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模拟量输入模块EM235输入到PLC,经过与设定值比较,输出开关量进而对执行设备进行控制。本系统为一个温室大棚的控制系统,以后还可以以大棚群为单位,通过上位机进行统一控制。
具体来说就是按下启动按钮,系统启动后,接收由温度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器检测到的信号,然后经过PLC内部处理,由输出模块输出控制信号,以控制外围的执行器件。如果温度过高,就会驱动冷风机、通风扇来降低温室内温度;如果温度过低,就会驱动热风机、加热器、通风扇来调节室内温度;光照则由遮阳帘和发光器来进行调节;二氧化碳浓度则由二氧化碳添加器来添加。
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3 控制系统的硬件设计
PLC控制系统的设计主要由硬件设计和软件设计两部分组成。本章主要从硬件角度介绍了温室大棚控制系统的硬件设计方案,主要从电气控制系统设计、PLC外部接线图及外部硬件配置方面进行设计。
3.1电气控制系统设计
3.1.1系统主电路设计
温室大棚控制系统的主电路如下图3.1所示。其中通风扇和遮阳帘主工作电路相似,都需要电机的启动、停止以及正反转来完成工作,不同点是通风扇和遮阳帘电机的功率不同,且遮阳帘电机带限位开关。其中冷/热风机、加热器、发光体、CO2发生器的工作原理大致相同,都属于开关设备。
QKUVWNFU3FU4FU5FU6FU7FU8FU9FU10FU11FU12FU13FU14FU15FU16FU17FU18FU19KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8KM9FR1FR2FR3FR4FR5LM13~M23~M33~M43~二氧化碳发生器发光体加热器通风扇电动机遮阳帘电动机热风机冷风机 图3.1温室大棚控制系统主电路原理图
从上图可以看出,QK为刀开关,其作用为控制整个主电路的启停;FR1-FR5位热继电器,起过载保护作用;FU1-FU7为熔断器,对各支路起到短路保护和过载保护作用;KM1-KM9为接触器的主触头,可以实现电机的启停、正反转以及开关设备的启停控制。 3.1.2控制系统各部分控制电路设计
通过系统主电路可以看出,温室大棚的控制系统的执行设备分为两大类:开关设备和非开关设备。开关设备包括风机、加热器等等;非开关设
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备比如正反转的电机,包括通风扇、遮阳帘等,这些电机需要启停和正反转,需要限位开关。
1.开关设备
加热器、二氧化碳添加器、热风机、冷风机、发光体都属于开关设备,其控制电路比较相似,现在就以热风机为例,做以下分析:
(1)热风机的主电路
风机的运行可以通过一个继电器来控制,主要控制风机的电机通断。风机工作运行必须有熔断器、热继电器来保护电路,主要功能有过电流保护、短路保护和过载保护。下图3.2为热电机的主电路图:
图3.2热风机主电路图
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(2)热风机控制电路
控制电路原理图如下图3.3所示,依照电路原理图可知:SB1为手动/自动切换开关。按下总启动开关SB2,接触器线圈KM10得电,KM10常开触点闭合,形成自锁。若是手动操作,将旋钮开关SB1打到手动档位,将SB6旋转到开启档位,接触器KM5得电,其常开触点闭合,热风机开始运行;将SB6旋转到停止档位,接触器KM5失电,其常闭触点断开,热风机停止运行。若是自动控制,将开关SB1旋转到自动档位,由PLC控制器控制,当接触器KM5得电时,其常开触点闭合,热风机运行。
SB2SB3KM10KM10SB6SB1KM10手动自动M0.3KM5
图3.3热风机控制电路图
2.正反转设备
在执行设备里,通风扇和遮阳帘属于非开关设备,也就是正反转设备,他们的控制电路很相似,现在以遮阳帘为例来分析一下主电路图和控制电路原理图。
(1)遮阳帘主电路
下图3.4为遮阳帘的主电路图。由电路图可知,接触器KM3、KM4主要是控制遮阳帘电机正反转;熔断器FU2主要是在电路中起到过电流保护,应对短路;热继电器FR2的作用主要是电机的过载保护。
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图3.4 遮阳帘主电路图
(2)遮阳帘的控制电路
遮阳帘的控制电路原理图如下图3.5所示。由其电路原理图可以分析得:旋钮SB1为手动/自动选择开关,按钮SB2为总启动开关,按下SB2,交流接触器KM10得电,其常开触点闭合,形成自锁;若手动操作,将旋钮
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