基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计

word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑科类工科学号XXXX本科生毕业设计基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计DesignfortheAutomaticControlSystemoftheTemperatureAndHumidityintheLargeScalePigFarmXX指导教师：XXX职称副教授XX大学XXXXX学院：XXXX学院专业：电气工程及其自动化年级：2009设计提交日期：2013.5.7答辩日期：2013.5.11答辩委员会主任：XXXXXX大学20013年5月6日基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计XX摘要本文通过采用由温湿度传感器、三菱PLC、风机、制冷器和供热泵等温湿度控制设备构成的控制系统，对哺乳仔猪养猪场内温度和湿度进行控制,维持养猪场内的温湿度在一定范围内，使哺乳仔猪猪群发挥最佳生长状况，以提高养猪场的经济效益。本文首先提出两个方案,再通过对两个方案优缺点的比较,最终确定用方案二。在方案二中传感器接收到的信号通过外电路比较后，再由与门电路组合,最终把温湿度信号组成九个组合，九个组合经驱动电路后输入PLC,最后由PLC控制相应电机的启停。该系统的使用，对降低仔猪的发病率，增加仔猪的成活率和日增重量有一定的作用。关键词：规模化养猪场；温度控制；湿度控制；PLCScalepigfarmsoftemperaturehumidityautomaticcontrolScalepigfarmsoftemperaturehumidityautomaticcontrolsystembasedonPLCofdesignTanjingFacultyofEngineeringandTechnologyYunanAgriculturalUniversity，HeilongtanKunming650201ABSTRACTAreadoptedinthispaper,thetemperatureandhumiditysensor,mitsubishiPLC,fan,refrigeratorandheatpump,suchastemperatureandhumiditycontrolequipmentdesignsystem,consistingofthelactationpigletpigsbasedonthetemperatureandhumiditycontrol.Maintainpigproductionfieldwithinacertainrangeoftemperatureandhumidity,makesthelactationpigletpigsplayoptimalgrowthconditions,inordertoimprovetheeconomicbenefitsofpigfarms.Thispaperproposestwosolutions,andthenthroughthecomparisonofadvantagesanddisadvantagesofthetwoschemes,thefinalinscheme2.Inscheme2.Thereceivedsignalbycomparingtheexternaltemperatureandhumiditysensorrespectivelydividedintohigh,mediumandlowthreegears,thenthegatewiththetemperatureandhumidityofsixgearsnine,ninecombinationsbythedrivecircuitinputafterthePLC,andfinallybythePLCcontrolofthecorrespondingmotorrev.Stop.Theuseofthesystem,toreducetheincidenceofpiglets,andincreasethesurvivalrateofpigletsandgrowingweighttohavecertaineffect.Keywords:large-scalepigfarm;Temperaturecontrol;Humiditycontrol;PLC目录TOC\o"1-1"\h\z\u\h摘要Ⅰ目录 III\h图目录 V\h表目录 VI\h符号及其计量单位说明 VII1前言12.概述22.1.猪场内温度对哺乳仔猪的影响22.2养猪场内湿度对哺乳仔猪的影响33.规模化养猪场温湿度控制方案设计43.1规模化养猪场温湿度控制方案一43.1.1方案一的设计思路43.1.2方案一的控制流程43.1.3方案一的优缺点53.2规模化养猪场温湿度控制方案二53.2.1方案二的设计思路53.2.2方案二的控制流程53.2.3方案二的优缺点53.3规模化养猪场温湿度最终控制方案的确定6规模化养猪场温湿度系统设备的选型和计算7电磁阀的选择7湿帘风机系统9湿帘风机系统概述94.4.2湿帘风机系统的选型与计算10风机的选择与相关计算10水泵的选择和相关计算12供热泵的选择13热泵概述13热泵的相关计算14降湿设备的选择14降湿设备简介153.4.2除湿机的相关计算15制冷设备的选择16制冷机简介16制冷机的相关计算17按钮、指示灯和报警器的选择19PLC的选择20PLC的简介20PLC机型选择的基本原则21PLC容量的选择步骤23PLC的选型23设计内容24设计介绍24强电系统24自动控制部分的设计24控制面板及其功能24PLC的I/O接口分配25PLC编程介绍26程序初始化设计29自动控制循环方式30报警设计32操作说明336结论34参考文献35致谢36 图目录图1方案二温湿度信号处理图6图2最终确定的温湿度控制方案的流程图7图3电磁阀工作原理图9图4湿帘风机系统的工作原理和系统组成10表目录表1不同温湿度情况下各设备的启停情况表4表2不同温湿度情况下各设备的启停情况表7表34WE6E61/0FWR220-50NZ5L的相关技术参数9表4T30型轴流通风机的相关技术参数11表51ZDB漩涡式清水泵相关技术参数13表6HWD-78-1工程系列热泵相关技术参数表14表1DH—8190C除湿机相关技术参数15表8SL-15制冷机的相关技术参数17表9按钮和灯等设备的相关参数19表10PLC的I\O接口分配24表11基本指令26表12初始化程序表27表13自动部分程序表28表14报警程序的指令表29符号及其计量单位说明P：有功计算负荷，单位k； 30 WK：需要系数；P：额定有功功率，单位k；Q30：无功计算负荷，单位kvr；S：视在计算负荷，单位k； 30 VAI：计算电流，单位A；30U：额定电压，单位kV；ncosφ：功率因数；I ：导体所在电路的最大持续工作电流，单位A；gmaxI:相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流，单位A；alI：熔断器额定电流，单位A；RTR基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计1前言“猪为六畜之首,猪粮安天下。"中国是世界公认的养猪大国,2010年猪存栏量4.7亿头,其中母猪存栏4765万头,出栏量6.67亿头,均居世界第一,约占全球的一半。2010年出栏率142％，平均每头母猪年提供出栏猪14头。2011年，中国猪平均存栏量4.68亿头，总出栏量6.62亿头，出栏率141％.总结这几年，我国规模化养猪迅速发展，未来十年将是中国养猪业规模化发展的黄金期。规模化养猪要依靠技术进步提高养猪生产水平.降低成本，提高经济效益。猪生长发育的潜力是由遗传决定的，而环境则决定了这种潜力能在多大程度上反映出来。再好的良种如果没有适宜的环境条件，其遗传优势也不能得到充分发挥。猪场环境因子，特别是温度和湿度，作为猪生长的关键因素，直接影响到猪的生长性能以及是否引发疾病。仔猪培育是养猪生产中的关键环节，集中反映母猪生产力水平的高低，即每头母猪年提供断乳仔猪重（包括断乳仔猪头数及断乳个体重）。因此，仔猪培育的中心任务就是获得最高的成活率和最大的断乳个体重。哺乳仔猪养猪场温度、湿度环境控制的好坏是决定哺乳仔猪育成率高低的重要因素。因此，注重哺乳仔猪的环境温度、湿度控制，做好哺乳仔猪局部采暖保温。以及整个猪舍的湿度控制。对于提高仔猪成活率和母猪的年生产力具有重要的意义。本文经过查阅相关文献资料，对哺乳仔猪养猪场的环境温度、湿度的控制提出控制方案，并经过可行性分析最终确定控制方案。根据最终确定的控制方案而设计的系统，采用了温湿度传感器采集信号并有外电路分别把温湿度分成高、中、低三档后输入PLC，再由PLC根据输入的档位来控制相应的温湿度控制设备的启停，是哺乳仔猪猪舍的温湿度维持在最佳范围内。本系统主要包括了三个部分:输入PLC的信号采集部分、自动控制部分和手动控制部分。本设计说明书主要为自动控制部分的说明，叙述了哺乳仔猪舍温湿度控制方案的设计、系统相关设备的介绍、选型和计算和自动控制部分的设计和编程等内容。2.概述2.1.猪场内温度对哺乳仔猪的影响猪是恒温动物，其平均直肠温度为39.2℃但由于受诸多因素的影响,其体温可在狭小的范围内波动，变动范围在38.7～39.8℃。热环境与猪体生理恒定性密切相关，而体温恒定是机体进行正常生命活动和生产的基础。猪在呼吸、循环、肌肉活动、采食、消化等过程中不断产生热量，并通过传导、对流、辐射、蒸发等途径向周围环境散发。环境温度和湿度是猪与其生存环境保持平衡的重要因素，猪在适宜环境范围中，能借助物理调节维持正常体温。当环境温度逐渐升高或环境温度与湿度都较高时，猪体就开始通过加速血液循环，加快皮肤与呼吸蒸发散热调节体温。温度继续升高，猪就表现出活动量和采食量减少，饮水增加，生长缓慢，甚至出现负增重等热应激反应。环境温度是影响猪的体温、心率和行为变化的主要原因，随着环境温度升高超出等热区，猪表现出体温升高、心率加快、呼吸次数增多及白天活动减少、夜晚活动增加等行为生理热应激反应，同时采食量减少，日增重减缓，饮水增加。高温高湿环境下，猪的行为生理反应和生产性能的热应激反应更严重。从出生到断奶阶段的仔猪称为哺乳仔猪（吃母乳的仔猪）。仔猪在胎儿期完全依靠母体供给营养物质并排出废物，母体对胎儿来说是个相对稳定的生长发育环境。与之相比，仔猪出生后生活条件发生了巨大的变化，仔猪首先要使用肺呼吸；其次是必须用消化道来吸收食物中的营养物质；再次是只接受自然条件和人为环境的影响。哺乳仔猪完全处在人为环境之中，生死存亡与胎儿期的猪相比受认为环境影响更大、更直接。哺乳仔猪具有以下生理特点：（1）消化器官不发达，消化腺机能不完善；（2）生长势强；（3）物质代谢旺盛；（4）体温调节机能不完善；（5）抗病力低。哺乳仔猪饲养管理的重点是：是仔猪的成活率高、生长发育快、个体大小均匀整齐、健康活泼、断奶体重大，为以后养成育种猪和商品猪打下良好基础。哺乳仔猪的体温调节不完善主要是因为；(1)神经调节机能不健全；（2）物理调节能力有限；（3）化学调节功能不健全，体内能源储备少。仔猪刚出生时大脑发育不够健全，通过神经系统调节的能力差。，同时仔猪体内能源的储存较少，遇到寒冷血糖很快就降低，如不及时吃到食物很难成活。仔猪正常体温约为39℃，刚出生时所需要的环境温度为30～32℃[1]，当环境温度偏低时仔猪体温开始下降，下降到一定范围开始回升。仔猪出生后体温下降的幅度及恢复所用时间视环境温度而变化，环境温度越低则体温下降的温度越大，恢复所用时间越长，当环境温度降低到一定范围时仔猪则会冻僵、冻死。综上所述，由于初生仔猪调节体温适应环境的能力差，同时其保温性能差（皮薄毛疏），虚热多（体温较成年猪高）、产热少（体内储能少），故仔猪对环境温度的要求较高，有“小猪畏寒”之说。寒冷对仔猪的直接危害是冻死，同时又是压死、饿死和下痢的诱因。因为仔猪遇低温时，体温降低，行动呆滞，吸乳无力，最终导致被压死、饿死货病死。仔猪最适宜的环境温度为：0～3日龄为29～35℃,3～7日龄为25～29℃,7～14日龄为24～28℃,14～21日龄为22～26℃,21～28日龄为21～25℃,28～35日龄为20～22℃[1]。2.2养猪场内湿度对哺乳仔猪的影响湿度是用来表示空气中水汽含量多少的物理量，常用相对湿度来表示。猪场内空气的相对湿度对猪的影响，和环境温度有密切关系。无论是幼猪还是成年猪，当其所处的环境温度是在较佳范围之内时，舍内空气的相对湿度对猪的生产性能基本无影响。试验表明，若温度适宜，相对湿度从55%变到75%，猪的增重无异常。这时，常出于其他的考虑，来限制相对湿度。例如，考虑到相对湿度过低时猪舍内容易飘浮灰尘，过低的相对湿度还对猪的黏膜和抗病力不利;相对湿度过高会使病原体易于繁殖，也会降低猪舍建筑结构和舍内设备的寿命。所以就算是处于较佳温度范围内，舍内空气的相对湿度也不应过低或过高。当舍内环境温度较低时，相对湿度大，会使猪增加寒冷感。这是由于猪的毛、皮吸附了潮湿空气中的水分后，导热性增大，使猪体散热量增大。同时，随着通风换气，使蕴含于水汽中的大量潜热流失到舍外，降低了舍温。因此较低舍温时，相对湿度大，会影响猪的生产性能，这一点对幼猪更为敏感。例如，据试验在冬季相对湿度高的猪舍内的仔猪，平均增重比对照组低48%左右，且易引起下痢、肠炎等疾病。当舍内环境温度较高时，舍内相对湿度大，同样也会影响猪的生产性能。猪原本适应湿度变化的能力较强，即使相对湿度超过85%对生长性能影响也不大，但高温下的高湿，会妨碍猪的蒸发散热，从而加剧了高温的危害。如果温度超过适宜温度，相对湿度从40%升高到70%，便会减缓猪的增重。综合考虑，适宜猪生活的相对湿度为55%―75%。3.规模化养猪场温湿度控制方案设计根据控制要求，维持哺乳仔猪养猪场内温湿度在合适的范围内，以0～3日龄仔猪为例，维持温度在30～32℃，湿度在55%～75%范围之内。各个设备在不同温湿度状态下的的启停如见表1。表2不同温湿度情况下各设备的启停情况表Table1Underdifferenttemperatureandhumidityeachequipmentrev.Stoptable温湿度前后窗后窗风机湿帘风机水泵供热泵降湿设备制冷器高温高湿开开关关开开中温高湿低温高湿高温中湿中温中湿低温中湿高温低湿中温低湿低温低湿开关关关开关关关关开开关开关开关关开关关关关关关关关关关关关关关开关关开开关关关关关关关关开关关3.1规模化养猪场温湿度控制方案一3.1.1方案一的设计思路把温湿度传感器采集到的温湿度信号直接传输至控制器，在控制器中进行数据比较，先比较湿度在比较温度湿度。控制器根据比较的结果来启停相应的温湿度控制设备。3.1.2方案一的控制流程温湿度信号传至控制器后在控制器中先比较湿度的大小，比较得出三个支路：湿度高于75%的、湿度在55%～75%之间的和湿度低于55%的，接着对应于湿度比较后的每个支路再比较温度，跟湿度比较的一样得出三个支路:温度高于32℃的、温度在30～32℃之间的和温度低于30℃的。最后总共得出九个支路。例如：温湿度传至控制器后先比较湿度，湿度介于55%～75%之间，再比较温度，温度高于32℃，则要打开猪场前后窗、停止后窗风机、启动湿帘风机水泵、停止供热泵、停止降湿设备、启动制冷器，等待60s后，再返回去进行温湿度的比较。其他支路也是如此。方案一的控制流程如附图1所示。3.1.3方案一的优缺点控制思路简单清晰，但是若采用PLC做控制器则此方案不可行，因为PLC内部没有数据比较这个功能。采用单片机来控制是可行的，单片机可以进行数据的比较，但是单片机最大的缺点就是稳定性不强，抗干扰能力差。3.2规模化养猪场温湿度控制方案二3.2.1方案二的设计思路由于单片机的抗干扰性和稳定性都不强，，而PLC的抗干扰性和稳定性都比较好，所以还是考虑用PLC来控制。PLC中不能进行数据比较，就在PLC外部进行数据比较，再把比较好的信号传入PLC,，由PLC根据信号来控制响应点的启停。3.2.2方案二的控制流程如图1所示,最后PLC根据输入启停温湿度控制设备。PLC根据输入信号启停温湿度控制设备,如附图2所示。例如，当输入为高温高湿时，由PLC打开猪场的前后窗、后窗风机、降湿设备、置冷器、警示灯。同时关闭湿帘风机水泵、供热泵、报警器。等待60s后，再返回去进行温湿度的检测。温湿温湿度传感器温度湿度电流电压转换电路模数转换电路比较电路与门电路晶体管驱动电路低湿中湿高湿低温中温高温高温高湿高温中湿低温低湿低温低湿高温中湿高温高湿图1方案二温湿度信号处理图 Figure1SchemetwoTemperatureandhumiditysignalprocessingdiagram用PLC中的时钟功能进行控制。 3.2.3方案二的优缺点方案二采用了PLC进行控制，稳定性和抗干扰能力都有了保障，控制思路清云南农业大学工程技术学院专业 电气工程及其自动化 毕业设计题目规模化养猪场中温湿度信号的采集与处理及手动控制部分的设计审核方案二的控制流程图晰明了。3.3规模化养猪场温湿度最终控制方案的确定单片机是单片微型计算机的简称，它是把微型计算机的各个功能部件，及中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时/计数器及I/O接口电路集成在一块芯片上，构成一个既小巧有完善的计算机硬件系统，可实现微型计算机的基本功能。单片机具有以下特点：体积小、控制功能强、成本低。使用温度范围广，芯片本身是按工业测控环境要求设计的。易于扩展，很容易构成各种规模的应用系统。低电压、低功耗。集成度高。可以方便地实现多机和分布式控制，从而使整个控制系统的效率和可靠性大为高。和PLC（关于PLC将在后文介绍）相比，单片机的稳定性和抗干扰能力没有PLC那么强,同时单片机使用的语言是汇编语言，跟PLC所使用的梯形图或者状态转移图相比，复杂了很多，不易于被广大电气技术人员所理解。由于PLC内部不能进行数据的比较，单片机内部可以比较数据的比较，但由于单片机稳定性和抗干扰能力不强，所以不采用方案一。最终确定采用方案二。表3不同温湿度情况下各设备的启停情况表Table2Underdifferenttemperatureandhumidityeachequipmentrev.Stoptable温湿度 前 后窗 湿帘 供 降湿 制后 风机 热 冷窗 风机 水泵 泵 设备 器高温高湿开开关关开开中温高湿开关关关开关低温高湿关关关开开关高温中湿开关开关关开中温中湿关关关关关关低温中湿关关关关关关高温低湿关关开关关开中温低湿开关关关关关低温低湿关关关开关关最终确定的控制方案为方案二。方案二的控制流程:先由外电路把温度分成高(大于32℃)、中(30℃～32℃)、低(低于30℃),湿度分成高(高于75％)、中(55％～75％)、低(低于55％)。再由与门把温的六个档组成九个组合,九个组合经驱动电路后输入PLC,如图2温湿温湿度传感器温度湿度电流电压转换电路模数转换电路比较电路与门电路晶体管驱动电路低湿中湿高湿低温中温高温高温高湿高温中湿低温低湿低温低湿高温中湿高温高湿图2最终确定的温湿度控制方案的流程图Figure2Ultimatelydeterminethetemperatureandhumiditycontrolprogramflowchart用PLC中的时钟功能进行控制。规模化养猪场温湿度系统设备的选型和计算4.1电磁阀的选择在液压系统中，用于控制和调节工作压力的高低、流量大云南农业大学工程技术学院小以及改变流量方向的元件，统称为液压控制阀。液压控制阀通过对专业工作液体的压电气工程及其自动化力、流量以及流 毕业设计题目规模化养猪场中温湿度信号的采集与处理及手动控制部分的设计液方向的控制与调节，从而可以控制液压执行元件审核的开启、停止和换向，方案二的控制流程图调节其运动速度和输出扭矩（或力）。液压控制阀按功能分类有：(1)压力控制阀用于控制或调节液压系统或回路压力的阀，如溢流阀、减压阀、顺序阀压力继电器等；(2)方向控制阀用于控制或调节液压系统或回路中方向及其通和断，从而控制执行元件的运动方向及其启动、停止的阀。如单向阀、换向阀等；(3)流量控制阀用于控制或调节液压系统或回路中工作液体流量大小的阀。如节流阀、调速阀、分集流阀等。在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀，电磁换向阀是用电磁铁的吸力来推动阀芯运动以变换流体流动方向的控制阀，简称电磁阀。电磁换向阀有滑阀和球阀两种结构，通常所说的电磁换向阀为滑阀结构，称球状或锥状阀芯的电磁换向阀为电磁换向座阀，也称电磁球阀。本设计利用电磁阀来控制猪场前后窗的开和关。本系统所选用的电磁阀型号为：为：4WE6E61/0FWR220-50NZ5L。WE型方向控制阀是电磁铁操作的换向滑阀,用以控制油液的开启,停止和方向。其工作原理如图4。这种方向控制阀主要包括阀体(1),1个或2个电磁铁(2),控制阀芯(3)和1个或2个复位弹簧(4)。在未通电的状态下,控制阀芯(3)由复位弹簧(4)保持在中间或初始位置(脉冲阀除外),控制阀芯(3)由湿式电磁铁(2)操作。为了保证获得满意的操作,务必使电磁铁的压力腔充满油液。电磁铁(2)的力经过推杆(5)作用在控制阀芯(3)上,将其由静止推向所需位置.这就使油液从P至A,B至T,P至B或A至T自由流动。当电磁铁(2)断电时,控制阀芯(3)被复位弹簧(4)推向初始位置。可选的手动应急操(6)在电磁铁不通电的情况下可控制阀芯(3)运动。图3电磁阀工作原理图Figure3olenoidvalveworkingprinciplediagram4WE6E61/0FWR220-50NZ5L是包括带2个切换位置,2个电磁铁和1个定位机构的方向控制阀。两个切换位分别固定,因此没有必要使电磁铁一直通电。4WE6E61/0FWR220-50NZ5L电磁换向阀的相关技术参数见表1。表44WE6E61/0FWR220-50NZ5L的相关技术参数Table3Relatedtechnicalparametersof4WE61/OFWR220-50NZ5L工作油工作油口4型号型号WE公称通径（mm）6阀芯形式E设计系列号61定位形式机械定位应急操作带手动应急操作按钮插头形式方形带灯插头密封件丁晴橡胶符号W220-50输入电压220V频率50Hz允许压差±10%电磁阀与供电线路连接的导线为截面为2.5mm2的铝线，选用的熔体电流为1A的熔断器FU9为RC1A-5/1，接触器为CJ20-10。4.2湿帘风机系统4.2.1湿帘风机系统概述湿帘风机系统的工作原理与组成有图5所示。湿帘风机系统具有降温、增湿和结晶孔空气的功能。第一，降温系统。（1）“湿帘-负压风机”降温系统是由纸质多孔湿帘、水循环系统、风扇组成。未饱和的空气流经多孔、湿润的湿帘表面时，大量水分蒸发，空气中由温度体现的显热转化蒸发潜热，从而降低空气自身的温度。风扇抽风时将经过湿帘降温的冷空气源源不断引入室内，从而达到降温效果。（2）湿帘冷风机降温是用循环水泵不间断地把接水盘内的水抽出，并通过布水系统均匀地喷淋在蒸发过滤层上，使室外热空气通过蒸发换热器(蒸发湿帘)内与水分进行热量交换，通过水蒸发而达到降温、清凉，洁净的空气则由低噪音风机加压送入室内，以此达到降温效果。第二，增湿系统。湿帘作为增湿介质时，多用于种植园、温室及其他某些对湿度要求较高的特殊行业。由于湿帘具有吸水、耐水、扩散速度快，效能持久等特点，很适合用于调节室内湿度。第三，过滤系统。湿帘还具有通风透气和耐腐蚀性能，对空气中污尘具有极好的过滤作用，是无毒无味洁净增湿、给氧降温的环保材料，所以也用作空气净化和过滤的介质。图4湿帘风机系统的工作原理和系统组成Figure4Wetcurtainfansystemworkingprincipleandsystemcomposition4.4.2湿帘风机系统的选型与计算湿帘风机系统包括湿帘、风机和水泵，下面主要介绍风机和水泵的选择及其相关计算。4.2.2.1风机的选择与相关计算系统采用4台T30型轴流通风机，T30型轴流通风机是一种结构简单，噪音较小的低压轴流压通风机。适用于厂房、仓库、办公室、住宅通风换气，加强暖气散热，也可以去掉机壳安装在排气管道内，以提高管道内的风压。表5T30型轴流通风机的相关技术参数Table4RelatedtechnicalparametersofT30typeofaxialflowfan机号(No.)转速(r/min)风量(m3/h)全压(Pa)配用电机(Kw)2.52900145020001000137.234.30.25-2P0.09-4P32900145032301610179.344.10.37-2P0.12-4P3.5290014505150256024560.80.75-2P0.18-4P429007700319.51.5-2P 1450 3880 81.3 0.18-4P 5 1450 7500 126.4 0.55-4P经过综合比较，采用了机号为3功率为0.37kW风机。电动机型号T30-3；数量为4台；参数：额定功率为0.37kW，工作电压AC/220V,频率为50Hz,额定转速为2900r/min，风量m3/h,全压为179.3Pa。风机的额定电流为；UNIp0.37/0.221.68AUNN220V的低压路的导线截面按长期发热允许电流来选择，按允许电压损失条件进行校验。 导体所在电路的最大持续工作电流I 应小于等于导体长期发热的允许电流，gmax即：I≤kI N al式中I—通过相线的计算电流；Nk—温度修正系数：取环境温度为30C，则K=0.94； θI—相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流。al湿帘风机： I 1.68IN1.79AalK0.94湿帘风机配电干线：I41.797.16Aal热继电器的选择：根据被控制的电气设备的额定电流，应使保护设备及被控制设备两者的额定电流相等，空气开关的电压应大于或等于所有的电源的额定电压。其中：风机额定电压为220V,额定电流为1.68A，所以选择热继电器型号为JR20-10L/7R。熔断器的选择：熔断器选择的主要内容是熔体额定电流的确定。溶体额定电流的确定：在选择和计算溶体电流的时候，应考虑电动机的启动电流。用熔断器保护电动机时，如果要达到过载保护的目的（即线路中无热继电器的情况），熔断器在小倍数过载时能动作，其熔体的额定电流就应当尽可能的接近电动机的额定电流，而要保证电动机能正常起动，熔断器在通过起动电流时又不应不动作。综合考虑两方面的要求，取熔体的额定电流为用于保护单台长期工作的电动机，按下式计算：用于保护单台长期工作的电动机，按下式计算：I≥(1.5～2.5)I RTR 30对于多台电动机负载的短路保护，按下式计算： I≥(1.5～2.5)I +其余电动机的计算负载电流RTR N.MAX根据以上条件算出：风机电动机FU7的额定电流为：I=2.5×1.68+3×1.79=9.57ARTR根据计算的结果选择额定电流为10A的熔断器FU7型号为RC1A-10/10。接触器的选择：根据负载额定电压确定接触器的额定电压，根据负载电流确定额定电流（对接触器的主触头而言），并根据外界实际条件加以修正。最终确定KM5型号为CJ20-10。后窗风机也选用4台此型号风机，其相关计算也和湿帘风机的一样。4.2.2.2水泵的选择和相关计算 水泵使用1ZDB漩涡式清水泵，1ZDB漩涡式清水泵采用直联自吸式结构设计。具有结构紧凑、重量轻、耗电小流量大、扬程高、操作维护方便、可靠性高、无需每次灌水便可使用，是一种理想的家用增压泵。家用增压一般配合小水罐和压力开关使用可以根据压力变化实现全自动运行。适用于城镇和农村家庭、花园旅馆及别墅等场合增压。该泵单独使用时，也可配在设备上用于输送不含杂质和腐蚀性的生产流程水。表61ZDB漩涡式清水泵相关技术参数Table5Relatedtechnicalparametersof1ZDBvortextypeclearwaterpump产产品型号电动机水泵功率（W）转速（r/min）电压（V）频率（Hz)最大流量（T/h）最大扬程（m）最大吸程（m）进出口径（int）1ZDB353702850220502.4358111ZDB455503.5451ZDB6575065电动机型号为1ZDB35；数量为1台；参数：额定功率为0.37kW，工作电压AC/220V,频率为50Hz,额定转速为2850r/min。水泵的最大流量为2.4t/h，最大扬程为35m,最大吸程为8m，进出口径为1寸（33mm)。水泵的电机的计算和选择方法与单台风机的一样。FR4型号为JR20-10L/7R。FU6的选型: I 4.48ARTR所以FU6型号为RC1A-5/5，KM4型号为CJ20-10。4.3供热泵的选择供热泵是猪场环境温度低时向猪场提供热量，以提高猪场的环境温度，下面主要是热泵的介绍及相关计算。4.3.1热泵概述热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。以消耗一部分低品位能源（机械能、电能或高温热能）为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。热泵的分类按热源获取来源的种类分有水源热泵，地源热泵，空气源热泵，双源热泵（水源热泵和空气源热泵结合）。下面主要介绍水源热泵。水源热泵的工作原理是：地球表面浅层水源（一般在1000米以内），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。先进性在于与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将90%～98%的电能或70%～90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%～60%。因此，近十几年来，水源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展，尤其是近五年来，中国的水源热泵市场也日趋活跃，使该项技术得到了相当广泛的应用，成为一种有效的供热和供冷空调技术。4.3.2热泵的相关计算表7HWD-78-1工程系列热泵相关技术参数表Table6RelatedtechnicalparametersofHWD-78-1engineeringseriespump根据设定，设计的系统使用两台1.25kW的工程系列热泵，型号为HWD-78-1.5H，其相关型号输入功率最大输出功率电源 主机尺寸质量噪音HWD-78-1.5H1.25KW4.855KW220V/50Hz280×820×85556kg≤60dB技术参数见表3。UN热泵电机的额定电流：UNI1.25/0.225.68ANN导体截面的选择：热泵电机： I 5.68IN6.04AalK0.94热泵配电干线：I26.0412.08AalFR3的型号为JR20-10L/11R。FU5的的选择： I 5.68+5.68=14.2ARTRFU5的型号为RC1A-15/15，KM3型号为CJ20-16。4.4降湿设备的选择猪场湿度过高时，降湿设备的使用可以降低猪场环境湿度。4.4.1降湿设备简介除湿机又称为抽湿机，一般可分为家用除湿机和工业除湿机两大类，属于制冷空调家庭中的一个小成员。通常，除湿机由压缩机、热交换器、风扇、盛水器、机壳及控制器组成，其工作原理是：由风扇将潮湿空气抽入机内，通过热交换器，此时空气中的水份冷凝成水珠，变成干燥的空气排出机外，如此循环使室内湿度降低。目前全球除湿机的主要产地集中在意大利、日本、中国和中国台湾等地，中国在全球除湿机市场中的地位日益显著。特别是工业除湿机，应用在医药，医院，电子，计算机，食品行业居多；目前，家用除湿机在中国国内市场才刚刚起步，还没有完全被中国的消费者认知。本系统中所选用的除湿机为工业除湿机DH—8190C。其相关技术参数见表5。表8DH—8190C除湿机相关技术参数Table7RelatedtechnicalparametersofDH-8190Cdehumidifier型号 除湿量适用面电源输入功环境温外形尺净重积 率 度 寸 DH—192L/D 170～380V/50 3.2kW 5～8℃ 510×125kg 8190C 280m2 Hz 1700×710mm3.4.2除湿机的相关计算所选用的除湿机型号为DH—8190C工业除湿机，台数为2台。参数：额定功率为3.2kW，工作电压3φ/AC/380；重量为125Kg。查《工厂供电》附录表1查得：K0.8，tan0.75，cos0.8d有功功率：PKP0.83.22.56kW 30 d e无功功率：QtanP0.752.561.92kvar 30 30S2.5621.9223.2kVA30U3U330I3.2/(30.38)4.86A30N导线截面的选择：依照国家标准规定，380V的低压线路的导线截面按长期发热允许电流来选择，按允许电压损失条件进行校验。 导体所在电路的最大持续工作电流I 应小于等于导体长期发热的允许gmax电流，即：I≤kI30al式中I—通过相线的计算电流；30k—温度修正系数：取环境温度为30C，则K=0.94； θI—相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流。al除湿机电动机： I 4.86I305.17AalK0.94除湿机配电干线：I=4.86+4.86=9.72A30 I 9.72I3010.34AalK0.94除湿机及其配电干线的导线选用导体截面为2.5mm2的铝导线。FU2型号为RC1A-5/5,FR1型号为JR20-10L/11R，FU1型号为RC1A-10/10，KM1型号为CJ20-16。FU的型号为RC1A-15/15，QS的型号为HD173/118，RC1A-30/30，导线L2为截面为4mm2铝线。4.5制冷设备的选择制冷设备主要是在夏天时使用，夏日高温时会使猪场的温度过高，使用制冷设备可以降低猪场环境温度。本节主要介绍制冷机和制冷机的选型计算。4.5.1制冷机简介制冷设备选用制冷机。制冷机将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。制冷机内参与热力过程变化（能量转换和热量转移）的工质称为制冷剂。制冷机广泛应用于工农业生产和日常生活中。制冷机根据工作原理分有（1）压缩式制冷机。依靠压缩机的作用提高制冷剂的压力以实现制冷循环，按制冷剂种类又可分为蒸气压缩式制冷机（以液压蒸发制冷为基础，制冷剂要发生周期性的气-液相变）和气体压缩式制冷机（以高压气体膨胀制冷为基础，制冷剂始终处于气体状态）两种。（2）吸收式制冷机。依靠吸收器-发生器组（热化学压缩器）的作用完成制冷循环，又可分为氨水吸收式、溴化锂吸收式和吸收扩散式3种。（3）蒸汽喷射式制冷机。依靠蒸汽喷射器（喷射式压缩器）的作用完成制冷循环。（4）半导体制冷器。利用半导体的热-电效应制取冷量。制冷机的主要性能指标有工作温度（对蒸气压缩式制冷机为蒸发温度和冷凝温度，对气体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的温度和冷却介质的温度），制冷量（制冷机单位时间内从被冷却物体移去的热量）、功率或耗热量、制冷系数（衡量压缩式制冷机经济性的指标，指消耗单位功所能得到的冷量）以及热力系数（衡量吸收式和蒸汽喷射式制冷机经济性的指标，指消耗单位热量所能得到的冷量）等。现代制冷机以蒸气压缩式制冷机应用最广。4.5.2制冷机的相关计算查《工厂供电》附录表1查得：8.查《工厂供电》附录表1查得：8.0dK，75.0tan，8.0cos有功功率：kWPKPed2.15.18.030制冷机型号为SL-15，台数为3台。其相关计算如下：无功功率：QtanP0.751.20.9kvar 30 30kVAkVAS5.19.02.12230AUSIN28.2)38.03/(5.133030表9SL-15制冷机的相关技术参数Table8Table8RelatedtechnicalparametersofSL-15chiller 型号 SL-15制冷量（W)36000电源380V/50Hz压缩机类型活塞式全封闭制冷压缩机水泵功率(kW)1.5水泵流量（m3)7.5蒸发器形式水箱式/板式热交换器水箱容积（L)180冷凝器管壳式冷媒R22节流方式毛细管/热力膨胀阀保护装置相序、过载、高低压、防冻、延时、超温外形尺寸（mm)1400×800×1300导线截面的选择：依照国家标准规定，380V的低压线路的导线截面按长期发热允许电流来选择，按允许电压损失条件进行校验。导体所在电路的最大持续工作电流I 应小于等于导体长期发热的允许电gmax流，即：I≤kI30al式中I—通过相线的计算电流；30k—温度修正系数：取环境温度为30C，则K=0.94； θI—相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流。al制冷机： I 2.28I302.43AalK0.94制冷机配电干线：I=2.43+2.43+2.43=7.29A30 I 7.29I307.76AalK0.94制冷机及其配电干线的导线选用导体截面为2.5mm2的铝导线。FU4型号为RC1A-5/3,FR2型号为JR20-10L/8R，FU3型号为RC1A-10/10，KM1型号为CJ20-10。4.6按钮、指示灯和报警器的选择指示灯标示的意义：包括系统状态指示和电机状态指示。状态指示有故障指示、电源指示和水位过低指示，当系统出现故障时，故障指示灯发光，用于提醒工作人员，以便及时排除故障；电源指示灯反映整个系统的通电情况以及猪场环境温湿度的情况。按钮说明：包括电机起停按钮和报警按钮，绿色按钮是电机起动的按钮；红色按钮是电机的停止按钮，报警按钮包括试警按钮和解警按钮，均使用绿色按钮。表10按钮和灯等设备的相关参数Table9Relatedspecificationofbuttons、indicatorsandotherdevices名称名称适用电源型号颜色个数（个）常开触点常闭触点尺寸备注XB2B通用型指示灯220VACXB2BVM3LC绿色3Ø22mm带LED灯XB2BVM5LC黄色5XB2B平头带灯按钮220VACXB2BW33M1C绿色71Ø22mm带LED灯XB2BW34M1C红色11XB2B平头按钮220VAC绿色1Ø22mmXB2B转动复位急停按钮VAC220XB2BS542C红色11Ø40mm带LED灯，红色蘑菇头，转动复位XB2B标准手柄选择开关220VACXB2BD21C黑色11Ø22mm二位锁定蜂鸣器220VACXB2BSMC灰色1Ø22mm持续声音100dB/10cm4.7PLC的选择4.7.1PLC的简介可编程控制器简称PC（英文全称：ProgrammableController），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：ProgrammableLogicController）和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程控编程逻辑控制器这个老名字。20世纪80年代以后，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能，使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。目前，世界上有200多家PLC厂商，400多品种的PLC产品，按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色，如日本主要发展中小型PLC，其小型PLC性能先进，结构紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位。著名的PLC生产厂家主要有美国的A-B（Allen-Bradly）公司、GE（GeneralElectric）公司，日本的三菱电机（MitsubishiElectric）公司、欧姆龙（OMRON）公司，德国的AEG公司、西门子（Siemens）公司，法国的TE（Telemecanique）公司等。我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等。从近年的统计数据看，在世界范围内PLC产品的产量、销量、用量高居工业控制装置榜首，而且市场需求量一直以每年15%的比率上升。PLC已成为工业自动化控制领域中占主导地位的通用工业控制装置。PLC技术之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，主要是因为它具有许多独特的优点。它较好地解决了工业领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。可靠性高、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。PLC的平均无故障时间可达几十万个小时，之所以有这么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施：硬件方面，I/O通道采用光电隔离，有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响；对供电电源及线路采用多种形式的滤波，从而消除或抑制了高频干扰；对CPU等重要部件采用良好的导电、导磁材料进行屏蔽，以减少空间电磁干扰；对有些模块设置了联锁保护、自诊断电路等。学习PLC编程容易PLC是面向用户的设备，考虑到现场普通工作人员的知识面及习惯，PLC可以采用梯形图来编程，这种编程方法形象直观，无需专业的计算机知识和语言，若以普通人可以再很短时间里学会。控制系统简单，更改容易，施工周期短。PLC及外围模块品种多，可灵活组合完成各种要求的控制系统。只需在PLC的端子上接入相应的输入、输出信号线即可。PLC系统当控制要求改变时，只需要用画图的方法把梯形图画出即可，因此PLC控制系统施工周期明显缩短，施工工作量也大大地减少系统维护容易PLC具有完善的监控及自诊功能，内部各种软元件的工作状态可用编程软件进行监控，配合程序针对性编程及内部特有的诊断功能，可以快速、准确地找到故障点并及时排除故障。PLC由于具有可靠性高、抗干扰能力强、配套齐全、功能完善，适用性强、易学易用、深受工程技术人员欢迎、系统的设计、建造工作量小、维护方便、容易改造、体积小、重量轻、能耗低等这些优点。因此，目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。4.7.2PLC机型选择的基本原则PLC选择是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：第一，选择合理的结构型式，PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。第二，安装方式的选择，PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低；远程I／O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I／O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。第三，相应的功能要求，一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。第四，响应速度要求，PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I／O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。第五，机型尽量统一，一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：①机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。②机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。③机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。4.7.3PLC容量的选择步骤PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面。①I／O点数的选择，PLC平均的I／O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I／O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点最少，但必须留有一定的裕量。通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%~15%的裕量来确定。②存储容量的选择用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25%之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。PLC的I/O点数的多少，在很大程序上反映了PLC系统的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20%~30%的裕量。PLC计算容量的公式：存储容量(字节)＝开关量I／O点数×10＋模拟量I／O通道数×1004.7.4PLC的选型输入点数为24，输出点数为29。根据控制的需要和PLC的选用要求和原则，本设计选用的是三菱FX2n系列的型号为FX2N—64MR的可编程控制器。该可编程控制器的I/O端口为64，其输入端口和输各为32。FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下特点：最大范围包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。为大量实际应用而开发的特殊功能,开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要模拟I/O，高速计数器。定位控制达到16轴，脉冲串输出或为J和K型热电偶或Pt传感器开发了温度模块。对每一个FX2n主单元可配置总计达8个特殊功能模块。网络和数据通信，连接到世界上最流行的开放式网络CC-Link，ProfibusDp和DeviceNet或者采用传感器层次的网络解决您的通信需要。FX2N系列是功能很强大的微PLC，可扩展到多达256I/O点，本设计选用的是64个I/O点，并且能增加特殊功能模块或扩展板。通信和数据链接功能选项使得FX2N在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。定位和脉冲输出功能，一个PLC单元能同时输出2100KHz脉冲，PLC配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对位置读出、绝对或相对驱动以及特殊脉冲输出控制。设计内容本设计主要涉及猪场温湿度控制系统的强电系统部分和自动控制设计部分。设计介绍前文提出了养猪场温湿度种两种控制方案并确定了最终的控制方案。方案二的控制流程为：先由外电路把温湿度比较分别分成高、中、低三档，再由与门电路把温湿度的六个档组成九个组合，九个组合经驱动电路后输入PLC，由外电路比较得出九个组合的过程.方案确定，设备选型之后，下面将是系统的设计，包括强电系统的设计、自动控制部分的设计和手动部分的设计，本文主要介绍强电系统和自动控制部分设计。强电系统控制系统由前后窗、湿帘风机水泵、供热泵、后窗风机、降温设备、降湿设备等组成。使用电磁阀开关前后窗，猪场的前后窗的作用在于充分利用自然资源，通过自然外界条件，使猪场环境的温、湿度得到调节。后窗风机有加速上述调节过程与降温的作用。湿帘风机水泵的作用在于降温、增湿。当湿度低、温度高时，湿帘风机水泵应打开。供热泵用来提高温度。控制前后窗的开和关的电磁阀、湿帘风机、湿帘风机水泵、后窗风机、降温设备、降湿设备与供电系统的连接如附图4所示。各个电机都采用了过负载、过电流和短路的保护。自动控制部分的设计自动控制部分的设计主要包括控制面板的设计及其功能介绍，PLC的I/O接口的分配，自动循环方式、状态转移图以及程序的编写。控制面板及其功能控制面板是控制系统中重要组成部分，其功能是对所有电气设备进行控制，实现所需控制目的。控制面板设计要求板面清楚、接线简单、操作方便等。控制面板由按钮和指示灯组成（见附图5）。指示灯有原位指示灯，高温、低温、高湿、低湿、故障指示灯，自动档、手动档指示灯各一个，紧急停止按钮一个，关窗按钮一个，带灯的按钮有自动运行按钮、自动停止按钮、开前后窗按钮、后窗风机启停按钮，湿帘风机水泵启停按钮、供热泵启停按钮、除湿设备启停按钮和制冷器启停按钮。PLC的I/O接口分配PLC的端口分配是为PLC接线作准备的。自动控制报警需要的输入有高温、中温、低温、高湿、中湿和低湿信号以及电机故障信号输出，再加上手动控制的输入则还有开、关窗输入各一个，其他电机的启停按钮共五个；输出有电机的启动和停止输出，报警器和各种指示灯。PLC的输入和输出端子分配如下表1。表11PLC的I\O接口分配Table10TheI/OinterfacePLCdistribution 输入连接的器件 输出连接的器件X00紧急停止按钮 Y00开前后窗X01手动操作转换开关Y01关前后窗X02自动操作转换开关Y02后窗风机启动X03自动运行按钮Y03后窗风机停止X04高温高湿输入Y04湿帘风机水泵启动X05中温高湿输入Y05湿帘风机水泵停止X06低温高湿输入Y06供热泵启动X07高温中湿输入Y07供热泵停止X14 低温低湿输入Y10降湿设备启动X15 自动停止按钮Y12 降湿设备停止X16 前后窗电机起按钮Y13 制冷器停止X17 后窗风机启停按钮Y14 高温指示灯X20 湿帘风机水泵Y15 低温指示灯X21 供热泵启停按钮Y16 高湿指示灯X22 降湿设备启停按钮Y17 低湿指示灯X23制冷器启停按钮Y20前后窗开指示灯X24前后窗电机故障输出X25后窗风机故障输出Y21后窗风机运行指示灯X26湿帘风机水泵故障输出Y22湿帘风机水泵灯运行指示灯X27供热泵故障输出Y23供热泵运行指示灯X30降湿设备故障输出Y24降湿设备运行指示灯X31制冷器故障输出Y25制冷器运行指示灯X32关前后窗按钮Y26手动档运行指示灯Y27自动档运行指示灯Y30自动运行指示灯Y31自动停止指示灯Y32故障指示灯Y33原位指示灯PLC与设备的接线见附图6。PLC编程介绍PLC的软件由系统程序和用户程序组成。系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图等。梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似，继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用最广泛的PLC的编程语言，是PLC的第一编程语言。两种图基本表示思想是一致的，具体表达方式有一定区别。PLC的梯形图使用的是内部继电器，定时／计数器等，都是由软件来实现的，使用方便，修改灵活，是原电器控制线路硬接线无法比拟的。语句表语言是一种与汇编语言类似的助记符编程表达方式。在PLC应用中，经常采用简易编