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校准输入时,其步骤如下;
(1)切断模块电源,选择需要的输入范围。 (2)接通CPU和模块电源,使其通电稳定15分钟。
(3)用一个变送器、一个电压源或一个电流源,将零值信号加到一个输入端。
(4)读取适当的输入通道在CPU中的测量值。
(5)调节偏置电位计,直到读数为零,或所需要的数据数字值。 (6)将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个,读出送到CPU的值。
(7)调节增益电位计,直到读数为32000,或所需的数字数据值。 (8)必要时,重复偏置和增益校准过程。
经上述步骤调整后,若输入0-20mA的模拟量信号,则对应的数字量结果0-32000或设定的所需数字数据值。 3.模拟量输入模块EM235接线说明
24V DC电源正极接入模块左下方L+端子,负极接入M端子。EM235模块的上部端子排为标注A、B、C、D的四路模拟量输入接口,可分别接入标准电压电流信号。为电压输入时,以A端为例,电压信号正极接入A+端,负极接入A-端,RA端悬空。为电流输入时,以B端为例,须将RB与B+短接,然后与电流信号输出端相连,电流信号输入端则接入B-接口。若4个接口未能全部使用,以C端口为例,未用的接口要将C+与C-端子短接,以免受到外部干扰。下部端子为一路模拟量输出端的3个接线端子MO、VO、IO,其中MO为数字接地接口,VO为电压输出接口,IO为电流输出接口。若为电压负载,则将负载接入MO、VO接口,若为电流负载,则接入MO、IO接口。 3.4.4 PLC I/O地址分配表
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根据系统要求,控制系统的I/O地址分配表如下表3.2、3.3所示
表3.2 输入端口地址分配表
序号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 输入口 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 AIW0 AIW2 AIW4 信号名称 手动/自动切换 总启动 总停止 遮阳帘开限位 遮阳帘关限位 遮阳帘开帘 遮阳帘关帘 通风扇正转 通风扇反转 热风机启停 冷风机启停 加热器启停 补光灯启停 CO2添加器启停 温度传感器 光照度传感器 CO2浓度传感器 备注 旋钮 按钮 按钮 限位开关 限位开关 单刀双掷开关 单刀双掷开关 单刀双掷开关 单刀双掷开关 旋钮 旋钮 旋钮 旋钮 旋钮 符号 SB1 SB2 SB3 SQ1 SQ2 SB4 SB4 SB5 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10
表3.3输出端口地址分配表
序号 01 02 输出口 Q0.0 Q0.1 控制信号 通风扇正转 通风扇反转 22 备注 接触器 接触器 符号 KM1 KM2 山东科技大学泰山科技学院学士学位论文
03 04 05 06 07 08 09 10 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 遮阳帘开帘 遮阳帘关帘 热风机 冷风机 加热器 补光灯 CO2添加器 启动指示灯 接触器 接触器 接触器 接触器 接触器 接触器 接触器 接触器 KM3 KM4 KM5 KM6 KM7 KM8 KM9 KM10 3.4.5PLC硬件接线图设计
本控制系统设计选用S7-200系列的CPU226以及模拟量输入模块EM235,硬件接线图如下图3.11所示(也可见附录2)
图3.11 硬件接线图
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4 控制系统的软件部分
4.1PLC程序设计方法
PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、电路转换梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
一、经验设计法:即根据前人总结的典型控制电路程序,再按照设计中被对象的具体要求,把典型程序进行重新组合,而且需要反复调试和修改,得到现在系统所需要的梯形图,有时仅仅这些还不能满足要求,还需要增加中间环节,才能得出符合要求的系统。这种方法没有一定的规律可遵循,设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系,故称为经验设计法。
二、继电器控制电路转换为梯形图法:用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器控制系统的功能。
三、顺序控制设计法:根据功能流程图,以步为核心,从起始步开始一步一步地设计下去,直至完成。此法的关键是画出功能流程图。
四、逻辑设计法:通过中间量把输入和输出联系起来。实际上就找到输出和输入的关系,完成设计任务。
本次设计采用的是经验设计法。
4.2 编程软件 STEP7-MICRO/WIN概述
STEP7-Micro/WIN32 编程软件是基于Windows的应用软件,由西门子公司专为S7-200系列可编程控制器设计开发,它功能强大,既可用于开发用户程序,又可以实时监控用户程序的执行状态。
编程软件的具体功能如下。
1.可以用梯形图、语句表和功能块图编程。
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2.可以进行符号编程,通过符号表分配符号和绝对地址,即对编程元件定义符号名称,增加程序的可读性,并可打印输出。
3.支持三角函数,开方,对数运算功能。 4.具有易于使用的组态向导。 5.可用于CPU硬件配置。
6.可以将STEP 7-Micro/WIN正在处理的程序与所连接的PLC中的程序进行比较。
4.3 控制系统的程序设计
4.3.1程序的设计思路
本控制系统设有手动、自动两种工作模式,自动模式为正常运行状态,手动模式用于应对一些突发情况。在自动工作模式下,PLC运行时,将传感器对温室温度、光照、二氧化碳浓度等环境因素进行检测的测量值与温室控制系统的设定值进行比较,如果温度的检测量高于设定值,PLC就会发出相应的指令控制冷风机的开启和通风扇正转(将温室中的空气排向外界);如果测量值低于设定值,则打开加热器和热风机,对温室进行加温,并使通风扇反转(将外界的空气引入温室)。当温室的光照低于设定值时,系统打开遮阳帘和补光灯;当温室的光照高于设定值时,系统关闭遮阳帘。当温室的二氧化碳浓度低于设定值,系统开启二氧化碳调节阀。如果温室中的测量值与设定值相等,则关闭相应设备,保持温室中的环境参数。
温室大棚内的不同作物对于自然环境的要求也不尽相同,本系统为研究方便,取其范围内一值,作为参考。植物对大棚温室内的温度要求大多数在25-30℃,本系统取值28℃;光照强度单位为lx,本系统取光照强度为30000lx;夏季在阳光直接照射下,光照强度可达6万~10万lx,没有太阳的室外0.1万~1万lx,夏天明朗的室内100~550lx,夜间满月下为0.2lx。二氧化碳浓度单位为ppm,空气中含量为300-400ppm,而植物生长需求则
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