基于PLC的绿棚温度控制器的设计研究.pdf

第 1 期 总第 1 7 0期 2 01 2年 2月 机 械 工 程 与自 动 化 ME CHANI CAL E NGI NEERI NG ＆ AUTOMATI ON NO ．1 Fe b． 文章 编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 2 0 1 0 1 4 6 0 2 基于 P L C的绿棚温度控制器 的设计研究 李雪莲，时谦 新疆农业 大学 机械交通学 院，新疆 鸟鲁木齐8 3 0 0 5 2 摘要 以三菱 F X z w --3 2 MR 系列可编程控 制器为 核心部 件，搭建 了温 室温度模拟 控制 系统 。主要 介绍 了其 硬件 电路设计、梯形 图程序设计等。该系统可编程控制器接 口线路简单 、外围元器件少 、可靠性高 ，能保 证 控制质量。 关键 词P L C温度控 制；温室；设计 中图分类号 TP 2 7 3 文献标识码 A 0 引言 随着数 字化 农业 生 产在我 国的推广 应用 ，环境 调 控 已成为增加生产、提高种植效益的重要手段。提高 温室环境控制系统的有效性、降低温室能耗费用 ，是 温 室研 究 的一个 重要 方 向 。 根据绿棚温度控制系统的要求与特点，本文采用 三菱 F Xz N 一3 2 MR型可编程控制 器搭 建了温室温度 模 拟控 制 系统[ 1 ] 。 1 温 室温 度控 制 系统功 能 温室温度控制系统的组成框图如图 1 所示。温度 传感器将采集到的温室内的温度经变送器转换成相应 的电信号 ，该电信号经可编程控制器特殊功能模块中 的 A／ D转换成相应 的标准数据信号，并输入可编程 控制器进行数据处理运算 。可编程控制器根据已设计 好 的控制算法得 到相应 的控 制数据，通过 I ／ o 口输 出信号控制输 出继电器动作 ，从而使电动机动作转动 窗户的开关 ，达到调节室内温度的 目的。 图 1 温 室 温 度 控 制 系 统 的 组 成 框 图 2系统 硬件 设计 在设有 P L C控制 的大棚 内，设置 3 个控制窗户。当 绿棚 内的温度大于或者小 于设 定温度范 围时 ，P L C就 发 出控制指令，将窗户打开或关闭，以保持室内的温度在 正常范围内。绿棚温度控制器的 I ／ 0分配图如图 2所 示，温度控制系统组成如图 3所示。P L C输出受梯形图 程序 的控制 ，如 Y O O O有输 出，则输 出继 电器 K MO闭 合，电动机转动使侧窗 l 打开。当外部温度变化时，温 度传感器所传送的信号经特殊功能模块进入 P L C处理之 后，整个程序一直运行，使开窗、关窗和保持受 P L C的 控制 ，这样就实现 了绿棚温度 的 自动化控制 。 温度传感器 图 2绿橱温度控制器的 I ／ O 分配国 图 3温 度 控 制 系统 组 成 3系统软 件设计 温度传感器将测量到的温度经变送器传给 P L C 的特殊 功 能模块 F X 。 w 一4 AD，经 A／ D转 换 器 后 送 入 P L C与设定的温度进行对 比后 ，将信号传给继电器， 决定窗户的状 态[ 4 保 持原状 态、开窗 还是关 窗 。 绿棚温度控制系统流程图如图 4所示。 4仿真调 试 与硬件 模拟 电路 调试 利用 GX S i mu l a t o r 6 一C软件对绿棚温度控制系 统进行仿真。温度设定范围为 l O。 C～2 5。 C，超出上 限或者低于下限就会使窗户动作。3个温度测量值分 收 稿 日期 2 0 1 1 1 O 一 0 8 ；修 回日期 2 0 1 1 1 1 1 2 作 者简介 李雪莲 1 9 6 7 一 ． 女， 新疆乌鲁木齐人 ， 副教授 ， 硕士 ， 主要研 究方向 农业电气 自动化。 温 度调 节器 H 执行机构 H 反 馈装 置 H H 温度变送器 H 温 度传 感 器 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 1期 李雪莲，等 基于 P L C的绿棚温度控制 器的设计研究 。 1 4 7 ‘ 别为 5。 C、2 O。 C、3 2。 C 嘲，仿真结果如下 图 4绿 棚 温 度 控 制 系统 流 程 图 1 当绿棚室 内温度为 5。 C时 ，按下启动按钮 X O O O ，继电器 MI O 0得电后程序执行传输 指令和 比 较指令 ，比较后 MO得电，使 Y0 0 1 、Y0 0 3和 Y0 0 5 置位 ，即室内的温度过低，3个窗户关闭，实现控制 要求 。图 5为室内温度为 5。 C的仿真结果。 图 5 室 内 温 度 为 5 C 时的 仿 翼 结 果 2 当绿棚室 内温度 为 2 O 。 C时，按下启动按钮 X 0 0 0 ，继 电器 MI O 0得 电后程序执行传输 指令和 比 较指 令 ，比较 后使 继 电器 MO和 M5的状 态 为关 ，无 输 出，即室 内的温度为 正常 温度 ，窗户保 持不 变。 图 6为室 内温 度为 2 O。 C的仿 真结 果 。 3 当绿棚室内温度 为 3 2 。 C时，按下启动按钮 X 0 0 O ，继 电器 MI O 0得 电后 程序执行传输 指令和 比 较指令 ，比较后继电器 M5 得 电，使 Y0 0 0 、Y 0 0 2和 Y 0 0 4得电，电动机转动 ，3个窗户打开。图 7为室 内温度为 3 2。 C时的仿真结果 。 5结语 基于 P L C可靠性高 、驱 动能力强、线路连接简 单 、易于扩展维护的优点，根据绿棚温度控制系统的 要求 ，利用三菱 F X 系列 P L C的 比较指令进行 了绿 棚温 度 控 制 器 的 硬 件 和 软 件 设 计 。并 利 用 GX S i mu l a t o r 软件强大的仿真功 能进行 了模拟调试，测 试结果显示系统工作可靠。 图 6 室 内温度为 2 0。 C的仿真结果 图 7室内温度 为 3 2 。 C的仿真结 果 参考文献 [ 1 ] 韩瑞华． P L C在温室温度控制系统中的应用[ J ] ． 昆明理 工大学学 报， 2 0 0 4 ， 2 9 2 1 1 4 - 1 1 7 ． [ 2 ] L j Y u a n y u a n ．S i mu l a t i o n o f a mu l t i - o v e n t e mp e r a t u r e c o n t r o l s y s t e m J ] ．J o u rn a l o f Gu y u a n T e a c h e r s C o l l e g e Na t u r a l S c i e n c e ， 2 0 0 4 ， 2 5 6 2 2 - 2 5 ． [ 3 ] 伊连 云． P L C功能指 令在农村 温室温度 控制 系统 中的应 用技 巧[ J ] ． 农 业装 备与车辆 工程 ， 2 0 0 7 1 2 4 8 6 3 ． [ 4 ] 黄颖 。 张茂青 ， 王芳 ． 等． 三菱 P L C在温室 控制 系统 中 的 应 用[ J ] ． 苏州大学学报 。 2 0 0 7 ． 2 7 4 1 - 3 ． [ 5 ] 李斌 ， 邹灿红． 电气控制 与 P L C应 用技术 仿真 教学 应用 研究 [ J ] ． 电气 电子教学学报 。 2 0 0 6 ， 2 8 6 5 8 6 0 ． De s i g n Re s e a r c h o f Gr e e n h o u s e Te mpe r a t u r e Co n t r o l l e r Ba s e d o n PLC LI Xu e - l i a nS HI Qi a n Me c h a n i c a l a n d Tr a f f i c C o l l e g e o f Xin j i a n g Ag r i c u l t u r a l Un i v e r s i t y ，Ur u mq i 8 3 0 0 5 2 ，C h i n a Ab s t r a c t A g r e e n h o u s e t e mp e r a t u r e a n a l o g c o n t r o l s y s t e m wa s b u i l t b y u s e o f FX2 N一 3 2 MR．W e d e s i g n e d t h e h a r d wa r e c i r c u i t ， l a d d e r d i a g r a m p r o g r a m a n d S O o n ．Th i s s y s t e m h a s s i mp l e i n t e r f a c e ．a f e w o f p e r i p h e r a l c o mp o n e n t s 。e x c e l l e n t r e l i a b i l i t y a n d h i g h c o nt r o l qua l i t y ． Ke y wo r d s PLC；t e mp e r a t u r e c o n t r o l ；g r e e n ho u s e ；d e s i g n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m