段分別為a,b,c,d,e,f和g,通過控制不同段的點亮和熄滅,可顯示16進制數(shù)字0～9和A,B,C,D,E,F,也能顯示H，L，P等字符。有的產(chǎn)品還有一個小數(shù)點DP位段，用來顯示小數(shù)。 LED顯示器以發(fā)光二極管作為顯示發(fā)光部件，每段并按共陰極

46、方式或共陽極方式連接后封裝而成的。共陽極結(jié)構(gòu)中，各LED二極管的陽極被連在一起，使用時要將它與+5V相連，而把各段的陰極連到器件的相應(yīng)引腳上。當(dāng)要點亮某一段時，只要將相應(yīng)的引腳（陰極）接低電平。對于共陰極結(jié)構(gòu)的LED顯示器，陰極連在一起后接地，各陽極段接到器件的引腳 上，要想點亮某一段時，只要將相應(yīng)引腳接高電平。LED顯示器的一個段發(fā)光時，通過該段的平均電流約為10mA～20mA。 將一個8位并行輸出口與顯示器的發(fā)光二極管引腳相連，8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，通常將控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼。共陽極與共陰極的段選碼互為補數(shù)。 LED顯示器與顯示方式

47、: LED顯示器有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。 LED顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極或共陽極連接在一起接地或+5V；每位的段選線（a～dp）與一個8位并行口相連。顯示電路中，每一位可獨立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。由于每一位由一個8位輸出口控制段選碼，故在同一時間里每一位顯示字符可以各不相同。N位靜態(tài)顯示器要求有N×8根I/O口線，占用I/O資源較多。故在位數(shù)較多時往往采用動態(tài)顯示方式。 LED動態(tài)顯示方式，在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，而共陰極點或共陽極點分別由相應(yīng)的I/O口

48、線控制。 8位LED動態(tài)顯示電路只需要兩個8位I/O口。其中一個控制段選碼，另一個控制位選。由于所有位的段選碼皆由一個I/O控制，因此，在每個瞬間，8位LED只可能顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，必須采用掃描顯示方式。即在每一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制I/O口在該顯示位送入選通電平（共陰極送低電平，共陽極送高電平）以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位顯示該位應(yīng)該顯示字符，保持一段時間，以造成視覺暫留效果。 4.3顯示方案的設(shè)計 4.3.1 與LED顯示相關(guān)的知識 本設(shè)計采用LED數(shù)碼管進行數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。LED數(shù)碼管也

49、稱半導(dǎo)體數(shù)碼管，是目前數(shù)字電路中最常用的顯示器件。七段LED顯示器由七個發(fā)光段構(gòu)成，每段均是一個LED二極管，這7個發(fā)光段分別為a,b,c,d,e,f和g,通過控制不同段的點亮和熄滅,可顯示16進制數(shù)字0～9和A,B,C,D,E,F,也能顯示H，L，P等字符。有的產(chǎn)品還有一個小數(shù)點DP位段，用來顯示小數(shù)。 LED顯示器以發(fā)光二極管作為顯示發(fā)光部件，每段并按共陰極方式或共陽極方式連接后封裝而成的。共陽極結(jié)構(gòu)中，各LED二極管的陽極被連在一起，使用時要將它與+5V相連，而把各段的陰極連到器件的相應(yīng)引腳上。當(dāng)要點亮某一段時，只要將相應(yīng)的引腳（陰極）接低電平。對于共陰極結(jié)構(gòu)的LED顯示器，陰極連在一

50、起后接地，各陽極段接到器件的引腳 上，要想點亮某一段時，只要將相應(yīng)引腳接高電平。LED顯示器的一個段發(fā)光時，通過該段的平均電流約為10mA～20mA。 將一個8位并行輸出口與顯示器的發(fā)光二極管引腳相連，8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，通常將控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼。共陽極與共陰極的段選碼互為補數(shù)。 LED顯示器與顯示方式: LED顯示器有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。 LED顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極或共陽極連接在一起接地或+5V；每位的段選線（a～dp）與一個8位并行口相連。顯示電路中，每一位可獨立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平

51、，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。由于每一位由一個8位輸出口控制段選碼，故在同一時間里每一位顯示字符可以各不相同。N位靜態(tài)顯示器要求有N×8根I/O口線，占用I/O資源較多。故在位數(shù)較多時往往采用動態(tài)顯示方式。 LED動態(tài)顯示方式，在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，而共陰極點或共陽極點分別由相應(yīng)的I/O口線控制。 8位LED動態(tài)顯示電路只需要兩個8位I/O口。其中一個控制段選碼，另一個控制位選。由于所有位的段選碼皆由一個I/O控制，因此，在每個瞬間，8位LED只可能顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，必須采用掃描顯示方式。即在每

52、一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制I/O口在該顯示位送入選通電平（共陰極送低電平，共陽極送高電平）以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位顯示該位應(yīng)該顯示字符，保持一段時間，以造成視覺暫留效果。 4.3.2 顯示方案的設(shè)計 由PLC的Q0.0～Q0.7提供段選碼顯示，再由Q1.0～Q1.3接兩個74LS138譯碼器的A、B、C及控制端。因為74LS138譯碼器輸出的是低電平選通，因此譯碼后需要連接到集電極開路六高壓正相驅(qū)動器74LS07輸出低電平來驅(qū)動16個LED數(shù)碼管，最后一個數(shù)碼管是進行溫度顯示的時候顯示“-”表示輸出溫度為零下幾度，這

53、個數(shù)碼管由輸出點Q1.4單獨來驅(qū)動。 Q0.7 PLC 74LS07 驅(qū)動器 LED 顯示器 2個74LS138譯碼器 74LS07 驅(qū)動器 74LS06驅(qū)動器 8 Q0.0 Q1.0 3 Q1.3 Q1.4 圖10 顯示方案原理框圖 顯示方案采用74LS138譯碼器進行I/O口的擴展，把需要的輸出點數(shù)從25位減少到了13位，從而大大減少了所需要的輸出點數(shù)，不需要進行額外的I/O口擴展，

54、就能實現(xiàn)十七個LED的動態(tài)顯示。 4.4 工作電源部分 +5V電源是本系統(tǒng)不可缺少的部件，對電源的選擇設(shè)計應(yīng)遵守三個原則: 首先是功率，即電源提供的電流應(yīng)是系統(tǒng)所需電流的二倍以上。以保證電路狀態(tài)突變時有足夠的電流供應(yīng)。其次是干擾，即通過電源進入系統(tǒng)的干擾盡可能的少，以避免單片機寄存器值的突變，或干擾指令的正確執(zhí)行。最后是電壓上升速度，即從上電到系統(tǒng)正常工作電壓所需時間。在溫濕度顯示的設(shè)計中，為了在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的方便，設(shè)計了外接220V交流電壓的電源模塊，它可以將220V交流電壓變換為12V直流電壓輸出，12V直流電壓作為線性三端穩(wěn)壓芯片LM7805的輸入，穩(wěn)壓后可以很好的輸出5V標(biāo)準(zhǔn)直流

55、電壓。設(shè)計電源電路原理如圖10所示。 圖11 +5V電源模塊電路 在電源原理圖中，C1, C2是12伏電源濾波電容，C1是一大的電解電容，C2是一個常規(guī)電容，并聯(lián)在大電容旁邊的目的是降低高頻內(nèi)阻，小電容可以提供一個小內(nèi)阻的高頻通道，降低電源全頻帶內(nèi)阻，C2取0.1～0.01μF，可取瓷介、獨石、紙介等電容。三端穩(wěn)壓芯片LM7805將電壓穩(wěn)壓成5伏直流電源提供給傳感器使用，C3,C4兩個電容是5伏電源的濾波電容，作用與C1, C2相同。電阻和綠色的LED組成5伏電源的工作指示電路，只要電源部分正常，綠色的LED就會點亮，可以根據(jù)這LED來判斷整個電源部分

56、是否工作正常。 下圖為總設(shè)計圖： 圖11 總設(shè)計框圖 22 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 5.1 顯示系統(tǒng)主程序 本溫度濕度顯示系統(tǒng)主要測試的是室內(nèi)環(huán)境的溫濕度，不需要進行溫、濕度的實時控制，因此系統(tǒng)對溫、濕度顯示精度的要求不是很高，為了省去繁瑣的數(shù)據(jù)采樣、濾波等處理程序，本設(shè)計采用定時1S進行數(shù)據(jù)讀入方式，從而簡化了程序的設(shè)計，提高了程序運行的可靠性。 開始 初始化過程 溫濕度讀取 時間校正？ 定時時間到？ 時間校正 LED顯示 時間讀取 N

57、 Y N Y 圖11顯示系統(tǒng)主程序基本流程圖 5.1.1 溫度讀入子程序 由于本溫度、濕度監(jiān)測與顯示系統(tǒng)主要工作在室溫范圍內(nèi)，因此溫度測量顯示范圍確定在-25℃～+55℃之間,溫度安全范圍設(shè)定為-10℃～+30℃，當(dāng)超過這個范圍時進行報警。集成溫度傳感器LM35

58、測量的溫度數(shù)據(jù)信號（直流電壓信號-250mV～550mV）經(jīng)過模擬量輸入模塊輸入，經(jīng)模塊內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換成12位數(shù)據(jù)存放在寄存器之中，在經(jīng)過內(nèi)部程序?qū)?shù)據(jù)進行處理和運算后，再輸入到規(guī)定的數(shù)據(jù)存儲器之中以備其他程序的調(diào)用。具體溫度讀入子程序流程圖如圖5-2。 初始化（清AC0） 讀入溫度值到AC0 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實數(shù) 是正數(shù)？ 數(shù)據(jù)處理及運算 數(shù)據(jù)存儲 轉(zhuǎn)換為正數(shù) 數(shù)據(jù)處理及運算 數(shù)據(jù)存儲 子程序2開始 子程序0結(jié)束 Y N 圖1

59、2 溫度讀入子程序流程圖 5.1.2 濕度讀入子程序 濕度的讀入程序的大體流程和溫度的原理基本相同如下圖5-3，這里不再贅述。集成濕度傳感器HM1500的測量范圍為（0～100%RH）輸出電壓范圍（+1～+4V）輸出電壓信號與相對濕度之間的計算關(guān)系(Ta=+23℃時)為： U。=1.079+0.2568RH 公式（5-1） 集成濕度傳感器一般都需要溫度補償，當(dāng)溫度不是+23℃時，HM1500溫度補償公式為： 初始化（清AC0） 數(shù)據(jù)處理及運算 溫度校正（數(shù)據(jù)計算） 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及存儲 子程序3開始 子程序1結(jié)束 溫度報警？ 報警處

60、理 [] 公式（5-2） N Y Y 圖13 濕度讀入子程序流程圖 5.1.3 顯示子程序 由于測溫范圍設(shè)定在-25℃～55℃，因此溫度顯示需要使用三個LED數(shù)碼管，兩位進行數(shù)據(jù)顯示，一位進行符號位顯示，居中的“-”表示負(fù)號，此位LED數(shù)碼管還兼有溫度和濕度報警的作用

61、，當(dāng)溫度超過允許的設(shè)定范圍時LED最上面的“-”進行閃亮顯示，濕度超過設(shè)定范圍時最下面的“-”進行閃亮顯示。 初始化清AC0、AC1 送首地址給AC1 送段選碼到QB0 顯示延時1～5ms 送位選 AC1、AC0+1 顯示最后一位LED 16次？ 子程序4開始 子程序4結(jié)束 N Y Y 圖14 濕度讀入子程序流程圖 因此，本設(shè)計的這位LED數(shù)碼管通

62、過PLC的一個輸出口Q1.4和74LS06進行連接后單獨來驅(qū)動。程序流程圖如圖5-4所示，顯示緩沖區(qū)設(shè)定在以變量存儲器VB100開始的存儲區(qū)域內(nèi)。 5.1.4 實時時鐘指令 S7-221和S7-222沒有內(nèi)置的實時時鐘功能。S7-224和S7-226內(nèi)置的實時時鐘內(nèi)容用超級電容來保持。保持時間的典型值為190小時最少120小時?？捎秒姵乜▉硌娱L斷電保持的時間。 運用PLC.內(nèi)部的功能指令讀實時時鐘指令(TODR)從實時時鐘讀取當(dāng)前時間和日期，并裝入以T為起始字節(jié)地址的8個字節(jié)緩沖區(qū)，依次存放年、月、日、時、分、秒、0、和星期。操作數(shù)T的數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型。 設(shè)定實時時鐘（TODW）指令把

63、含有當(dāng)時時間和日期的8個字節(jié)緩沖區(qū)的內(nèi)容裝入時鐘。 本設(shè)計把時鐘緩沖區(qū)設(shè)定在以變量存儲器VB700開始的8個字節(jié)緩沖區(qū),具體分配見表5.1。具體設(shè)置時鐘初始化子程序和時鐘讀入子程序見附錄。 表5.1 實時時鐘緩沖區(qū)地址分配 年 月 日 時 分 秒 0 星期 VB700 VB701 VB702 VB703 VB704 VB705 VB706 VB707 5.2 程序清單 具體的程序設(shè)計（梯形圖及指令標(biāo)）見附錄 27 結(jié) 論 本設(shè)計綜合利用可編程控制器（PLC）技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和LED顯示等科學(xué)知識，完成了PLC控制的溫度、濕度

64、和時間顯示裝置的設(shè)計。比較系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及設(shè)計方法。充分利用PLC的功能指令完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計。 1. 把傳感器技術(shù)應(yīng)用到PLC控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度和濕度的數(shù)據(jù)采集和讀取。 2. 利用LED數(shù)碼管的顯示技術(shù)完成了環(huán)境溫度、濕度及時間顯示電路的設(shè)計。 3. 充分利用外圍已用元器件，在沒有增加其它元器件的前提下，實現(xiàn)了環(huán)境溫度和濕度在超出規(guī)定的數(shù)值范圍時報警的設(shè)計。 4. 利用PLC強大的指令功能和實時時鐘指令完成了對時間及年月日進行顯示及校正的設(shè)計。 5. 在本設(shè)計的基礎(chǔ)上可以方便的進行各種功能的擴展。例如，可以把功能擴展延伸為實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的顯示和控制。 6.

65、整個系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設(shè)計、開發(fā)、維護方便，隨著功能的進一步擴展和PLC價格的降低，其性價比會越來越高。 28 參考文獻 [1] 陳立定，吳玉香，蘇開才. 電氣控制與可編程控制器. 廣州：華南理工大學(xué)出版社2004 [2] 張進秋,張中民. 可編程控制器原理及應(yīng)用實例.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [3] 汪曉萍，等.可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實例導(dǎo)航.北京：人民郵電出版社，2004 [4] 溫照方.可編程控制器教程.北京：北京理工大學(xué)出版社，2002 [5] 吳中俊，黃永紅.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [6] 隋振有，隋鳳香.可編程控制器

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