山东交通学院基于PLC多通道温湿度监控装置

1、山东交通学院基于PLC多通道温湿度监控装置的开放性实验院(部)别信息科学与电气工程学院班级电升131学号111111111姓名张广骁指导教师韩耀振目录摘要..............................................................................................................3一PLC简介..............................................................................................41.1PLC的发展历................................................................................41.2PLC的基本概念与应用领域....................................................41.3PLC的基本概念与工作原理..................................。

2、......................5二硬件设计...............................................................................................71.1设计框图........................................................................................71.2温湿度传感器...............................................................................71.3EM235介绍....................................................................................8三开放性实验.........................................................................................1。

3、41.1设计要求......................................................................................141.2I/O分配......................................................................................141.3实验程序.....................................................................................151.4实验照片.....................................................................................18总结............................................................................................................19致谢......。

4、......................................................................................................20参考文献...................................................................................................21摘要个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC）。PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。PLC采用了可编程程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等操作的指令。并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程；而有关的外围设备，都应按易与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC存在许许多多的的优点，因此，PLC已。

5、经在工业市场占有一大片领域。随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广目前，PLC在国内外已经广泛应用于钢铁，石油化工，建材，机械制造，交通运输等各个行业。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。一PLC简介1.1PLC的发展历PLC产生到现在，已发展到第四代产品，其过程基本如下：第一代PLC（1969-1972）:大多用一位机开发用磁芯存储器存储，只具有单一的逻辑控制功能，机种单一，没有形成系统化。第二代PLC（1973-1975）：采用8位微处理及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊。

6、断功能，初步形成系列化。第三代PLC(1976-1983):随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量使用,PLC的处理速度大大提高，从而促使它向多功能及联网通讯方向发展，增加了多种特殊功能，如浮点数运算、三角函数运算、表处理、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。第四代PLC(1983年至今)：不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(ReducedInstructionSetComputer)精简指令系统CPU等高级CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含微处理器的智能模块，使第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运算控制功能、数据处理功能、联网通讯功能的真1.2PLC的基本概念与应用领域1、PLC的概念广义上的可编程序控制器简称PLC，狭义上的PLC是一种数字运算操作系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程的存储器，用来在其内部执行逻辑运算、顺序控制、定时计数等的指令，并通过输入和输出控制各种类型的机械或生产过程2、PLC由硬件部分和软件两部分组成，硬件部分由输入模块。

7、，CPU模块，输出模块、编程器这四部分组成。3、PLC的优点：1、可靠性高，抗干扰能力强2、配套齐全，功能完善，实用性强3、易学易用，深受工程技术人员欢迎4、系统的设计、建造工作量小，维修方便，容易改造5、体积小，重量轻，能耗低PLC的应用领域：1、开关量的逻辑控制2、模拟量的控制3、运动控制4、过程控制5、数据处理6、通讯及联网1.3PLC的基本概念与工作原理1、PLC的硬件结构（1）CPU模块由CPU和存储器组成存储器又包括：（1）随机存储器（读/写存储器）RAM。其作用是存放用户程序，其特点具有易失性（2）只读存储器ROM。其作用是存放系统程序，其特点具有非易失性（3）可以电擦出可编程只读存储器EEPROM。其作用是存放用户程序，其特点是具有非易失性（2）输入模块I包括直流输入型和交流输入型（3）输出模块O包括继电器输出型模块、双向晶闸管输出型模块、晶体管输出型模块（4）编程器指电脑2、CPU的软件结构是指PLC的编程语言其编程语言包括梯形图、指令表（S7-200中的编程语言）、顺序功能图（S7-300和S7-400中的编程语言）等3、PLC的工作原理一、PLC的工作模式包括:（。

8、1）RUN（运行）模式，（2）STOP（停止）模式（1）PLC的RUN工作模式：读写输入执行用户程序处理通信请求CPU自诊断检查改写输出表3-3PLCRUN工作模式（2）PLC的STOP工作模式：表3-3PLCSTOP工作模式读取输出处理通信请求CPU自诊断检查改写输出二硬件设计1.1设计框图图1-1工作原理编程控制实验箱（天煌）1台西门子S7-200系列PLC-CPU2261台通讯电缆1根计算机1台编程软件V4.0STEP7MicroWINSP61套连接导线若干EM2351台稳压器1台温湿度传感器1台1.2温湿度传感器SHR01-233K特点：湿敏电阻（湿敏传感器）是在导电半导体陶瓷基片上涂履一层高分子感湿膜，与空气中相对湿度变化导致电阻值系数变化原理。应用于数字式温湿度表、电子温湿度计、加湿机、抽湿机、空调、气象测量场合。优点：具有良好的灵敏感应特性、防水性、稳定性、高精度、低飘移。参数：表1-5供应电压1VAC(50HZ-2KHZ)湿度测试范围10%--95%RH湿度精度±5%RH（20%--90%）湿度一致性±3%RH（20%--90%）使用温度范围0--80℃（耐温120℃）。

9、储存环境10--40℃、20%--60%RH阻抗值23KΩ(60%RH,25℃)阻抗值范围15—28KΩ响应时间≤12S湿度飘移（年）±2%RH湿滞±1.5%RH1.3EM235介绍EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如图1-4：图1-4扩展模块接线图1-4演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。（后面将详细介绍）EM235的常用技术参数：表1-2EM235的常用技术参数模拟量输入特性模拟量输入点数4输入范围电压（单极性）0～10V0～5V0～1V0～500mV0～100mV0～50mV电压（双极性）±10V±5V±2.5V±1V±500mV±250mV±100mV±50mV±25mV电流0～20mA数据字格式双极性全量程范围-32000～+32000单极性全量程范围0～32000分辨率1。

10、2位A/D转换器模拟量输出特性模拟量输出点数1信号范围电压输出±10V电流输出0～20mA数据字格式电压-32000～+32000电流0～32000分辨率电流电压12位电流11位下表说明如何用DIP开关设置EM235扩展模块，开关1到6可选择输入模拟量的单/双极性、增益和衰减。表1-3EM235开关单/双极性选择增益选择衰减选择SW1SW2SW3SW4SW5SW6ON单极性OFF双极性OFFOFFX1OFFONX10ONOFFX100ONON无效ONOFFOFF0.8OFFONOFF0.4OFFOFFON0.2由上表可知，DIP开关SW6决定模拟量输入的单双极性，当SW6为ON时，模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。SW4和SW5决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。根据上表6个DIP开关的功能进行排列组合，所有的输入设置如下表：表1-46个DIP开关决定了所有的输入设置。也就是说开关的设置应用于整个模块，单极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0到50mV12.5μVO。