【正文】 要進(jìn)行額外的 I/O口擴(kuò)展，就能實(shí)現(xiàn)十七個 LED 的動態(tài)顯示。在此瞬間，段選控制 I/O 口輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制 I/O 口在該顯示位送入選通電平（共陰極送低電平，共陽極送高電平）以保證該位顯示相應(yīng)字符。其中一個控制段選碼，另一個控制位選。 N 位靜態(tài)顯示器要求有 N 8 根 I/O 口線，占用 I/O 資源較多。 LED 顯示器與顯示方式 : LED 顯示器有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。對于共陰極結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器，陰極連在一起后接地，各陽極段接到器件的引腳 上，要想點(diǎn)亮某一段時，只要將相應(yīng)引腳接高電平。有的產(chǎn)品還有一個小數(shù)點(diǎn) DP 位段，用來顯示小數(shù)。雙極性數(shù)據(jù)字格式的全量程反為設(shè)置為 32020～ +32020。差 值 3276032020=760 則用于偏置 /增益，由系統(tǒng)完成。數(shù)據(jù)值的 12 位在 CPU 中的存放格式為最高有效位為符號位： 0表示正值數(shù)據(jù)字， 1 表示負(fù)值數(shù)據(jù)字。開關(guān) 2和 3 可選擇模擬量輸入范圍。輸出擴(kuò) 展模塊 EM222 有三種 :8點(diǎn) DC 晶體管輸出， 8點(diǎn) AC輸出、 8點(diǎn)繼電器輸出。它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。從 CPU 模塊的功能來看，CPU 模塊為 CPU22*，它具有如下五種不同的結(jié)構(gòu)配置的 CPU 單元。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個 15 I/O 點(diǎn)及有關(guān)功能器占用內(nèi)存大致如下： 開關(guān)量輸入元件： 10～ 20B/點(diǎn)； 開關(guān)量輸出元件： 5～ 10B/點(diǎn)； 定時器 /計數(shù)器： 2B/個； 模擬量： 100～ 150B/點(diǎn)； 通信接口：一個接口一般需要 300B 以上； 根據(jù)上面算出總字?jǐn)?shù)再加上 25%左右的備用量，就可以估算出程序所需要的內(nèi)存量，從而選擇合適的 PLC 內(nèi)存。以上共需要 4個輸入信號點(diǎn)，考慮以后對系統(tǒng)的調(diào)整與擴(kuò)充留有 20%的備用點(diǎn)，即用 4 20%=1，取 1 個點(diǎn)，這樣共用 5 個輸入點(diǎn)。合理選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求有可使系統(tǒng)總投資最低。 表 HM1500的 0U 與 RH的對應(yīng)關(guān)系 ( AT 23 C?? ? ) RH/(%) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0U /V RH/(%) 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0U /V 當(dāng) AT 23 C?? ? 時，可按下式對讀數(shù)值加以修正： RH RH???[ 3A1 ( T 23 )e???] 公式（ 46） 14 PLC 的選型與模塊配置 選擇合適的機(jī)型是 PLC 控制系統(tǒng)的硬件配置的關(guān)鍵問題，目前，國內(nèi)外生產(chǎn)PLC 的廠家很多，如西門子、三菱、松下、歐姆龍、 LG、 ABB 公司等，不同的廠家的 PLC 產(chǎn)品雖然基本功能相似，但有些特殊功能、價格、服務(wù)及使用的編程指令和編程軟件都不相同。利用電容量與相對濕度的函數(shù)關(guān)系即可測量濕度。工作溫度范圍是 30℃～ +60℃。 %RH，響應(yīng)時間為 5s。相對濕度為 55%時的標(biāo)稱輸出電壓為 。它將側(cè)面接觸式濕敏電容與濕度信號調(diào)理器集成在一個模塊中，集成度高，有很小的易于安裝的接頭，因此不需要外圍元件，使用非常方便。用 r表示相對濕度為： nbPr 100%P?? 公式（ 44） 傳感器介紹 選擇集成濕度傳感器應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：感濕性能好、靈敏度高、響應(yīng)速度快、測量范圍寬，要有較好的一致性、可重復(fù)性，線性度要好、濕滯小較高的穩(wěn)定性和可靠性，有較強(qiáng)的抗污染能力、使用壽命長。在諸多方法中，習(xí)慣使用的是絕對濕度和相對濕度。 為了實(shí)現(xiàn) 25℃～ 55℃的溫度測量范圍，采用 LM35的全溫度測量接線方法，具體的接線圖如圖 5所示． 圖 5 設(shè)計接線圖 圖中：電阻 R的阻值按照 R=Vcc/50mA來選擇．電路的輸出電壓與溫度的線性關(guān)系為： 1)環(huán)境溫度 150℃ ,U 0=1500mV； 2)環(huán)境溫度 25℃， U 0=250mV； 11 3)環(huán)境溫度 55℃， U 0 =550mV． 由于所測量的溫度范圍是 25℃～ 55℃ 。電路如圖 4所示，測溫范圍 55～ +150℃。利用下列公式可計算出被測溫度 t(℃ )： ? ?00 1 0 /VU K t m V C t? ? ? ? 公式（ 41） 圖 2 LM35系列的內(nèi)部框圖 ③ LM35 基本應(yīng)用電路 由 LM35 系列構(gòu)成的簡易型攝氏溫度傳感電路，分別如圖 3（ a）（ b） 所示 .(a)圖所示電路的測溫范圍是 +2～ +150℃，（ b）圖示出的電路測量滿量程（ 55～+150℃）的攝氏溫度。 VD是電流源的溫度補(bǔ)償二極管。 ② LM35工作原理 LM35系列的內(nèi)部框圖如圖 2所示。 (10)只有177。(6)因晶體片微調(diào)而低費(fèi)用 。(2)線性 +℃比例因數(shù) 。這類傳感器在生產(chǎn)時已經(jīng)校準(zhǔn) ,可省去標(biāo)定工序 ,大大地方便了用戶的使用。 8 第四章 系統(tǒng)的硬件方案與設(shè)計 傳感器的選型與設(shè)計 傳感器是本設(shè)計最重要的部件之一，它的選取好壞對整個系統(tǒng)而言，非常重要。 (3)編程語言和編程工具朝著標(biāo)準(zhǔn)化和高級化方向發(fā)展。 PLC的發(fā)展趨勢 目前的可編程控制器有以下幾個方面的發(fā)展趨勢： (1)向小型化、專用化方向發(fā)展。在程序執(zhí)行階段， CPU按先左后右，先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行解釋、執(zhí)行， CPU 從輸入映象寄存器和輸出映象寄存器中 讀出各繼電器的狀態(tài)，根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再寫入輸出映象寄存器中。輸入刷新時， CPU 從輸入電路中讀出各輸入點(diǎn)狀態(tài)，并將此狀態(tài)寫入輸入映象寄存器中 。檢查正常后，方可進(jìn)行下面的操作。 PLC 7 上電后，首先進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入循環(huán)工作過程。裝有 CPU 單元的底板稱為 CPU 底板，其它稱為擴(kuò)展底板。 整體式 PLC 是將中央處理單元 (CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。 PLC 的各個部件，包括 CPU，電源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC相應(yīng)的 I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。 (5)對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 高抗干擾能力，高可靠性 (1)所有的輸入接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。系統(tǒng)總原理框圖如下圖 1 所示。 能實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫濕度的同時顯示，并能實(shí)現(xiàn)溫濕度的報警。 本文主要介紹了對環(huán)境的溫濕度進(jìn)行檢測和顯示裝置的設(shè)計方法。 本設(shè)計是基于西門子 S7200 系列 PLC 為主要控制元件進(jìn)行設(shè)計的，可編程控制器（ PLC）是綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的一種新型的、通用的自動控制裝置。顯示部分采用 LED 七段碼進(jìn)行顯示，能夠顯示當(dāng)時環(huán)境的溫度和濕度， 并能實(shí)現(xiàn)當(dāng)環(huán)境的溫濕度超過一定范圍時進(jìn)行報警的功能。 本論文主要講述了基于西門子 S7200 系列可編程控制器（ PLC）為主要控制元件，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度和濕度的 實(shí)時檢測和顯示。 它的功能性強(qiáng) ,可靠性高 ,編程簡單 ,使用方便 ,體積小巧 ,近年來在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用 ,被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動化主要支柱之一。經(jīng)過選擇集成溫度傳感器采用電壓輸出式單片精密集成溫度傳感器 LM35 系列產(chǎn)品；集成濕度傳感器選擇線性電壓輸出式集成濕度傳感器 HM1500，它的主要特點(diǎn)是采用恒壓供電、內(nèi)置放大電路、能輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級電壓信號、響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、抗污染能力強(qiáng)?？傊?，環(huán)境溫濕度的檢測與調(diào)節(jié)儀器的設(shè)計和開發(fā)具有非常大的市場前景和實(shí)用價值。如今， 應(yīng)用 PLC 已經(jīng)成為世界潮流， PLC將在我國得到更全面的推廣應(yīng)用。 能夠較精確地實(shí)現(xiàn)對環(huán)境濕度的檢測，測量濕度范圍為 (0%～ 100%)RH。 PLC 的梯形圖語言清晰、直觀、可讀性強(qiáng) , 易于掌握 .PLC 具有豐富的功能指令，能實(shí)現(xiàn)加減乘除四則運(yùn)算及數(shù)據(jù)傳送比較移位等功能，還具有實(shí)時時鐘指令，可方便的實(shí)現(xiàn)定時及時間和年月日的設(shè)置與顯示。其靈活性和通用性是繼電器控制電路無法比擬的。 (4)采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 安裝簡單，維修方便 溫度傳感器 濕度傳感器 按鈕開關(guān) PLC 顯 示 裝 置 6 PLC