溫室大棚中溫室自動(dòng)化控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-11-30 10:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的 PID 運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。隨著開(kāi)放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在可編程邏輯控制器中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)和上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能 。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。 （ 2）控制功能 控制功能包括 PID 控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定?？删幊踢壿嬁刂破髦饕糜陧樞蜻壿嬁刂疲虼?，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路和多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專(zhuān)用的只能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高可編程邏輯控制器的處理速 度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用 PID 控制單元、高數(shù)計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、 ASC 碼轉(zhuǎn)換單元等。 （ 3）通信功能 大中型可編程邏輯控制器系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（ TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合 ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)。可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口、 RIO 通信口、常用 DCS 接口等；大中型可編程邏輯控制器通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng) 1： 1 冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。 （ 4）編程功能 離線編程方式：可編程邏輯控制器和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式， CPU 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式： CPU 和編程器有各自的 CPU，主機(jī) CPU 負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型可編程邏輯控制器中采用五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言：順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（ IEC6113123） ,同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言變成形式，如 C， Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。 （ 5）診斷功能 可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的鼓掌位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì) PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì)可編程邏輯控制器的 CPU 與外部輸入輸 出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷?？删幊踢壿嬁刂破鞯脑\斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。 （ 6）處理速度 可編程邏輯控制器采用掃面方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、 CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，可編程邏輯控制器接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約 ~,因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于 ；大中型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于 。 西門(mén)子 S7200 西門(mén)子 S7200 外觀圖 S7200 系列 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫(xiě)入器等。 如采用的是 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/0 點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/0 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/0 點(diǎn)。 26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 6個(gè)獨(dú)立的 30KHz 高速計(jì)數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20KKHz 高速、脈沖輸出，具有 PID 控制器。 2個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 I/0 端子很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 溫濕度傳感器 溫 濕 度傳感器 HT26X 從設(shè)備環(huán)境的不同位置采集溫度， PLC 獲取采集的溫度值，經(jīng)處理后得到當(dāng)前環(huán)境中一個(gè)比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的溫度上下限值，通過(guò)加熱和降溫對(duì)當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過(guò)設(shè)定溫度的上限時(shí)，當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度的下時(shí)， PLC 通過(guò)開(kāi)啟熱風(fēng)幕提升大棚內(nèi)溫度。當(dāng)采集的濕度經(jīng)處 理后低于設(shè)定溫度的下時(shí)， PLC 通過(guò)開(kāi)啟噴淋提升大棚內(nèi)濕度。 濕度傳感器 空氣的干濕程度 叫做濕度，常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、比較濕度、混合比、飽和差以及露點(diǎn)等物理量來(lái)表示。通常空氣的濕度越高，最大濕度就越大。 干空氣和濕空氣（ Dry air and Wet air）通常把不含水汽的空氣稱(chēng)為干空氣，把包含干空氣與水蒸氣的混合氣體稱(chēng)為濕空氣。 飽和蒸汽壓（ Saturation pressure of water vapor）由飽和蒸汽產(chǎn)生的部分壓力，稱(chēng)為該溫度下的飽和蒸汽壓。飽和蒸汽壓強(qiáng)僅與空氣的溫度有關(guān)，不受壓力 影響。 絕對(duì)濕度是指在一定溫度和壓力條件下，每單位體積（ 1m3）的混合氣體中所含水蒸汽的質(zhì)量（ g），單位為 g/ m3 ，一般用符號(hào) AH 表示。它的極限是飽和狀態(tài)下的最高濕度。絕對(duì)濕度只有與溫度聯(lián)系起來(lái)才有意義，因?yàn)榭諝庵袧穸入S溫度而變化。其表達(dá)式為： 式中的 M為水汽的摩爾質(zhì)量， R為理想氣體常數(shù)， T 為空氣的絕對(duì)溫度。 相對(duì)濕度（ Relative humidity） 相對(duì)濕度是指氣體的絕對(duì)濕度與同一溫度下大道飽和狀態(tài)的絕對(duì)濕度之比，長(zhǎng)表示為 %RH，亦即 式中 Pw 只為與待測(cè)空氣溫度 T同溫時(shí)水的飽和水氣壓。由 于水汽的飽和氣壓會(huì)隨著氣溫增高而增加，因此相對(duì)濕度相同的情況下，氣溫高時(shí)空氣中的水汽重量比氣溫低時(shí)大，平時(shí)我們說(shuō)空氣很濕，就是表示空氣相對(duì)濕度較大。 根據(jù)氣體定律，水蒸氣的質(zhì)量正比于水蒸氣分壓，所以，氣體中的水蒸氣分壓（ e）與該溫度氣體飽和水蒸汽壓（ e s）的
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1