基于PLC的糧食倉庫溫濕度控制系統設計

曹永戰　吳迪　張茜

摘 要：采用西門子PLC為主控器，以溫濕度為被控對象，結合觸摸屏進行溫濕度的實時顯示和控制。系統能夠快速有效地實現對糧食倉庫的溫濕度調節。根據儲存糧食作物的不同，調整最佳的溫度，濕度，使作物達到長久儲存。測試表明本系統操作方便，運行可靠。

關鍵詞：PLC；溫度控制；濕度控制；觸摸屏

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）17-0005-02

1 背景概述

我國糧食產量和消費水平一直居世界前列，糧食儲存顯得尤為重要。儲存方法不得當，會造成發霉、變質等嚴重損失。由于各種糧食對溫度濕度的要求不同，精確地對濕度溫度的控制尤為重要。

本文利用PLC作為控制器，設計一種溫濕度可調可控、并能實時顯示的控制系統。

相比于其他的控制方式，該控制系統的穩定性，可靠性更強，保證系統工作的連續性。采用觸摸屏控制是使操作更加簡潔，能夠滿足糧食儲存系統的控制要求。

2 溫度、濕度控制系統原理

糧食儲存控制系統以溫度和濕度作為被控參數，溫度與濕度傳感器輸出的電信號經A/D轉換，送入PLC中。

經過PID的調節作用，得到需要的控制量，并將控制信號送出，輸出包括加熱、制冷、加濕和開風機信號，并通過PLC來控制相應的執行機構，加熱閥、制冷閥、加濕閥和風機控制，最終實現對糧食儲存倉庫的溫度、濕度的控制。如圖1所示。

3 溫度、濕度控制系統的硬件設計

構成糧食倉庫儲存溫度、濕度控制系統的硬件主要包括：溫度、濕度傳感器，PLC控制器，電源部分，PC上位機及監控，溫度、濕度的相關調節設備，觸摸屏及報警器等設備。

3.1 主控器PLC的選擇

PLC作為工業控制器，其系統構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長，能進行連續過程的PID回路控制。

我們選用的是西門子的S7-300CPU315-2PN/DP模塊化微型PLC系統，它能滿足中、小規模的性能要求足和適應自動化控制任務簡單實用的分布式結構和多界面網絡能力，使得應用十分靈活各種性能的模塊可以非常好地滿夠滿足該控制系統，并且也能夠滿足后序功能的擴展要求。模擬量輸入模塊選用SM331，AI8×13位，模擬量輸出模塊選用SM332，AO8×12位。輸入輸出功能表見表1。

3.2 溫度、濕度傳感器的選擇

本系統選用JCJ100ND數字溫濕度傳感器，它采用的是標準的RS-232或485通信接口，該傳感器對外界的抗干擾能力強，并且在全部量程以內精度高，一致性好，穩定性強，響應速度快。

該傳感器可以通過串行通信與計算機組成多點的溫度、濕度測量系統。

3.3 觸摸屏選擇

本系統選擇威綸TK6070 ip觸摸屏。改觸摸屏的分辨率較好，達到800×400 WxHdots。

它的I/O通訊口十分豐富，并且操作方便，可靠性強，性價比較高。

4 溫度、濕度控制系統軟件設計

本系統觸摸屏需實現對設定值的輸入及顯示，并實現對當前溫度、濕度數值的動態實時顯示。

此外，增加一個控制界面，可相應完成自動、手動控制，系統通過人機交互將控制指令發出送到PLC，經過溫濕度調節系統進行相應的調節，從而達到更好的控制效果。

系統的溫濕度傳感器采集到的電流信號經過PLC模擬量的擴展模塊送入控制單元，并把同觸摸屏輸入的設定值進行比較，如果存在一定的偏差就會利用PID調節系統進行調節，計算出控制量并輸出，達到消除相應的偏差。當實際測量值超過了所設定的溫度、濕度上下限時，系統會觸發報警，并給出相應的指示動作。

為了防止報警錯誤產生，在溫濕度超過上下限時會給出一定時間的延遲再觸發報警，保證系統更可靠。軟件設計流程如圖2所示。

5 結 語

本文介紹了基于PLC的溫濕度的糧食倉庫儲存控制系統。分析了系統控制目標、硬件構成和選型。引入人機界面，使控制操作容易，簡潔。

軟件設計采用西門子編程環境，實現溫濕度PID調節，達到糧食儲存對溫濕度控制要求。選擇西門子S7-300系列的PLC實現溫濕度控制系統，結合觸摸屏構成操作界面，具有可靠性好，穩定性強，易擴展特點，系統具有良好的實應價值。

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