曹永戰(zhàn)　吳迪　張茜

摘 要：采用西門子PLC為主控器，以溫濕度為被控對(duì)象，結(jié)合觸摸屏進(jìn)行溫濕度的實(shí)時(shí)顯示和控制。系統(tǒng)能夠快速有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食倉庫的溫濕度調(diào)節(jié)。根據(jù)儲(chǔ)存糧食作物的不同，調(diào)整最佳的溫度，濕度，使作物達(dá)到長久儲(chǔ)存。測試表明本系統(tǒng)操作方便，運(yùn)行可靠。

關(guān)鍵詞：PLC；溫度控制；濕度控制；觸摸屏

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）17-0005-02

1 背景概述

我國糧食產(chǎn)量和消費(fèi)水平一直居世界前列，糧食儲(chǔ)存顯得尤為重要。儲(chǔ)存方法不得當(dāng)，會(huì)造成發(fā)霉、變質(zhì)等嚴(yán)重?fù)p失。由于各種糧食對(duì)溫度濕度的要求不同，精確地對(duì)濕度溫度的控制尤為重要。

本文利用PLC作為控制器，設(shè)計(jì)一種溫濕度可調(diào)可控、并能實(shí)時(shí)顯示的控制系統(tǒng)。

相比于其他的控制方式，該控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性更強(qiáng)，保證系統(tǒng)工作的連續(xù)性。采用觸摸屏控制是使操作更加簡潔，能夠滿足糧食儲(chǔ)存系統(tǒng)的控制要求。

2 溫度、濕度控制系統(tǒng)原理

糧食儲(chǔ)存控制系統(tǒng)以溫度和濕度作為被控參數(shù)，溫度與濕度傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，送入PLC中。

經(jīng)過PID的調(diào)節(jié)作用，得到需要的控制量，并將控制信號(hào)送出，輸出包括加熱、制冷、加濕和開風(fēng)機(jī)信號(hào)，并通過PLC來控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，加熱閥、制冷閥、加濕閥和風(fēng)機(jī)控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食儲(chǔ)存?zhèn)}庫的溫度、濕度的控制。如圖1所示。

3 溫度、濕度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

構(gòu)成糧食倉庫儲(chǔ)存溫度、濕度控制系統(tǒng)的硬件主要包括：溫度、濕度傳感器，PLC控制器，電源部分，PC上位機(jī)及監(jiān)控，溫度、濕度的相關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備，觸摸屏及報(bào)警器等設(shè)備。

3.1 主控器PLC的選擇

PLC作為工業(yè)控制器，其系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長，能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回路控制。

我們選用的是西門子的S7-300CPU315-2PN/DP模塊化微型PLC系統(tǒng)，它能滿足中、小規(guī)模的性能要求足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù)簡單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活各種性能的模塊可以非常好地滿夠滿足該控制系統(tǒng)，并且也能夠滿足后序功能的擴(kuò)展要求。模擬量輸入模塊選用SM331，AI8×13位，模擬量輸出模塊選用SM332，AO8×12位。輸入輸出功能表見表1。

3.2 溫度、濕度傳感器的選擇

本系統(tǒng)選用JCJ100ND數(shù)字溫濕度傳感器，它采用的是標(biāo)準(zhǔn)的RS-232或485通信接口，該傳感器對(duì)外界的抗干擾能力強(qiáng)，并且在全部量程以內(nèi)精度高，一致性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，響應(yīng)速度快。

該傳感器可以通過串行通信與計(jì)算機(jī)組成多點(diǎn)的溫度、濕度測量系統(tǒng)。

3.3 觸摸屏選擇

本系統(tǒng)選擇威綸TK6070 ip觸摸屏。改觸摸屏的分辨率較好，達(dá)到800×400 WxHdots。

它的I/O通訊口十分豐富，并且操作方便，可靠性強(qiáng)，性價(jià)比較高。

4 溫度、濕度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)觸摸屏需實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定值的輸入及顯示，并實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前溫度、濕度數(shù)值的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示。

此外，增加一個(gè)控制界面，可相應(yīng)完成自動(dòng)、手動(dòng)控制，系統(tǒng)通過人機(jī)交互將控制指令發(fā)出送到PLC，經(jīng)過溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到更好的控制效果。

系統(tǒng)的溫濕度傳感器采集到的電流信號(hào)經(jīng)過PLC模擬量的擴(kuò)展模塊送入控制單元，并把同觸摸屏輸入的設(shè)定值進(jìn)行比較，如果存在一定的偏差就會(huì)利用PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，計(jì)算出控制量并輸出，達(dá)到消除相應(yīng)的偏差。當(dāng)實(shí)際測量值超過了所設(shè)定的溫度、濕度上下限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)報(bào)警，并給出相應(yīng)的指示動(dòng)作。

為了防止報(bào)警錯(cuò)誤產(chǎn)生，在溫濕度超過上下限時(shí)會(huì)給出一定時(shí)間的延遲再觸發(fā)報(bào)警，保證系統(tǒng)更可靠。軟件設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

5 結(jié) 語

本文介紹了基于PLC的溫濕度的糧食倉庫儲(chǔ)存控制系統(tǒng)。分析了系統(tǒng)控制目標(biāo)、硬件構(gòu)成和選型。引入人機(jī)界面，使控制操作容易，簡潔。

軟件設(shè)計(jì)采用西門子編程環(huán)境，實(shí)現(xiàn)溫濕度PID調(diào)節(jié)，達(dá)到糧食儲(chǔ)存對(duì)溫濕度控制要求。選擇西門子S7-300系列的PLC實(shí)現(xiàn)溫濕度控制系統(tǒng)，結(jié)合觸摸屏構(gòu)成操作界面，具有可靠性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，易擴(kuò)展特點(diǎn)，系統(tǒng)具有良好的實(shí)應(yīng)價(jià)值。

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