【導(dǎo)讀】示裝置的設(shè)計(jì)方法。應(yīng)速度快、體積小、微功耗、價(jià)格低、適合遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)等特點(diǎn)。集成傳感器的外圍電路。簡(jiǎn)單，具有較高的性價(jià)比。經(jīng)過(guò)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(yīng)速度快、重復(fù)性好、抗污染能力強(qiáng)。顯示部分采用LED七段碼進(jìn)行顯示，本裝置一共使用。月日等信息，并能實(shí)現(xiàn)當(dāng)環(huán)境的溫濕度超過(guò)一定范圍時(shí)進(jìn)行報(bào)警的功能。工藝參數(shù)，例如機(jī)械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)與控制。與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)及控制就非常有必要了。是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的一種新型的、通用的自動(dòng)控制裝置。PLC的最終目標(biāo)是用于實(shí)踐，提高生產(chǎn)力。如今，應(yīng)用PLC已經(jīng)成為世界潮流，PLC將在我國(guó)得

　　

【正文】 圖 11 +5V 電源模塊電路 第 19 頁(yè) 共 26 頁(yè) 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(gè)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(gè)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(dú)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(gè)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(huì)點(diǎn)亮，可 以根據(jù)這 LED 來(lái)判斷整個(gè)電源部分是否工作正常。 下圖為總設(shè)計(jì)圖： 圖 11 總設(shè)計(jì)框圖第 20 頁(yè) 共 26 頁(yè) 開始 初始化過(guò)程 溫濕度讀取 時(shí)間校正？ 定時(shí)時(shí)間到？ 時(shí)間校正 LED顯示 時(shí)間讀取 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 顯示系統(tǒng)主程序 本溫度濕度顯示系統(tǒng)主要測(cè)試的是室內(nèi)環(huán)境的溫濕度，不需要進(jìn)行溫、濕度的實(shí)時(shí)控制，因此系統(tǒng)對(duì)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(jì)采用定時(shí) 1S進(jìn)行數(shù)據(jù)讀入方式，從而簡(jiǎn)化了程序的設(shè)計(jì)，提高了程序運(yùn)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(cè)與顯示系統(tǒng)主要工作在室溫范圍內(nèi)，因此溫度測(cè)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(dāng)超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)進(jìn)行 報(bào)警。集成溫度傳感器 LM35 測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)信號(hào)（直流電壓信號(hào) 250mV～ 550mV） 經(jīng)過(guò)模擬量輸入模塊第 21 頁(yè) 共 26 頁(yè) 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(guò)內(nèi)部程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算后，再輸入到規(guī)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(cè)量范圍為（ 0～ 100%RH）輸出電壓范圍（ +1～ +4V）輸出電壓信號(hào)與相 初始化（清 AC0） 讀入溫度值到 AC0 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù) 是正數(shù)？ 數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)換為正數(shù) 數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 子程序 2開始 子程序 0 結(jié)束 第 22 頁(yè) 共 26 頁(yè) 對(duì)濕度之間的計(jì)算關(guān)系 (Ta=+23℃時(shí) )為： U。 =+ 公式（ 51） 集成濕度傳感器一般都需要溫度補(bǔ)償，當(dāng)溫度不是 +23℃時(shí)， HM1500溫度補(bǔ)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(cè)溫范圍設(shè)定在 25℃～ 55℃，因此溫度顯示需要使用三個(gè) LED數(shù)碼管，兩位進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，一位進(jìn)行符號(hào)位顯示，居中的“ ”表示負(fù)號(hào)，此位 LED數(shù)碼管還兼有溫度和濕度報(bào)警的作用，當(dāng) 溫度超過(guò)允許的設(shè)定范圍時(shí) LED最上面的“ ”進(jìn)行閃亮顯示，濕度超過(guò) 初始化（清 AC0） 數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算 溫度校正（數(shù)據(jù)計(jì)算） 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ) 子程序 3開始 子程序 1結(jié)束 溫度報(bào)警？ 報(bào)警處理 第 23 頁(yè) 共 26 頁(yè) 設(shè)定范圍時(shí)最下面的“ ”進(jìn)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(shí) 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(yè) 共 26 頁(yè) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令 S7221和 S7222沒有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。 S7224和 S7226內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘內(nèi)容用超級(jí)電容來(lái)保持。保持時(shí)間的典型值為 190小時(shí)最少 120小時(shí)?？捎秒姵乜▉?lái)延長(zhǎng)斷電保持 的時(shí)間。 運(yùn)用 (TODR)從實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀取當(dāng)前時(shí)間和日期，并裝入以 T為起始字節(jié)地址的 8個(gè)字節(jié)緩沖區(qū)，依次存放年、月、日、時(shí)、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(shí)時(shí)時(shí)鐘（ TODW）指令把含有當(dāng)時(shí)時(shí)間和日期的 8個(gè)字節(jié)緩沖區(qū)的內(nèi)容裝入時(shí)鐘。 本設(shè)計(jì)把時(shí)鐘緩沖區(qū)設(shè)定在以變量存儲(chǔ)器 VB700 開始的 8 個(gè)字節(jié)緩沖區(qū) ,具體分配見表。具體設(shè)置時(shí)鐘初始化子程序和時(shí)鐘讀入子程序見附錄。 表 實(shí)時(shí)時(shí)鐘緩沖區(qū)地址分配 年 月 日 時(shí) 分 秒 0 星期 VB700 VB701 VB702 VB703 VB704 VB705 VB706 VB707 第 25 頁(yè) 共 26 頁(yè) 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)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(xué)知識(shí)，完成了 PLC 控制的溫度、濕度和時(shí)間顯示裝置的設(shè)計(jì)。比較系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及設(shè)計(jì)方法。充分利用 PLC的功能指令完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。 1. 把傳感器技術(shù)應(yīng)用到 PLC控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(shí)間顯示電路的 設(shè)計(jì)。 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(shí)現(xiàn)了環(huán)境溫度和濕度在超出規(guī)定的數(shù)值范圍時(shí)報(bào)警的設(shè)計(jì)。 4. 利用 PLC強(qiáng)大的指令功能和實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令完成了對(duì)時(shí)間及年月日進(jìn)行顯示及校正的設(shè)計(jì)。 5. 在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上可以方便的進(jìn)行各種功能的擴(kuò)展。例如，可以把功能擴(kuò)展延伸為實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫濕度的顯示和控制。 6. 整個(gè)系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)方便，隨著功能的進(jìn)一步擴(kuò)展和 PLC價(jià)格的降低，其性價(jià)比會(huì)越來(lái)越高 。 第 26 頁(yè) 共 26 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [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(xué)出版社 2020 [2] 張進(jìn)秋 ,張中民 . 可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 .北京：機(jī)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(shí)例導(dǎo)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(xué)出版社， 2020 [5] 吳中俊，黃永紅 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .北京：機(jī)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(guó)電力出版社， 2020 [7] 廖常初 .PLC應(yīng)用技術(shù)問(wèn)答 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [8] 廖常初 .S7300/400 PLC應(yīng)用技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [9] 駱德漢 .可編程控制器與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制 .北京：科學(xué)出版社， 2020 [10] 胡立濤 . 可編程控制器 — 原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) . ?？冢耗虾３霭嫔纾?2020 [11] 沙占友 .中外集成傳感器實(shí)用手冊(cè) . 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(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [13] 沙占友 .集成傳感器應(yīng)用 .北京：中國(guó)電力出版社， 2020 [14] 沙占友 .集成化智能傳感器原理與應(yīng)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(yíng)：石油大學(xué)出版社， 2020 [16] 劉暢生 .傳感器簡(jiǎn)明手冊(cè)及應(yīng)用電路 .西安： 西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 [17] 李道華 .傳感器電路分析與設(shè)計(jì) .武漢：武漢大學(xué)出版社， 2020