【導讀】示裝置的設(shè)計方法。應速度快、體積小、微功耗、價格低、適合遠距離傳輸信號等特點。集成傳感器的外圍電路。簡單，具有較高的性價比。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。應速度快、重復性好、抗污染能力強。顯示部分采用LED七段碼進行顯示，本裝置一共使用。月日等信息，并能實現(xiàn)當環(huán)境的溫濕度超過一定范圍時進行報警的功能。工藝參數(shù)，例如機械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度、濕度的檢測與控制。與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對溫度、濕度的檢測及控制就非常有必要了。是綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的一種新型的、通用的自動控制裝置。PLC的最終目標是用于實踐，提高生產(chǎn)力。如今，應用PLC已經(jīng)成為世界潮流，PLC將在我國得

　　

【正文】 圖 11 +5V 電源模塊電路 第 19 頁 共 26 頁 在電源原理圖中， C1, C2 是 12 伏電源濾波電容， C1 是一大的電解電容， C2 是一個常規(guī)電容，并聯(lián)在大電容旁邊的目的是降低高頻內(nèi)阻，小電容可以提供一個小內(nèi)阻的高頻通道，降低電源全頻帶內(nèi)阻， C2 取 ～ F，可取瓷介、獨石、紙介等電容。三端穩(wěn)壓芯片 LM7805 將電壓穩(wěn)壓成 5 伏直流電源提供給傳感器使用， C3,C4 兩個電容是 5 伏電源的濾波電容，作用與 C1, C2 相同。電阻和綠色的 LED 組成 5 伏電源的工作指示電路，只要電源部分正常，綠色的 LED 就會點亮，可 以根據(jù)這 LED 來判斷整個電源部分是否工作正常。 下圖為總設(shè)計圖： 圖 11 總設(shè)計框圖第 20 頁 共 26 頁 開始 初始化過程 溫濕度讀取 時間校正？ 定時時間到？ 時間校正 LED顯示 時間讀取 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 顯示系統(tǒng)主程序 本溫度濕度顯示系統(tǒng)主要測試的是室內(nèi)環(huán)境的溫濕度，不需要進行溫、濕度的實時控制，因此系統(tǒng)對溫、濕度顯示精度的要求不是很高，為了省去繁瑣的數(shù)據(jù)采樣、濾波等處理程序，本設(shè)計采用定時 1S進行數(shù)據(jù)讀入方式，從而簡化了程序的設(shè)計，提高了程序運行的可靠性。 N Y N Y 圖 11顯示系統(tǒng)主程序基本流程圖 溫度讀入子程序 由于本溫度、濕度監(jiān)測與顯示系統(tǒng)主要工作在室溫范圍內(nèi)，因此溫度測量顯示范圍確定 在 25℃～ +55℃之間 ,溫度安全范圍設(shè)定為 10℃～ +30℃，當超過這個范圍時進行 報警。集成溫度傳感器 LM35 測量的溫度數(shù)據(jù)信號（直流電壓信號 250mV～ 550mV） 經(jīng)過模擬量輸入模塊第 21 頁 共 26 頁 輸入，經(jīng)模塊內(nèi)部的 A/D轉(zhuǎn)換成 12位數(shù)據(jù)存放在寄存器之中，在經(jīng)過內(nèi)部程序?qū)?shù)據(jù)進行處理和運算后，再輸入到規(guī)定的數(shù)據(jù)存儲器之中以備其他程序的調(diào)用。具體溫度讀入子程序流程圖如圖 52。 Y N 圖 12 溫度讀入子程序流程圖 濕度讀入子程序 濕度的讀入程序的大體流程和溫度的原理基本相同如 下圖 53，這里不再贅述。集成濕度傳感器 HM1500的測量范圍為（ 0～ 100%RH）輸出電壓范圍（ +1～ +4V）輸出電壓信號與相 初始化（清 AC0） 讀入溫度值到 AC0 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實數(shù) 是正數(shù)？ 數(shù)據(jù)處理及運算 數(shù)據(jù)存儲 轉(zhuǎn)換為正數(shù) 數(shù)據(jù)處理及運算 數(shù)據(jù)存儲 子程序 2開始 子程序 0 結(jié)束 第 22 頁 共 26 頁 對濕度之間的計算關(guān)系 (Ta=+23℃時 )為： U。 =+ 公式（ 51） 集成濕度傳感器一般都需要溫度補償，當溫度不是 +23℃時， HM1500溫度補償公式為： RH RH???[ 3A1 (T 23 )e???] 公式（ 52） N Y Y 圖 13 濕度讀入子程序流程圖 顯示子程序 由于測溫范圍設(shè)定在 25℃～ 55℃，因此溫度顯示需要使用三個 LED數(shù)碼管，兩位進行數(shù)據(jù)顯示，一位進行符號位顯示，居中的“ ”表示負號，此位 LED數(shù)碼管還兼有溫度和濕度報警的作用，當 溫度超過允許的設(shè)定范圍時 LED最上面的“ ”進行閃亮顯示，濕度超過 初始化（清 AC0） 數(shù)據(jù)處理及運算 溫度校正（數(shù)據(jù)計算） 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及存儲 子程序 3開始 子程序 1結(jié)束 溫度報警？ 報警處理 第 23 頁 共 26 頁 設(shè)定范圍時最下面的“ ”進行閃亮顯示。 N Y Y 圖 14 濕度讀入子程序流程圖 初始化清 AC0、 AC1 送首地址給 AC1 送段選碼到 QB0 顯示延時 1～ 5ms 送位選 AC AC0+1 顯示最后一位 LED 16次？ 子程序 4開始 子程序 4結(jié)束 第 24 頁 共 26 頁 實時時鐘指令 S7221和 S7222沒有內(nèi)置的實時時鐘功能。 S7224和 S7226內(nèi)置的實時時鐘內(nèi)容用超級電容來保持。保持時間的典型值為 190小時最少 120小時。可用電池卡來延長斷電保持 的時間。 運用 (TODR)從實時時鐘讀取當前時間和日期，并裝入以 T為起始字節(jié)地址的 8個字節(jié)緩沖區(qū)，依次存放年、月、日、時、分、秒、 0、和星期。操作數(shù) T的數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型。 設(shè)定實時時鐘（ TODW）指令把含有當時時間和日期的 8個字節(jié)緩沖區(qū)的內(nèi)容裝入時鐘。 本設(shè)計把時鐘緩沖區(qū)設(shè)定在以變量存儲器 VB700 開始的 8 個字節(jié)緩沖區(qū) ,具體分配見表。具體設(shè)置時鐘初始化子程序和時鐘讀入子程序見附錄。 表 實時時鐘緩沖區(qū)地址分配 年 月 日 時 分 秒 0 星期 VB700 VB701 VB702 VB703 VB704 VB705 VB706 VB707 第 25 頁 共 26 頁 結(jié) 論 本設(shè)計綜合利用可編程控制器（ PLC）技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和 LED顯示等科學知識，完成了 PLC 控制的溫度、濕度和時間顯示裝置的設(shè)計。比較系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及設(shè)計方法。充分利用 PLC的功能指令完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計。 1. 把傳感器技術(shù)應用到 PLC控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度和濕度的數(shù)據(jù)采集和讀取。 2. 利用 LED數(shù)碼管的顯示技術(shù)完成了環(huán)境溫度、濕度及時間顯示電路的 設(shè)計。 3. 充分利用外圍已用元器件，在沒有增加其它元器件的前提下，實現(xiàn)了環(huán)境溫度和濕度在超出規(guī)定的數(shù)值范圍時報警的設(shè)計。 4. 利用 PLC強大的指令功能和實時時鐘指令完成了對時間及年月日進行顯示及校正的設(shè)計。 5. 在本設(shè)計的基礎(chǔ)上可以方便的進行各種功能的擴展。例如，可以把功能擴展延伸為實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的顯示和控制。 6. 整個系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設(shè)計、開發(fā)、維護方便，隨著功能的進一步擴展和 PLC價格的降低，其性價比會越來越高 。 第 26 頁 共 26 頁 參考文獻 [1] 陳立定，吳玉香，蘇開才 . 電氣控制與可編程控制器 . 廣州：華南理 工大學出版社 2020 [2] 張進秋 ,張中民 . 可編程控制器原理及應用實例 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [3] 汪曉萍，等 .可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實例導航 .北京：人民郵電出版社， 2020 [4] 溫照方 .可編程控制器教程 .北京：北京理工大學出版社， 2020 [5] 吳中俊，黃永紅 .可編程控制器原理及應用 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [6] 隋振有，隋鳳香 .可編程控制器解析 .北京：中國電力出版社， 2020 [7] 廖常初 .PLC應用技術(shù)問答 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [8] 廖常初 .S7300/400 PLC應用技術(shù) .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [9] 駱德漢 .可編程控制器與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡控制 .北京：科學出版社， 2020 [10] 胡立濤 . 可編程控制器 — 原理、應用與實驗 . ?？冢耗虾３霭嫔?， 2020 [11] 沙占友 .中外集成傳感器實用手冊 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [12] 楊公源 .可編程控制器（ PLC）原理與應用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [13] 沙占友 .集成傳感器應用 .北京：中國電力出版社， 2020 [14] 沙占友 .集成化智能傳感器原理與應用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [15] 董傳岱，于云華 . 數(shù)字電子技術(shù) . 東營：石油大學出版社， 2020 [16] 劉暢生 .傳感器簡明手冊及應用電路 .西安： 西安電子科技大學出版社， 2020 [17] 李道華 .傳感器電路分析與設(shè)計 .武漢：武漢大學出版社， 2020