【正文】 6. 整個(gè)系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設(shè)計(jì)、開(kāi)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?xún)r(jià)比會(huì)越來(lái)越高 。 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。 3. 充分利用外圍已用元器件，在沒(méi)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)。 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。比較系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及設(shè)計(jì)方法。具體設(shè)置時(shí)鐘初始化子程序和時(shí)鐘讀入子程序見(jiàn)附錄。 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。 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。保持時(shí)間的典型值為 190小時(shí)最少 120小時(shí)。 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(kāi)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(méi)有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。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(kāi)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。具體溫度讀入子程序流程圖如圖 52。 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。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。 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。在溫濕度顯示的設(shè)計(jì)中，為了在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的方便，設(shè)計(jì)了外接 220V交流電壓的電源模塊，它可以將 220V交流電壓變換為 12V直流電壓輸出， 12V直流電壓作為線(xiàn)性三端穩(wěn)壓芯片 LM7805的輸入，穩(wěn)壓后可以很好的輸出 5V標(biāo)準(zhǔn)直流電壓。其次是干擾，即通過(guò)電源進(jìn)入系統(tǒng)的干擾盡可能的少，以避免單片機(jī)寄存器值的突變，或干擾指令的正確執(zhí)行。 工作電源部分 +5V電源是本系統(tǒng)不可缺少的部件，對(duì)電源的選擇設(shè)計(jì)應(yīng)遵守三個(gè) 原則 : 首先是功率，即電源提供的電流應(yīng)是系統(tǒng)所需電流的二倍以上。因?yàn)?74LS138 譯碼器輸出的是低電平選通，因此譯碼后需要連接到 集電極開(kāi)路六高壓正相驅(qū)動(dòng)器 74LS07 輸出低電平來(lái)驅(qū)動(dòng) 16 個(gè) LED 數(shù)碼管，最后一個(gè)數(shù)碼管是進(jìn)行溫度顯示的時(shí)候顯示“ ”表示輸出溫度為零下幾度，這個(gè)數(shù)碼管由輸出點(diǎn) 單獨(dú)來(lái) 驅(qū)動(dòng)。如此輪流，使每位顯示該位應(yīng)該顯示字符，保持一段時(shí)間，以造成視覺(jué)暫留效果。即在每一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。由于所有位的段選碼皆由一個(gè) I/O控制，因此，在每個(gè)瞬間， 8位 LED只可能顯示相同的字符。 8位 LED動(dòng)態(tài)顯示電路只需要兩個(gè) 8位 I/O口。故在位數(shù)較多時(shí)往往采用動(dòng)態(tài)顯示方 式。由于每一位由一個(gè) 8 位輸出口控制段選碼，故在同一時(shí)間里每一位顯示字符可以各不相同。 LED 顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極或共陽(yáng)極連接在一起接地或 +5V；每位的段選線(xiàn)（ a～ dp）與一個(gè) 8位并行口相連。共陽(yáng)極與共陰極的段選碼互為補(bǔ)數(shù) 。 LED顯示器的一個(gè)段發(fā)光時(shí)，通過(guò)該段的平均電流約為 10mA～ 20mA。當(dāng)要點(diǎn)亮某一段時(shí)，只要將相應(yīng)的引腳（陰極）接低電平。 LED顯示器 以發(fā)光二極管作 為顯示發(fā)光部件，每 段并按共陰極方式 或共陽(yáng)極方式連接后封裝 而成的。 七段 LED 顯示器由七個(gè)發(fā)光段構(gòu)成，每段均是一個(gè) LED 二極管，這 7個(gè)發(fā)光段分別為 a,b,c,d,e,f和 g,通過(guò)控制不同段的點(diǎn)亮和熄滅 ,可顯示 16進(jìn)制數(shù)字 0～第 17 頁(yè) 共 26 頁(yè) 9和 A,B,C,D,E,F,也能顯示 H， L， P等字符。 圖 9 EM231 輸入數(shù)據(jù)字格式 與 LED 顯示相關(guān)的知識(shí) 本設(shè)計(jì)采用 LED數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。最高有效位為符號(hào)位，如圖 49所示。由于第 15位為 0，表示正值數(shù)據(jù)字。 EM231模擬量輸入模塊 A/D 轉(zhuǎn)換單極性數(shù)據(jù)格式的全量程范圍設(shè)置為 0～ 32020。 單極性數(shù)據(jù)格式： 對(duì)于單極性數(shù)據(jù)，其 2個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)單元的低 3位均為 0，數(shù)據(jù)值 12位 是放在第 3～ 14位區(qū)域，如圖 49所示。 表 EM231 選擇模擬量輸入范圍的開(kāi)關(guān)表 單極性 滿(mǎn)量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 ON OFF ON 0到 10V ON OFF 0到 5V 0到 20mA 5uA 雙極性 滿(mǎn)量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 OFF OFF ON 5V到 +5V ON OFF 到+ 第 16 頁(yè) 共 26 頁(yè) MSB LSB 15 2 1 0 數(shù)據(jù)值 12 位 單極性數(shù)據(jù) MSB LSB 15 3 2 1 0 數(shù)據(jù)值 12 位 雙極性數(shù)據(jù) EM231輸入數(shù)據(jù)格式 模擬量輸入模塊的分辨率通常以 A/D 轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示，模擬量輸入模塊的輸入信號(hào)經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)值是 12位二進(jìn)制數(shù)。所有的輸入設(shè)置成相同的模擬量輸入范圍。 EM231配置 表 DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置 EM231模塊。輸入 /輸出混合擴(kuò)展模塊 EM223有六種 :分別為 4點(diǎn) (8點(diǎn)、 16點(diǎn) )DC輸入 /4點(diǎn) (8點(diǎn)、 16點(diǎn) )DC輸出、 4點(diǎn) (8點(diǎn)、 16點(diǎn) )DC輸入 /4點(diǎn) (8點(diǎn)、 16點(diǎn) )繼電器輸出。 典型的數(shù)字量 I/O擴(kuò)展模塊有 :輸入擴(kuò)展模塊 EM221有兩種 :8點(diǎn) DC、8點(diǎn) AC輸入 。 （ 2）開(kāi)關(guān)量 I/O擴(kuò)展模塊 當(dāng) CPU的 I/0點(diǎn)數(shù)不夠用或需要進(jìn)行特殊功能的控制時(shí)，就要進(jìn)行 I/O擴(kuò)展， I/O擴(kuò)展包括 I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò) 展。 ② CPU226它有 24輸入 /16輸出， I/0共計(jì) 40點(diǎn)，和 CPU224相比，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)。 ① CPU224它有 14輸入 /10輸出， I/0共計(jì) 24點(diǎn)。 CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào)，輸出部分則輸出第 15 頁(yè) 共 26 頁(yè) 控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 本設(shè)計(jì)所需 CPU內(nèi)存的計(jì)算： 開(kāi)關(guān)量輸入元件 5點(diǎn) 10～ 20B/點(diǎn)≈ 50～ 120B； 開(kāi)關(guān)量輸出元件： 16點(diǎn) 5～ 10B/點(diǎn)≈ 80～ 160B； 模擬量： 2點(diǎn) 100～ 150B/點(diǎn)≈ 200～ 300B； 總需內(nèi)存量： 330～ 570B； 本系統(tǒng)中可編程序控制器的選取及其特點(diǎn) 目前 PLC使用性能較好的 SIEMENS公司、日本