基于plc的温度和湿度的检测和显示
摘要
本论文主要讲述了基于西门子S7-200系列可编程控制器（PLC）为主要的控制元件，实现对环境的温度和湿度进行实时检测和显示，并同时实现对时间进行显示和校正等功能的显示装置的设计方法。
本设计的传感器部分采用集成温度和湿度传感器，集成传感器具有功能强、精度高、响应速度快、体积小、微功耗、价格低、适合远距离传输信号等特点。集成传感器的外围电路简单，具有较高的性价比。经过选择集成温度传感器采用电压输出式单片精密集成温度传感器LM35系列产品；集成湿度传感器选择线性电压输出式集成湿度传感器 HM1500，它的主要特点是采用恒压供电、内置放大电路、能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号、响应速度快、重复性好、抗污染能力强。显示部分采用LED七段码进行显示，本装置一共使用了十七个LED数码管进行显示，能够同时显示当时环境的温度、湿度和时间，还可以显示年月日等信息，并能实现当环境的温湿度超过一定范围时进行报警的功能。 关键词：PLC；温度传感器；湿度传感器；LED显示装 置
- I -
The design of detection and display about the temperature
and humidity based on PLC
Abstract
This paper mainly based on 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.
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 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 supply, 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 also 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 devices
- II -
目 录
摘要 .............................................................. I Abstract ......................................................... II 目 录 .......................................................... III 第一章 引 言 .................................................... 1
1.1 课题的背景和意义 ........................................... 1 第二章 系统简介及方案论证 ........................................ 2
2.1 系统设计主要技术指标与参数 ................................. 2 2.2 设计方案的论证 ............................................. 2 第三章 可编程控制器概述 .......................................... 4
3.1 PLC的系统组成与工作原理 ................................... 4
3.1.1 PLC的组成结构 ....................................... 4 3.1.2 PLC的扫描工作原理 .................................. 4 3.2 PLC的发展趋势 .............................................. 5 第四章 系统的硬件方案与设计 ...................................... 6
4.1 传感器的选型与设计 ......................................... 6
4.1.1 集成温度传感器介绍与选型 ........................... 6 4.1.2 集成湿度传感器介绍与选型 ........................... 9 4.2 PLC的选型与模块配置 ...................................... 13
4.2.1 PLC的选型原则 ...................................... 13 4.2.2 本系统中可编程序控制器的选取及其特点 ............... 14 4.3
显示方案的设计 .......................................... 16 4.3.1 与LED显示相关的知识 ................................ 16 4.3显示方案的设计 ............................................. 18
4.3.1 与LED显示相关的知识 ............................... 18 4.3.2 显示方案的设计 ..................................... 19 4.4 工作电源部分 ............................................. 20 第五章 系统软件设计 ............................................. 22
5.1 显示系统主程序 ............................................ 22
5.1.1 温度读入子程序 ..................................... 22 5.1.2 湿度读入子程序 ..................................... 23
- III -
5.1.3 显示子程序 ......................................... 24 5.1.4 实时时钟指令 ....................................... 25 5.2 程序清单 .................................................. 26 结 论 ........................................................... 27 参考文献 ......................................................... 28 致谢 ............................................................. 29 附 录 ............................................................ 30
1.主程序梯形图及指令表 ......................................... 30 2.时钟初始化子程序0梯形图及指令表 ............................. 33 3.实时时钟读入子程序1梯形图及指令表 ........................... 34 4.温度读入子程序2梯形图及指令表 ............................... 38 5.湿度读入子程序3梯形图及指令表 ............................... 42 6.显示子程序4梯形图及指令表 ................................... 45 7.中断0（调时闪）梯形图及指令表 ............................... 47 8.中断1（报警闪）梯形图及指令表 ............................... 48
- IV -
第一章 引 言
1.1 课题的背景和意义
温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度、湿度的检测及控制就非常有必要了。总之，环境温湿度的检测与调节仪器的设计和开发具有非常大的市场前景和实用价值。
本设计是基于西门子S7-200系列PLC为主要控制元件进行设计的，可编程控制器（PLC）是综合了计算机技术、自动控制技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便，易于编程及适应工业环境下应用等一系列优点，近年来的工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面应用越来越广，成为现代工业控制三大支柱之一。PLC的最终目标是用于实践，提高生产力。如今，应用PLC已经成为世界潮流，PLC将在我国得到更全面的推广应用。
本文主要介绍了对环境的温湿度进行检测和显示装置的设计方法。此装置不仅可以显示环境的温湿度，还可以进行年、月、日、时、分、秒的显示。随着工业化程度的不断提高，人们的时间观念越来越强，因此对时间及年月日的显示也是非常必要的，有比较大的现实意义。
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