花卉大棚温湿度检测系统

辽宁工业大学PLC技术与应用课程设计（论文）题目：花卉大棚温湿度检测系统院（系）：电气工程学院专业班级：自动化103班学号：100302075学生姓名：李航指导教师：(签字)起止时间：12.09---12.18本科生课程设计（论文）I课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算学号100302075学生姓名李航专业班级自动化103班课程设计（论文）题目花卉大棚温湿度检测系统课程设计（论文）任务课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数实现功能以花卉大棚温湿度检测为对象，设计一个PLC控制的花卉大棚温湿度检测系统。该系统实现的功能如下：1、系统每隔2分钟采集一次温度和湿度，以中断方式读取；2、系统每隔0.5秒循环显示采集的温、湿度值，显示器由2位LED显示器构成。3、当温度达到30℃以上时，红色指示灯常亮，低于18℃时,红色指示灯闪烁，当湿度达到70％以上时，黄色指示灯闪烁。设计任务及要求1、根据系统功能，确定总体控制方案（包括设计系统组成框图，分析各部分的作用）2、分析系统的功能与任务，确定输入输出信号和类型，选择PLC型号和扩展模块。2、建立I/O分配表，完成PLC与输入/输出信号的的外部接线；3、按系统的控制要求，用梯形图设计程序；4、上机调试、完善程序；5、按学校规定格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。技术参数温度范围0℃┈+50℃。检测、显示精度为±1℃。湿度范围0％～100％。检测精度为±5%进度计划1、布置任务，查阅资料，确定系统的组成（2天）2、建立I/O分配，完成外部接线设计（1天）3、按系统的控制要求，完成梯形图设计（2天）4、上机调试、修改程序（2天）5、撰写、打印设计说明书（2天）6、答辩（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日本科生课程设计（论文）II摘要植物的生长都是在一定的环境中进行的，在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测,使其适合植物的生长，提高其产量和质量。本论文主要阐述了基于西门子S7-200PLC控制系统的花卉大棚温湿度检测系统的设计，主要包括硬件电路设计，I/O分配，PLC外部连线和软件设计等。该系统采用主机S7-224作为控制器，JCJ100F为温度传感器、JCJ100H1为湿度传感器，温度，湿度用LED数字显示。关键字：S7-200PLC；LED；JCJ100F；JCJ100H1本科生课程设计（论文）III目录第1章绪论......................................................................................................................................1第2章系统设计的方案............................................................................................................22.1概述..........................................................................................................................................22.2系统组成总体结构..............................................................................................................2第3章系统硬件设计.................................................................................................................43.1系统输入/输出信号选择....................................................................................................43.2PLC选择.................................................................................................................................43.3I/O分配表及PLC外部连线.............................................................................................5第4章软件设计............................................................................................................................74.1系统软件流程图..................................................................................................................74.2系统梯形图............................................................................................................................8第5章课程设计总结...............................................................................................................12参考文献............................................................................................................................................13本科生课程设计（论文）1第1章绪论随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于花卉大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，花卉就会被冻死或者停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合花卉生长的范围内。传统的温湿度控制是在花卉大棚内部悬挂温度计和湿度计，工人依据读取的温湿度值来调节大棚内的温湿度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着花卉产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温湿度检测措施就显现出很大的局限性。为此，在现代化的花卉大棚管理中通常有温湿度自动检测系统，以控制花卉大棚温度，适应生产需要。植物的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测，使其适合植物的生长，提高其产量和质量。本系统就是利用价格便宜的电子器件来设计一个参数精度高，控制操作方便，性价比高的应用于花卉种植生产的温室大棚温湿度检测系统。本系统采用S7-200PLC作为控制器，JCJ100F、JCJ100H1分别作为温度，湿度数据采集系统，温度，湿度实现LED数字显示。通过软、硬件设计使得该款温湿度监测装置具有智能化、高精度、高可靠性等优势，将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生长提供了更加适宜的环境，符合植物的生长环境要求，具有良好的发展前景。本科生课程设计（论文）2第2章系统设计的方案2.1概述以花卉大棚温湿度检测为对象，设计一个PLC控制的花卉大棚温湿度检测系统。该系统实现的功能如下：1、系统每隔2分钟采集一次温度和湿度，以中断方式读取；2、系统每隔0.5秒循环显示采集的温、湿度值，显示器由2位LED显示器构成。3、当温度达到30℃以上时，红色指示灯常亮，低于18℃时,红色指示灯闪烁，当湿度达到70％以上时，黄色指示灯闪烁。2.2系统组成总体结构温湿度的检测方法很多，本文介绍以PLC为控制器的温湿度控制系统的设计。PLC与其他的控制器相比具有较高的抗干扰的能力和较好的可靠性，并且对环境的适应性好。对温湿度的采集，可以选择相应的温度和湿度传感器，将温度和湿度转换成相应的电信号送入控制器中。PLC拥有丰富的软件功能，在控制器中我们可以用相应的程序将采集来的模拟信号转换成相应的数字信号。由于数字信号的大小是与被测量有关，但不是温度和湿度的工程量值，所以为了显示温度和湿度的物理量值的大小时，要将数字量进行标度变换，然后将标度变换所得的结果送入显示器中显示。系统由温度传感器JCJ100F、湿度传感器JCJ100H1、扩展模块EM231、扩展模块EM222、LED显示器和PLC控制器组成。PLC控制器扩展模块EM231扩展模块EM222湿度传感器LED显示器温度传感器图2.1系统总体框图本科生课程设计（论文）31.温度传感器：系统中要求检测温度的范围是0℃---+50℃。为了满足要求，系统中选择JCJ100F温度变送器。此温度变送器的输入信号为Pt100，PT500，Pt1000。输出信号为4-20mA,0-5VDC,0-10VDC。量程为0-200度。2.湿度传感器：湿度的范围要求是0％---100％。为满足要求，选择JCJ100H1湿度传感器。JCJ100H1湿度传感器的输出信号有两种：一种是电压信号，一种是电流信号。电压信号输出时有三种形式，即0-5VDC，0-10VDC，0-1VDC。当为电流信号输出时有4---20mA，0---10mA，0---20mA三种形式。JCJ100H1湿度传感器的量程为0---100%RH。3.扩展模块EM231：共有3种产品，即4点AI，两路热电阻输入和4路热电偶输入。4.扩展模块EM222：共有5种产品，即8点DC，4点DC，8点AC，8点继电器和4点继电器。5.LED显示器：发光二极管（英语：Light-EmittingDiode，简称LED）是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。6.PLC控制器：西门子S7-200PLC为系统控制器。本科生课程设计（论文）4第3章系统硬件设计3.1系统输入/输出信号选择输入量：在本系统中输入量为温湿度传感器检测值；输出量：在本系统中输出量为2位LED显示器和指示灯；启动：在本系统中启动按钮接I0.0；停止：在本系统中停止按钮接I0.2。3.2PLC选择由于德国西门子系列产品具有功能强大、可靠灵活等特点,从系统设计的整体性、一致性出发,考虑到经济性、功能性等各方面的原因,我们选用西门子S7-200PLC作为控制器,以最优的性能/价格比进行系统的配置。S7-200系列PLC的各种型号：1.CPU221：本机集成6输入/4输出，无扩展能力，程序和数据存储容量较小。2.CPU222：本机集成8输入/6输出，和CPU221相比，它最多可以扩展2个模块，因此是应用更广泛的全功能控制器。3.CPU224：本机集成14输入/10输出，和前两者相比，程序存储