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一．电气控制与PLC原理及应用主要介绍了常用低压电器（接触器，继电器，熔断器等）及其控制电路。同时还介绍了西门子Ｓ７－２００ＣＰＵ２２Ｘ系列的ＰＬＣ的基本构成，内部元器件，基本指令及应用举例，网络通信和梯形图的编程方法。接触器的文字符号ＫＭ（中间）继电器的文字符号是KA电压继电器的文字符号是KV热继电器的文字符号是FR时间继电器的文字符号是ＫＴ１．电动机的启动电流很大，当电动机启动时，热继电器会不会动作？为什么？答案：正常情况下不会动作，因为电动机启动的时间比较短，其电流产生的热效应不足以使热继电器动作。2.记住几个公司吧，如果问有关plc方面的公司有，三菱（ling），通用，西门子，松下3.PLC中文为可编程序控制器（Programmablelogiccontroller）二．单片机1.单片机是单片微型计算机的简称，它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路以及定时器/计数器等计算机的主要功能部件集成在一块芯片上而构成的芯片级的微型计算机。2.单片机最主要的特点是小巧灵活，成本低，易于产品化，它能方便的组装成各种智能式测控设备及各种智能仪器仪表。3.本课程将以目前使用最为广泛的MCS-51系列8位单片机为学习和研究对象，介绍51系列单片机的硬件结构（CPU和存储器和Ｉ＼Ｏ端口）、工作原理，指令系统和单片机应用系统的设计。4.4个IO口：P0口内部没有上拉电阻一般是用来作为8位的数据和低地址用；P1口有上拉电阻，一般没有第二功能。P2口有上拉电阻，可作为通用IO口，同时还是高8位的地址脚，当外扩数据存储器的时候，要用到第二功能。P3口也是个标准的IO口，但同时还有第二功能，比如串口的发送和接收、外部脉冲的输入、读、写，外部中断输入等。所以最好用P1口作为一般的IO口使用。第二功能已备扩展。３．电力系统继电保护原理首先知道了电力系统继电保护技术的基本任务和要求，然后学习继电保护原理的基本原理和继电保护装置。最后也分别针对电力系统中不同电气元件和不同网络结构，根据不同故障特征，介绍如何应用数字技术来实现高效的继电保护功能。定义：在电力系统事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置任务是自动，迅速，有选择的切除故障器件，使无故障部分设备恢复正常运行，故障部分设备免遭毁坏。第二是反映电气元件的不正常运行状态。要求是选择性，速动性，灵敏性和可靠性。4．自动控制理论主要以经典控制理论的内容为主，讲述了线性定常系统的分析与设计。包括时域分析法，根轨迹法，频率响应法和控制系统的校正。自动控制的概念：就是在没有人直接参与的条件下，利用控制器使被控对象（如机器，设备或生产过程）的某些物理量（或工作状态）能自动地按照预定的规律变化（或运行）。开环系统：如果系统的输出量没有与参考输入相比较，即系统的输出与输入量间不存在着反馈的通道，这种控制方式叫做开环控制。闭环系统：若把系统的被控制量反馈到它的输入端，并与参考输入相比较，这种控制方式叫闭环控制。控制系统的性能一般从以下3个方面来评价：稳定性，响应速度，稳态精度5.现代控制理论较详细地阐述了线性系统的状态空间描述，建立状态空间表达式常用的几种方法和求解方法。接着还讲述了线性系统的能控性和能观测性及对偶关系，系统的能控标准型和能观测标准型以及线性系统的结构分解和实现。论述了控制系统稳定性的基本概念，系统的李雅普诺夫稳定性理论分析。最后讲述了线性反馈控制系统的基本结构和系统的极点配置以及状态观测器的设计。6．工厂供电讲述了工厂供电的概念，电力负荷及其计算，短路电流及其计算，工厂变配电所及一次系统，工厂供电系统的过电流保护和工厂供电系统的二次回路和自动装置，防雷，接地与电气安全。工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配。基本要求是安全可靠优质经济由各级电压的电力线路将一些发电厂，变电所和电力用户联系起来的一个发电，输电，变电，配电和用电的整体，称电力系统。7．电气工程基础电气工程指研究电磁领域的客观规律及其应用科学技术以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。了解电力系统的基本特点，基本要求和质量指标。学会了路的参数计算和等值电路。接着就是电力系统的稳态分析，主要讨论的有电力系统的潮流计算，含经典手算法和计算机算法；力系统的电压调整；电力系统的经济运行；电力系统短路。发电机和变电站的主接线，着重介绍常用开关电器和互感器的功能和结构。一次系统是电力网中电能传输的通道，其中的所有电气设备，称为一次元件和一次设备。二次系统则是辅助电路，用来控制，测量，保护和自动调节一次设备的运行，其中所有的设备，称为二次元件和二次设备。互感器属于一次设备电力系统的基本要求：电能的生产和使用是同时完成的。过渡过程十分短暂。电力系统有较强的地区性特点。与国民经济关系密切。要求：电力工业必须优先发展。保证电能有良好的质量。保证供电的可靠性。提高运行的经济性。电力网的功率分布和电压计算，也称电力网的潮流计算。基于单片机的温湿度控制系统设计摘要本文利用8051单片机设计一个温室的温湿度控制系统，对给定的温湿度进行控制并实时显示，其中温湿度信号各有四路，系统采用一定的算法对信号处理以确定采取某种控制手段，在本系统中采用温度优先模式，循环处理。关键字：89C518729键盘显示LCD显示ADC08091、绪论1.1课题背景改革开放以来，人们对生活质量要求显著提高，对美丽的植被和花卉的需求量也急剧上升，这对以种植植被为生计的园林工人是一个机遇，同时也对传统的手工植被种植是一个挑战，而基于单片机的温湿度控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。前种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。1.2立题的目的和意义8051单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度控制系统的实例也很多。使用8051单片机能够实现温湿度全程的自动控制，而且8051单片机易于学习、掌握，性价比高。使用8051型单片机设计温湿度控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。完成诸如升温到特定温度、降温到特定温度、在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式，在湿度控制方面也是如此。将此系统应用到温室当中无疑为植被的生长提供了更加适宜的环境。1.3植被栽培技术植被“设施栽培”，即“保护地栽培”。它是指在某种类型的保护设施内（如阳畦、温室、大棚等），人为地创造适宜植被生长发育的最佳环境条件，在不同季节内，尤其是不利于植被生长的季节内进行植被栽培的一种措施[1]。设施栽培是人类利用自然、改造自然的一种创造。由于设施内的条件是可以人为控制的，使得植被调节的周年生产得以实现。玻璃温室和塑料薄膜温室出现后，植被生产出现了划时代的变化。现在人们可以根据自己的意愿，随时生产出所需要的各种植被。可以说，这是“设施栽培”的功劳。在不利于植被生长的自然环境中，温室能够创造适宜植被生长发育的条件。温室环境的调节主要包括日光、温度、湿度三个方面。·温度：根据植被生长的适宜温度进行温室温度调节，若低于下限温度则采取升温措施，通常采取电热增温和火力增温等，火力增温比较方便。若高于上限温度则采取降温措施，通常通过水管降温和风扇降温，风扇降温比较方便。·日光：遮荫是调节日照强度最好的办法，其具体做法是加盖遮阳网或草席，这种方法兼有降低温度的效果。·湿度：为满足温室植被对湿度的要求，可以在地上、台阶、盆壁洒水，还可以在空中悬挂湿布，以增加水分的蒸发，最好的办法是设置自动喷雾装置，自动调节湿度[9]。如果湿度过大，容易导致植被病害，可以采用通风的办法来降低湿度，而且最好在室温与气温相差不大的时候进行。本系统注重温度和湿度的调节，光照强度没有考虑其中。1.4本系统主要研究内容本系统所要完成的任务是：1.4.1人性化的设计。界限温度值及湿度值能够由用户根据不同植被的各种生长需求由键盘输入并通过显示器显示。1.4.2能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。1.4.3通过采集温度及湿度值，准确的判断标准值与当前值之间的差异，及时的启动报警装置（包括警报灯的提示功能以及提示音等）进行报警，并采取相应的方案。1.4.4能够根据植被在不同时间段内对温湿度的不同要求，用户可随机更改温度及湿度值，以满足用户不同的需求。2、系统总体分析与设计2.1系统功能及系统的组成和工作原理2.1.1.总体方案·温度监控：对温室温度进行测量，并通过升温或降温达到植被的最佳温度。·湿度监控：对温室湿度进行测量，并通过喷雾或去湿达到植被的最佳湿度。·控制处理：当温度、湿度越限时报警，并根据报警信号提示采取一定手段控制。·显示：LCD就地显示输入值和相应的温湿度，数码管摆放在生产现场用于显示当前的温湿度。2.1.2.实施措施·实际环境温度与给定界限比较，执行加热/制冷措施。·实际环境湿度与给定界限比较，执行加湿/去湿措施。·越限报警：当温湿度越限时声光报警。·键盘显示：负责用户的输入及相关数据的显示，其中包括LED和LCD显示。2.1.3.硬件系统设计经过上面的总体方案和实施措施的讨论后可以开始着手硬件系统的设计，硬件系统是应用系统的基础、软件系统设计的依据主机与主要部件的选择：根据总体功能和性价比及其运行速度等因素的考虑，选用MCS-51系列的89C51为主机，满足上面的要求而且设计方便，不需要再存储扩展。数据存储片内设有128B，外部有8279的256B，而由于存入的数据是随时更新的且不计小数位，存入8个16进制数字，其总共需要的容量只有16B，已经够用。对外部模拟量（温度、湿度）采样，选用ADC0809能够满足要求。·温室温湿度控制系统是以89C51单片机作为中央控制装置，模数转换器ADC0809，风扇，加热设备，加湿设备，排潮设备，键盘显示芯片等，其功能和原理如下：·89C51作为中央控制装置，负责中心运算和控制，协调系统各个模块的工作。·四路采样温度信号采样简单平均处理，温度保存为整数。·四路采样湿度信号采样简单平均处理，温度保存为整数。·模数转换器ADC0809：即由模拟信号转换为数字信号。它共有8个模数转换通道。模数的转换共有2种方法。一种是利用INT0中断，当一次转换结束后，ADC0809使INT0产生中断，通知系统转换完毕；另一种使用延时方法，开始转换后系统延时100微秒等待转换完成。本方案采用延时转换的方法。·键盘显示芯片：用8729识别键盘，负责用户的输入及相关的数据的LED显示。例如选择系统的工作模式，用户输入温度及湿度的界限数据，显示实时的温度及湿度值等等。·风扇：负责系统的降温工作。·加热设备：负责系统的加热工作。·喷雾设备：负责系统的加湿工作。·排潮设备：负责系统的去湿工作。·双色灯，音效模块：负责系统的报警功能。如果当前的温度超过用户设定的界限值时系统将自动报警，双色灯在74LS273的控制下有规律的闪烁，同时音效模块发出报警声，通知用户采取相应的措施。2.2温湿度采样与控制系统2.2.1.温湿度采样系统为了更精确的反映温室的温度和湿度，取温湿度各4路信号采样简单平均处理作为温室的温度和湿度。在分辨率达到的前提下，温湿度的精度为1%。2.2.2.温湿度控制系统首先，系统启动后，提示用户输入温度的上限与下限的温度值。用户输入之后，系统自动求出中间值，根据实际温度的情况采取相应的方案。如下图2-2-1所示。下限温度中间温度上限温度28----32----36图2-2-1如果该时刻的实际温度值低于用户给定的下限温度值时，系统立即启动报警装置，且系统处于升温状态，直到实际温度达到用户输入的上下限温度的中间值一定区间内时停止升温。反之，如果实际温度值高于用户设定的上限值时，系统也会立即启动报警装置，且系统处于降温状态，直到实际温度达到用户输入的上下限温度的中间值一定区间内时停