苏ICP备112451047180号-6
基于西门子PLC温室温度控制系统设计
摘要：温度及湿度的控制和测量在人们日常生活中起着至关重要的影响。比如对工业生产、天气预测、物资储存等都起着非常重要的作用。在许多情况下，及时，准确地获得目标温度，湿度信息是非常重要的，这些年来，温湿度测控领域发展迅速，不仅在日常生活中得到广泛使用，并且随着数字科技技术的发展，温湿度的测控芯片相应的登上历史的舞台，也能够在工业、农业、生产业等各领域中得到普遍的使用。
与PLC工业控制，PLC数量和种类的产品的普及，越来越多的功能也日趋完善。近年来，PLC产品，推出了来自美国，日本，德国及国内生产，组装或国家的自主发展有几十个系列，上百种型号。类型PLC，其结构模型，性能，容量，指令集和编程方法，应用场合每个应力的范围内。因此，合理的使用PLC控制系统，PLC起着非常关键的作用
随着科学技术的不断进步，PLC是一种越来越多，其功能也逐渐增强。本文便是使用西门子S7-200 CUP226PLC来 作为控制芯片，温度传感器收集温度、监测温度，从而实现温室温度控制
关键词：PLC，温度传感器，检测，控制
Siemens PLC control system design based on the greenhouse temperature
Abstract: Measurement and control of temperature and humidity plays a key role in people's daily life. For example, industrial production, weather forecasting, materials storage and so plays a very important role. In many cases, it is important to temperature, humidity information timely and accurate access to the target, all these years, the rapid development of temperature and humidity measurement and control field, not only widely used in daily life, and with the development of digital technology, the temperature and humidity control chip corresponding boarded the stage of history, but also be able to widely used in various fields of industry, agriculture, manufacturing, etc..
Along with popularization of PLC in industrial control, quantity and kind of PLC product are more and more and function also becomes perfect day by day. In recent years, the PLC products that introduced from the countries such as America、Japan and Germany and the domestic manufacturer assembles or develops independently have had tens of series, hundreds of models. The kind of PLC is numerous, its structural model , performance、capacity、instruction system and programming method etc are different, application occasion has also each to stress. Therefore, select PLC reasonably, the application for PLC in control system has important role.
With the development of science and technology, PLC is a kind of more and more, its function also gradually increased. This paper is to use the SIEMENS S7-200 CUP226PLC as the control chip, temperature sensor to collect temperature, temperature monitoring, so as to realize the greenhouse temperature control
Keywords: PLC, Temperature sensor， detection, control
目录
第一章 引言……………………………………………………………… 8
1.1 温度控制系统的意义……………………………………………… 8
1.2 温度控制系统背景………………………………………………… 8
1.3 研究技术介绍……………………………………………………… 8
1.3.1自动化控制…………………………………………………… 8
1.3.2 PLC…………………………………………………………… 9
1.3.3 传感器………………………………………………………… 12
第二章 硬件配置………………………………………………………… 17
2.1.西门子S7-200 CUP226 …………………………………………… 17
2.2 温度传感器………………………………………………………… 18
2.3系统硬件连接图…………………………………………………… 20
2.4状态灯，扬声器，暖风机电路…………………………………… 22
2.5温度采集电路……………………………………………………… 22
2.6 EM235模拟量输入电路…………………………………………… 23
第三章 软件配置………………………………………………………… 24
3.1 主程序OB1………………………………………………………… 24
3.2 子程序……………………………………………………………… 28
第四章 结论………………………………………………………………… 31
致谢…………………………………………………………………………… 32
参考文献………………………………………………………………… …… 33
第一章 引言
1.1温度控制系统的意义
温度及湿度的控制和测量在人们日常生活中起着至关重要的影响。比如对工业生产、天气预测、物资储存等都起着非常重要的作用。在许多情况下，能够快速并且准确地获取一个目标的温度和湿度信息是十分关键的，这些年来，温湿度测控领域发展迅速，不仅在日常生活中得到广泛使用，并且随着数字科技技术的发展，温湿度的测控芯片相应的登上历史的舞台，也能够在工业、农业、生产业等各领域中得到普遍的使用。
1.2 温度控制系统背景
70年以来，由于工业过程控制，特别值得注意的是微电子技术的发展和计算机技术的飞速发展，自动温度控制系统理论的控制设计方法，在国内外客商携手发展的适应效果参数，在这方面，日本和德国领导人。参议员美国和其他国家温度控制技术和设备的性能，适合商务和生活的各个方面。
在国内同行业中的应用温度控制系统是非常广阔的，但生产，开发该国的整体水平还是非常高的温度控制器，但与发达国家相比，德国与日本，美国还有很大差距。目前，在整体水平，我们国家在这方面，20世纪80年代后半段的水平，主要是，“点位”和以前的PID控制器成熟的产品，这是一般的温度控制系统适应能做的，还是时变延迟控制复杂的难，温度控制系统。高控制事情的知识自适应控制计相适应，国内的技术，非常不成熟。设备控制系统的商业化形成参数自我调整，能信赖的自动调谐软件的性能还不可靠。参数的确定以人工的经验和我们的现场、关于考试为依靠。
随着科学技术的不断快速发展，对系统的温度控制系统，温度控制精度高需求的人口越来越多，因此，无论在国内还是在国外，这些高需求的温度控制系统成为必然的趋势。
1.3 研究技术介绍
1.3．1自动化控制
自动化控制领域生产现代工业，农业，制造业和综合自动化控制技术和理论等机电一体化。
自动化控制有半自动与全自动化
例如：
机器和设备，根据生产的要求和目标，不仅是生产的自动化操作；自动控制要求，确定控制技术和程序，不直接参与生产过程的半自动化控制，而直接需要机械，设备，设施，工具或手工参与。
自动化控制技术不仅用于工业同时也广泛的用于军事战争、农业生产、运输交通、医学、科技发展和旅游服务等方面。使用自动化控制可以让人们解放人们的脑力、人力、物力。还能避免人们从事危险的环境。这样不仅能提高工作效率还能避免人们从事危险工作而导致的严重后果。自动化控制不仅能提高生产效率还能增强人类认识世界和改造世界的能力。自动化控制是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
自动化控制理论是自动化专业的重要学习课程
1.3.2 PLC
（一）PLC产生与发展
PLC是可编程逻辑控制器，其采用一个可编程存储器，在其内部存储器中的程序，使得控制算术、定时和逻辑等指令给用户，并且通过各种类型的数字或模拟输入/输出控制的机械或生产过程。
现在制造业得快速响应市场的需求，在产品小批量、低成本生产中必须保证品种、规格比较多的同时还得保证质量高。在线自动控制系统大多是传统的继电器接触器控制装置，该设备体积巨大是指设备，可靠性差，可编程控制器正是在这里应运而生，基于微处理器的通用工业控制系统。
在20世纪60年代的汽车制造业，在生产线的自动化控制系统中大多是老旧过时的继电接触器，这套过时的设备装置备不但非常的大，和不可靠，还不好修理，并且都是由逻辑硬件构成，接线十分复杂。一旦生产过程中哪个环节出错或者改变，控制系统就得重新设计改造。随着汽车生产工业的迅猛发展，对于汽车外形、型号等不断的更新与发展。传统的系统越来越跟不上节奏，弊端也被无限放大，最终PLC控制系统跟上了时代潮流，出现在人们的视野当中。程序控制系统也因此诞生了，这说明了plc很有创造力。从此，工业生产控制领域便是计算机科学技术的天下。
早期的PLC还不能被人们广泛的认识和运用，仅仅是取代继电器控制装置去完成顺序控制、定时等工作，但是随着时间的慢慢退移，PLC的优点：简单容易理解、安装方便、体积较小、耗能又低、还有故障显示、能循环使用等优点。使得PLC很快的得到人们的认可。同时也得到了广泛的应用和推广。随着VLSI技术和微处理器性能的飞速发展，PLC的软件和硬件功能不丰富和完善。
PLC控制技术发展到现在已经非常成熟，有200多个生产PLC产品的厂家，其中德国的西门子（Siemens）公司最为出名，我们专业所学习的的西门子plc便是这家公司的产品。
（二）PLC的分类
PLC可以按以下两种方法来进行分类。
（1）按PLC的点数分类
根据PLC可扩展的输入输出点数，可分为小型、中型和大型三种类型。小型plc小于256输出点点数；中型PLC的输入输出点数在256~2048之间；大型PLC大于2048输入输出点点数。
（2）按PLC的结构分类
根据PLC的结构分类，PLC可分为整体式和模块化可编程控制器PLC，PLC单片电源，CPU，内存，I / O系统都集中在一个小柜，小型PLC更加分裂组成PLC，PLC模块划分成根据功能几个模块，如电源模块，CPU模块，链接模块，输入模块，输出模块，根据系统的要求，不同的模块的组合，可编程控制器，可编程控制器的不同用途的形成大多中型模块化的PLC。
（三）PLC的基本结构
各种PLC的组成结构基本相同，主要组成有CPU、电源、存储器和输入输出接口电路。PLC的基本结构如下图所
结论
本设计是以PLC为核心而设计的温控系统，它可以实现温度的自动采集，自动控制，如果经过调节温度还不在规定范围之内，系统的警报会响，提示灯也会亮，来让人发现系统出现问题并且去处理发生的问题。作为控制系统的中心PLC，在该系统中至关重要的作用，它可以准确判断处理温度数据，并根据温度的情况，相应地控制着状态灯、扬声器和暖风机的工作。温度采集部分使用温度传感器进行温度数据的采集和传输，性能稳定，不易受环境影响，且测量精度高，因此本系统可以精确地控制温度。我设计的这个系统中，通过对四点的温度采样得到实际温度，这样的采集方法从另一方面根据提高了系统的精确性。温度传感器采集到的温度数据为模拟信号，因此在系统中，我又将PLC增加了一个模拟量扩展模块EM235,采集到的温度信号便能通过该模块直接输入到PLC中。
我设计的这个系统虽然是以暖气供应为背景，但经过简单的改造，它同样可以用于其它温控场所，如大棚、仓库等，并且只需要修改一下温度参数便能改变所要控制的温度范围。随着农业、化工生产的需要，这种自动化智能化的控制系统定会被广泛应用，且发展前景很大。而我国的温度控制系统同比其它发达国家还有很大的差距。温度控制系统对对工农业的发展有很大的帮助。因此,我认为研究温控系统具有着深远的意义,在以后学习和工作期间,我定会倍加努力,争取能为我国温控技术的研究工作献上绵薄之力。
参考文献
[1] 朱文杰.S7-200 PLC编程及应用[M].中国电力出版社，2012,第二版
[2] 李方园.零起点学习西门子S7-200 PLC[M].机械工业出版社，2012，第三版
[3] 向晓汉.西门子PLC高级应用实例精讲[M].机械工业出版社，2010，第二版
[4] 陈建明.电气控制与PLC应用[M].北京电子工业出版社,2009，第二版
[5]万太福.可编程逻辑控制器及其应用[M].重庆大学出版社，1994，第二版
[6] 蔡杏山、刘凌云.刘海峰零起步轻松学PLC技术.人民邮电出版社，2009，第四版
[7]鲁志康.以PLC为核心的自动监测系统的设计方法[J]. 绍兴文理学院学报,1999
[8]高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例[M].人民邮电出版社，2004，第四版
[9]康华光、陈大钦、张林.电子技术基础模拟部分.高等教育出版社，2006，第五版
[10]康华光、邹寿彬、秦臻.电子技术基础数字部分. 高等教育出版社，2006，第五版
[11]胡翔俊.电路分析.高等教育出版社，2007，第二版
[12]张福学.传感器电子学.国防工业出版社，1995，第二版
[13]高橋 清、小长井 诚.传感器电子学.宇航出版社，1984，第一版
[14]黄贤武、郑筱霞.传感器原理与应用.电子科技大学出版社，2004. 第二版
[15]刘祖润.毕业设计指导[M].机械工业出版社，1996
摘要：温度及湿度的控制和测量在人们日常生活中起着至关重要的影响。比如对工业生产、天气预测、物资储存等都起着非常重要的作用。在许多情况下，及时，准确地获得目标温度，湿度信息是非常重要的，这些年来，温湿度测控领域发展迅速，不仅在日常生活中得到广泛使用，并且随着数字科技技术的发展，温湿度的测控芯片相应的登上历史的舞台，也能够在工业、农业、生产业等各领域中得到普遍的使用。
与PLC工业控制，PLC数量和种类的产品的普及，越来越多的功能也日趋完善。近年来，PLC产品，推出了来自美国，日本，德国及国内生产，组装或国家的自主发展有几十个系列，上百种型号。类型PLC，其结构模型，性能，容量，指令集和编程方法，应用场合每个应力的范围内。因此，合理的使用PLC控制系统，PLC起着非常关键的作用
随着科学技术的不断进步，PLC是一种越来越多，其功能也逐渐增强。本文便是使用西门子S7-200 CUP226PLC来 作为控制芯片，温度传感器收集温度、监测温度，从而实现温室温度控制
关键词：PLC，温度传感器，检测，控制
Siemens PLC control system design based on the greenhouse temperature
Abstract: Measurement and control of temperature and humidity plays a key role in people's daily life. For example, industrial production, weather forecasting, materials storage and so plays a very important role. In many cases, it is important to temperature, humidity information timely and accurate access to the target, all these years, the rapid development of temperature and humidity measurement and control field, not only widely used in daily life, and with the development of digital technology, the temperature and humidity control chip corresponding boarded the stage of history, but also be able to widely used in various fields of industry, agriculture, manufacturing, etc..
Along with popularization of PLC in industrial control, quantity and kind of PLC product are more and more and function also becomes perfect day by day. In recent years, the PLC products that introduced from the countries such as America、Japan and Germany and the domestic manufacturer assembles or develops independently have had tens of series, hundreds of models. The kind of PLC is numerous, its structural model , performance、capacity、instruction system and programming method etc are different, application occasion has also each to stress. Therefore, select PLC reasonably, the application for PLC in control system has important role.
With the development of science and technology, PLC is a kind of more and more, its function also gradually increased. This paper is to use the SIEMENS S7-200 CUP226PLC as the control chip, temperature sensor to collect temperature, temperature monitoring, so as to realize the greenhouse temperature control
Keywords: PLC, Temperature sensor， detection, control
目录
第一章 引言……………………………………………………………… 8
1.1 温度控制系统的意义……………………………………………… 8
1.2 温度控制系统背景………………………………………………… 8
1.3 研究技术介绍……………………………………………………… 8
1.3.1自动化控制…………………………………………………… 8
1.3.2 PLC…………………………………………………………… 9
1.3.3 传感器………………………………………………………… 12
第二章 硬件配置………………………………………………………… 17
2.1.西门子S7-200 CUP226 …………………………………………… 17
2.2 温度传感器………………………………………………………… 18
2.3系统硬件连接图…………………………………………………… 20
2.4状态灯，扬声器，暖风机电路…………………………………… 22
2.5温度采集电路……………………………………………………… 22
2.6 EM235模拟量输入电路…………………………………………… 23
第三章 软件配置………………………………………………………… 24
3.1 主程序OB1………………………………………………………… 24
3.2 子程序……………………………………………………………… 28
第四章 结论………………………………………………………………… 31
致谢…………………………………………………………………………… 32
参考文献………………………………………………………………… …… 33
第一章 引言
1.1温度控制系统的意义
温度及湿度的控制和测量在人们日常生活中起着至关重要的影响。比如对工业生产、天气预测、物资储存等都起着非常重要的作用。在许多情况下，能够快速并且准确地获取一个目标的温度和湿度信息是十分关键的，这些年来，温湿度测控领域发展迅速，不仅在日常生活中得到广泛使用，并且随着数字科技技术的发展，温湿度的测控芯片相应的登上历史的舞台，也能够在工业、农业、生产业等各领域中得到普遍的使用。
1.2 温度控制系统背景
70年以来，由于工业过程控制，特别值得注意的是微电子技术的发展和计算机技术的飞速发展，自动温度控制系统理论的控制设计方法，在国内外客商携手发展的适应效果参数，在这方面，日本和德国领导人。参议员美国和其他国家温度控制技术和设备的性能，适合商务和生活的各个方面。
在国内同行业中的应用温度控制系统是非常广阔的，但生产，开发该国的整体水平还是非常高的温度控制器，但与发达国家相比，德国与日本，美国还有很大差距。目前，在整体水平，我们国家在这方面，20世纪80年代后半段的水平，主要是，“点位”和以前的PID控制器成熟的产品，这是一般的温度控制系统适应能做的，还是时变延迟控制复杂的难，温度控制系统。高控制事情的知识自适应控制计相适应，国内的技术，非常不成熟。设备控制系统的商业化形成参数自我调整，能信赖的自动调谐软件的性能还不可靠。参数的确定以人工的经验和我们的现场、关于考试为依靠。
随着科学技术的不断快速发展，对系统的温度控制系统，温度控制精度高需求的人口越来越多，因此，无论在国内还是在国外，这些高需求的温度控制系统成为必然的趋势。
1.3 研究技术介绍
1.3．1自动化控制
自动化控制领域生产现代工业，农业，制造业和综合自动化控制技术和理论等机电一体化。
自动化控制有半自动与全自动化
例如：
机器和设备，根据生产的要求和目标，不仅是生产的自动化操作；自动控制要求，确定控制技术和程序，不直接参与生产过程的半自动化控制，而直接需要机械，设备，设施，工具或手工参与。
自动化控制技术不仅用于工业同时也广泛的用于军事战争、农业生产、运输交通、医学、科技发展和旅游服务等方面。使用自动化控制可以让人们解放人们的脑力、人力、物力。还能避免人们从事危险的环境。这样不仅能提高工作效率还能避免人们从事危险工作而导致的严重后果。自动化控制不仅能提高生产效率还能增强人类认识世界和改造世界的能力。自动化控制是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
自动化控制理论是自动化专业的重要学习课程
1.3.2 PLC
（一）PLC产生与发展
PLC是可编程逻辑控制器，其采用一个可编程存储器，在其内部存储器中的程序，使得控制算术、定时和逻辑等指令给用户，并且通过各种类型的数字或模拟输入/输出控制的机械或生产过程。
现在制造业得快速响应市场的需求，在产品小批量、低成本生产中必须保证品种、规格比较多的同时还得保证质量高。在线自动控制系统大多是传统的继电器接触器控制装置，该设备体积巨大是指设备，可靠性差，可编程控制器正是在这里应运而生，基于微处理器的通用工业控制系统。
在20世纪60年代的汽车制造业，在生产线的自动化控制系统中大多是老旧过时的继电接触器，这套过时的设备装置备不但非常的大，和不可靠，还不好修理，并且都是由逻辑硬件构成，接线十分复杂。一旦生产过程中哪个环节出错或者改变，控制系统就得重新设计改造。随着汽车生产工业的迅猛发展，对于汽车外形、型号等不断的更新与发展。传统的系统越来越跟不上节奏，弊端也被无限放大，最终PLC控制系统跟上了时代潮流，出现在人们的视野当中。程序控制系统也因此诞生了，这说明了plc很有创造力。从此，工业生产控制领域便是计算机科学技术的天下。
早期的PLC还不能被人们广泛的认识和运用，仅仅是取代继电器控制装置去完成顺序控制、定时等工作，但是随着时间的慢慢退移，PLC的优点：简单容易理解、安装方便、体积较小、耗能又低、还有故障显示、能循环使用等优点。使得PLC很快的得到人们的认可。同时也得到了广泛的应用和推广。随着VLSI技术和微处理器性能的飞速发展，PLC的软件和硬件功能不丰富和完善。
PLC控制技术发展到现在已经非常成熟，有200多个生产PLC产品的厂家，其中德国的西门子（Siemens）公司最为出名，我们专业所学习的的西门子plc便是这家公司的产品。
（二）PLC的分类
PLC可以按以下两种方法来进行分类。
（1）按PLC的点数分类
根据PLC可扩展的输入输出点数，可分为小型、中型和大型三种类型。小型plc小于256输出点点数；中型PLC的输入输出点数在256~2048之间；大型PLC大于2048输入输出点点数。
（2）按PLC的结构分类
根据PLC的结构分类，PLC可分为整体式和模块化可编程控制器PLC，PLC单片电源，CPU，内存，I / O系统都集中在一个小柜，小型PLC更加分裂组成PLC，PLC模块划分成根据功能几个模块，如电源模块，CPU模块，链接模块，输入模块，输出模块，根据系统的要求，不同的模块的组合，可编程控制器，可编程控制器的不同用途的形成大多中型模块化的PLC。
（三）PLC的基本结构
各种PLC的组成结构基本相同，主要组成有CPU、电源、存储器和输入输出接口电路。PLC的基本结构如下图所
结论
本设计是以PLC为核心而设计的温控系统，它可以实现温度的自动采集，自动控制，如果经过调节温度还不在规定范围之内，系统的警报会响，提示灯也会亮，来让人发现系统出现问题并且去处理发生的问题。作为控制系统的中心PLC，在该系统中至关重要的作用，它可以准确判断处理温度数据，并根据温度的情况，相应地控制着状态灯、扬声器和暖风机的工作。温度采集部分使用温度传感器进行温度数据的采集和传输，性能稳定，不易受环境影响，且测量精度高，因此本系统可以精确地控制温度。我设计的这个系统中，通过对四点的温度采样得到实际温度，这样的采集方法从另一方面根据提高了系统的精确性。温度传感器采集到的温度数据为模拟信号，因此在系统中，我又将PLC增加了一个模拟量扩展模块EM235,采集到的温度信号便能通过该模块直接输入到PLC中。
我设计的这个系统虽然是以暖气供应为背景，但经过简单的改造，它同样可以用于其它温控场所，如大棚、仓库等，并且只需要修改一下温度参数便能改变所要控制的温度范围。随着农业、化工生产的需要，这种自动化智能化的控制系统定会被广泛应用，且发展前景很大。而我国的温度控制系统同比其它发达国家还有很大的差距。温度控制系统对对工农业的发展有很大的帮助。因此,我认为研究温控系统具有着深远的意义,在以后学习和工作期间,我定会倍加努力,争取能为我国温控技术的研究工作献上绵薄之力。
参考文献
[1] 朱文杰.S7-200 PLC编程及应用[M].中国电力出版社，2012,第二版
[2] 李方园.零起点学习西门子S7-200 PLC[M].机械工业出版社，2012，第三版
[3] 向晓汉.西门子PLC高级应用实例精讲[M].机械工业出版社，2010，第二版
[4] 陈建明.电气控制与PLC应用[M].北京电子工业出版社,2009，第二版
[5]万太福.可编程逻辑控制器及其应用[M].重庆大学出版社，1994，第二版
[6] 蔡杏山、刘凌云.刘海峰零起步轻松学PLC技术.人民邮电出版社，2009，第四版
[7]鲁志康.以PLC为核心的自动监测系统的设计方法[J]. 绍兴文理学院学报,1999
[8]高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例[M].人民邮电出版社，2004，第四版
[9]康华光、陈大钦、张林.电子技术基础模拟部分.高等教育出版社，2006，第五版
[10]康华光、邹寿彬、秦臻.电子技术基础数字部分. 高等教育出版社，2006，第五版
[11]胡翔俊.电路分析.高等教育出版社，2007，第二版
[12]张福学.传感器电子学.国防工业出版社，1995，第二版
[13]高橋 清、小长井 诚.传感器电子学.宇航出版社，1984，第一版
[14]黄贤武、郑筱霞.传感器原理与应用.电子科技大学出版社，2004. 第二版
[15]刘祖润.毕业设计指导[M].机械工业出版社，1996