毕业论文
基于PLC的室内空调温度控制设计
【摘要】
本设计是将温度传感器采集到的室内温度转换为电阻的变化，再通过变送器将其转化为模拟的输入电流或电压的变化,然后经过温度模块FX0N-3A把采集到的模拟量转换成数字量送给PLC主模块，经过CPU的处理然后输出控制信号，控制两台压缩机和报警灯。
当温度低于25度时，压缩机不工作，空调不启动；当温度高于30度时，启动一台机组Y0，空调开始制冷；当温度高于36时再启动一台Y1，制冷效果加强，当温度减低到30度时；停止Y0，制冷下降，降到26度时两台都停止，空调此时相当于一台风扇，没有制冷效果；当温度低于23度时，Y2会发出报警，并能利用上位机实现实时监控，并且能够控制下位机。
【关键词】:温度传感器，PLC，压缩机
ABSTRACT
This design is using temperature sensor PT - 100 acquisition indoor temperature conversion for resistance changes, another transmitter transform and then into module to the input current, voltage or change FX0N - after temperature module and the gathering to triple-a analog conversion into the digital quantity of PLC, after the main module for the processing and CPU output control signal, control two compressors and alarm lamp.
When the temperature is below 25 degrees is compressor doesn't work namely air conditioning don't start, when temperature higher than 30 degrees to start a unit Y0, air conditioning refrigeration and when temperature higher than start when restarting a 36 Y1, refrigeration effect strengthening, when the temperature reduced to 30 degrees to stop Y0, refrigeration down, down to 26 degrees, air conditioning stop at two equivalent of a fan, no refrigeration effect, and when temperature is below when 23 degrees issued a warning, and may Y2 could use PC realize real-time monitoring, and can control a machine. 【KEY WORD】:temperature sensor, PLC, compressor
毕业论文
目录
引言 ...................................................................... 1 一、PLC基础 .............................................................. 1
（一）PLC的定义 ....................................................... 1 （二）PLC的特点 ....................................................... 1 （三）PLC的功能与选项 ................................................. 2 二、PT00使用说明 ......................................................... 3
（一）热电阻的工作原理 ................................................ 3 （二）pt100温度与阻值对照 ............................................. 3 三、fx0n-3A简介 .......................................................... 4 四、变频器原理及简介 ...................................................... 4 五、MCGS简介 ............................................................. 5 六、温度采集辅助放大电路 .................................................. 6 七、温度采集与监控系统PLC设计 ............................................ 6
（一）系统的组成与工作过程 ............................................ 6 （二）系统工艺要求 .................................................... 7 （三）控制要求 ........................................................ 7 （四）流程图 .......................................................... 7 （五）元器件使用说明 .................................................. 7 （六）输入\\输出分配 ................................................... 7 （七）硬件连接图 ...................................................... 8 （八）主电路图 ........................................................ 9 八、系统各个部分的设计分析 ................................................ 9
（一）FX0N-3A功能模块设计 ............................................. 9 （二）启停程序设计 ................................................... 10 （三）PLC主模块采集处理程序 .......................................... 10 九、温度采集与监控系统的组态监控界面 ..................................... 11 总结 ..................................................................... 13
附录一完整梯形图 ..................................................... 14 附录二指令表 ......................................................... 18 参考文献 ................................................................. 21 致谢 ..................................................................... 22
毕业论文
引言
目前空调机已经广泛地应用于生产、生活中。为了使空调的温度能够更加的适中，避免不断的制冷和不稳定等问题，本文进行了“基于PLC的室内空调温度控制”的设计。
时下，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。在全球工业计算机控制领域，围绕开放式过程控制系统、开放式过程控制软件、开放式数据通信协议，已经发生巨大变革。
本设计是将温度传感器采集到的室内温度转换为电阻的变化，再通过变送器将其转化为模拟输入电流或电压的变化,然后经过温度模块FX0N-3A把采集到的模拟量转换成数字量送给PLC主模块，经过CPU的处理然后输出控制信号，控制两台压缩机和报警灯。
当温度低于25度时，压缩机不工作，空调不启动；当温度高于30度时，启动一台机组Y0，空调开始制冷；当温度高于36时再启动一台Y1，制冷效果加强，当温度减低到30度时；停止Y0，制冷下降，降到26度时两台都停止，空调此时相当于一台风扇，没有制冷效果；当温度低于23度时，Y2会发出报警，并能利用上位机实现实时监控，并且能够控制下位机。 一、PLC基础 （一）PLC的定义
可编程控制器简称PC，它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个名字。
PLC是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下的应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、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、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都是按易于工业控制器系统联成一体、易于扩充功能的原则设计。
PLC是一种以微处理技术为基础，将控制处理规则存储于存储器中，应用于以控制开关量为主或包括控制参量在内的逻辑控制、机电运动控制或过程控制等工业控制领域的新型工业控制装置。 （二）PLC的特点
PLC是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点： 1.可靠性高，抗干扰能力强。
2.通用性强，控制程序可变，使用方便。 3.功能强，适应面广。 4.编程简单，容易掌握。
5.减少了控制系统的设计及施工的工作量。
1
毕业论文
6.体积小、重量轻、功耗低、维护方便。 （三）PLC的功能与选型
可编程控制器在国内外广泛应用于钢铁、石化、机械制造、汽车装配、电力、轻纺、电子信息产业等各行各业。目前典型的PLC功能有顺序控制、程控、数据处理、通信联网、显示打印。
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。 1、输入输出（I/O）点数的估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行调整。 2、存储器容量的估算
为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 3、运算功能
设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。 4、控制功能
控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。 5、通信功能
PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络。2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络。3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网。4）专用PLC网络（各厂商的专用PLC通信网络）。
为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。 6、编程功能
五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其
2
毕业论文
标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。 7、诊断功能
PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 8、处理速度
PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。
输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件，就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。
因此,据上所述应选用PLC类型为FX2N-48MR：48点I/O接口，电源为220V，存储器为8K。 二、PT00使用说明 （一）热电阻的工作原理
热电阻和热电偶的测温原理是不一样的,热电偶是把温度的变化通过热电偶转换为热电势的变化来达到测温的目的；而热电阻则是把温度的变化通过热电阻转换微电阻值的变化来达到侧温的目的。
（二）pt100温度与阻值对照如表2.1所示。
表2.1 pt100温度与阻值对照表
温度(℃) -200 -190 -180 -170 -160 -150 -140 -130 -120 -110 -100 -90 阻值(Ω) 18.49 22.8 27.08 31.32 35.53 39.71 43.87 48 52.11 56.19 60.25 64.3 温度(℃) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 3
阻值(Ω) 100 103.9 107.79 111.67 115.54 119.4 123.24 127.07 130.89 134.7 138.5 142.29 温度(℃) 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 阻值(Ω) 179.51 183.17 186.32 190.45 194.07 197.69 201.29 204.88 208.45 212.02 215.57 219.12