JDC01-052@气调储粮气体自动检测系统主机位设计 含控制原理CAD图纸以及程序
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JDC01-052@气调储粮气体自动检测系统主机位设计 含控制原理CAD图纸以及程序,机械毕业设计全套
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毕业设计 设计题目 : 气调储粮气体自动检测系统主机位设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 机制 指导教师： 2011 年 5 月 25 日nts 1 目 录 1 本次设计的概述 . 1 1.1本次设计的任务 . 1 1.2国内外粮食储藏气调技术应用的发展现状 . 1 1.2.1国际粮食科技现状 . 1 1.2.2发达国家粮食科技发展趋势 . 2 1.3本次设计的目的和意见 . 2 2 储粮气调装置控制系统设计 . 3 2.1系统整体设计 . 3 2.2系统的工作原理 . 3 3 PLC 原理接线图设计 . 4 3.1PLC的选型 . 4 3.2扩展模块的选择 . 5 3.3环路开关的设计 . 6 3.4变频器的选择 . 7 3.4.1变频器不同种类的比较 . 7 3.4.2变频器参数设计 . 8 3.5电动机的选择 . 11 3.6人机界面的选择 . 12 3.7 PLC原理接线图 . 13 4 PLC 软件程序 设计 . 14 4.1 内部地址的分配 . 14 4.2主程序流程图设计 . 16 4.3子程序流程图设计 . 17 5 自动控制系统软件的设计 . 14 5.1内部地址的分配 . 15 5.2 PLC程序设计 . 16 5.3人机界面设计 . 17 6 设计总结 . 29 7 致谢 . 30 参考文献 . 31 nts 2 1 本次设计的概述 1.1 本次设计的任务 本课题通过设计的装置读取对高大平房仓或圆筒仓内小麦气调储粮过程中二氧化碳、氧气、氮气及环境温度、湿度等参数数据（参数的检测由其他的检测机构实现，本设 计不涉及），分析粮堆储藏环境的特征特点，在提供仓房整体查询、单点查询的同时，能够自动控制通风装置、气源装置动作，完成小麦的自动气调储粮过程，形成自己的产品设计成果。 本次设计是依据毕业设计要求来完成，这次设计涉及到了 PLC编程、变频电机工作原理及人机界面搭接等有关方面的内容，综合全面地锻炼了自己的实际设计能力。 1.2 国外国内粮食储藏气调技术应用的发展现状 1.2.1 国际粮食科技现状 进入新世纪以来，发达国家的农业现代化更加明显。随着生物技术、信息技术，特别是细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程、蛋白 工程技术的发展，世界农业领域正处在重大历史转折和高速发展时期。农业技术的进步，同样促进了粮食资源利用技术的发展，粮食资源的合理利用和资源的深度开发已成为发达国家最主要的特征。主要表现在以下方面。 (1)粮食储存广泛采用绿色生态储粮技术 由于发达国家粮食资源丰富，可以满足需求，粮食储存时间短、数量少，粮食储存不仅注重数量，更关注储粮的内在品质和营养变化，长期进行储量基础研究，注重储粮应用技术的环保提升。因此，以低温、气调、生物、物理和综合防治相结合的绿色储粮技术已成为其主要特色。以澳大利亚为典型代表 的绿色储粮技术发展到较高的水平。目前，一些欧洲国家已经禁用溴甲烷作为熏蒸剂使用。经济效益最大化成为发达国家储粮仓型选择的主要标准。储粮设施主流仓型以系列浅圆仓为主，单仓仓容越来越大。在欧美发达国家，主流仓型的单仓仓容已发展为 0.7万 1.2万 t。粮食仓储机械化程度高，产后损失少。 (2)信息化技术在粮食 储藏 领域广泛应用 美国、加拿大、澳大利亚等国，粮食市场化程度高，信息化技术在粮食 储藏领域广泛应用。有专门的机构利用高新技术，如利用卫星遥感技术装备，预测世界农业生产情况，通过网络信息和电子商务平台 ，分析国内和国际期货和现货市场信息，预测全球粮食的需求形势，及时调整粮价和贸易策略。粮食仓储及流通过程，通过研究粮食品质测定方法，运用信息处理技术，开发数据管理系统，把粮食流通中品质测定各个环节通过信息系统结合起来，进行粮食品质跟踪管理，从农场收购粮食、粮食流通到最终消费的全过程实施质量品质跟踪和安全控制，nts 3 基本上达到信息化管理。 1.2.2 发达国家粮食科技发展趋势 进入 21 世纪以来，全球农业技术变化集中地体现在基因技术及专用种植技术创新和技术集成、学科渗透。发达国家把粮食流通产品经营的生产技术的高新化、生 产规模的大型化、资源利用的精深化、企业管理的信息网络化、产品质量的标准化作为战略重点，增强国际竞争力，发展态势十分迅猛。主要表现在： (1)技术装备的智能控制技术和降低能耗技术 粮食加工、储运等技术装备向机电一体控制、微机智能控制等现代化方向发展，使生产工艺和技术的稳定性提高。同时，生产规模的大型化和机械装备的现代化，使生产过程的能耗大大降低，资源、能源得以充分利用，生产效率和效益大大提高。 (2)以低温储粮为代表的 “ 绿色 ” 储粮技术将得到进一步发展 以低温、气调杀虫和符合绿色环保的杀虫剂为代表的 “ 绿色 ” 储粮技术和有害生物综合防治技术是未来的发展方向，影响粮油食品安全和环境保护的支撑害虫综合防治的非化学防治技术将得到进一步的重视。仓房结构和仓储设备向大型化、专业化和标准化方向发展。最终粮食食用品质的优劣和储粮经济效益、社会效益及生态效益将是评判储粮技术的标准。 (3)重视粮食流通的信息化建设和应用 鉴于信息化在发达国家社会生活和经济建设中发挥越来越重要的作用，重视信息化整体的规划和建设被视为国家经济战略的一个重要方面。信息化将贯穿到粮食的生产、收获、储藏、加工、管理的全过程，实现数字化、网络化和智能化，以实现粮食生产和流通的全过程质量安全控制是国外粮食质量安全科技发展的趋势。 (4)以人为本，粮食流通的清洁和环境生产正在日益受到重视 随着工业化和经济的发展，使得水、土等资源紧张，并对生态环境造成影响；随着物资的丰富和生活质量的提高，人们对生活和工作环境的要求越来越高。以人为本，对环境的保护，粮食流通环节的清洁生产和保持环境生产技术，特别是节能、节水工艺技术，防粉尘、防噪声、防污染技术和智能控制技术将成为粮食流通科技发展的突出需求。 1.3 本次设计的目的和意义 粮食是食品工业的源头，正是由 于绿色食品的大力发展，粮食储藏技术也正在发生深刻的变化。低温储粮已经被广泛采用，仅德国阿克西玛制冷设备公司 (原来的苏尔寿爱雪维斯公司 )，生产的谷物冷却机就有 1万多台在世界上 60多个国家使用，全世界采用低温储粮的粮食已经超过了 1亿 t；气调储粮是另一个被广泛采用的绿色储粮技术，已经在澳大利亚、美国、俄罗斯、中国等国得到有效应用。在欧洲，对于绿色储粮技术的应用，政府在政策上给予了大力支持。所以今后破绿色储量技术将会有很大的发展。 在“中国储粮生态系统理论体系”的指导下，我国粮食储藏理念正发生着深nts 4 刻的变化，粮食储藏 技术正在由传统储粮技术向绿色储粮技术发展，由粗放型仓储管理向精细化仓储管理发展。尤其是最近几年，用自然低温的控温技术、气调技术、替代甲基溴等许多新技术在粮食储藏中的应用，大大提升了我国粮食储藏的技术水平，同时也为节能减排、环境保护作出了积极的贡献，得到了国际社会的广泛认同。 随着我国 农业 的发展 ,农产品的产量 不断提高 ,且农产品的需求量也不断增加，大量的粮食囤积，需要进行很好的储存 。 然而传统的低温，密封，磷化氢等方法存储不能有效的防潮防虫害。 迄今国内外已确认气调储藏对粮食生理、生物学、品质保持以及控虫、防霉等方面 均较之空气常规储藏更具明显的优越性和储藏效应 。本课题研究的目的就是设计控制气调系统，主要是对影响储粮的氮气、氧气、二氧化碳气体、湿度、温度等因素的测量，来达到自动控制。 2.储粮气调装置控制系统设计 2.1 系统整体设计 总体的设计是要完成对储粮气调的全自动控制，在这个要求之下，我们需要选择经济适用的 PLC 系统，并编写控制程序，通过人机界面即触摸屏，以适应全自动控制的需要。主要的控制流程方案：是通过有线 I/O接口模块主动接收下机位传递的数据信息，运用换位开关，编码输入选取粮仓内位点参数，经过 PLC程序计算、分 析、执行程序处理转化的控制信号来控制电磁阀的开启和变频风机的的动作，来达到自动检测粮仓温度、湿度、氧气、二氧化碳、氮气等参量。 2.2 系统的工作原理 nts 5 人机界面 P L C 变 频 器1、 2、 3、4 风机 1、2、 3、 4 电机 1、2、 3、 4 电磁阀 1、2、 3、 4 各 个 氮气泵 数模转换模块 下机位1 、 、 、 各种（湿度、温度、氧气、二氧化碳、氮气）传感器 数模转换模块 下机位96 换位开关 并口线 各种 （湿度、温度、氧气、二氧化碳、氮气）传感器 nts 6 图 1.系统的工作原理示意图 该系统装置的工作原理过程：通过各个传感器读取（数据接收采用有线 IO接收模块，接收方式主动式）对高大平房仓或圆筒仓内小麦气调储粮过程中二氧化碳、氧气、氮气及环境温度、湿度等参数数据，选取合适的数模转换模块，把参数数据转化成合适的电信号，经过换位开关选取测定 组的电信号，通过并口线传到 PLC中。通过 PLC程序编程能够自动控制通风装置（变频风机 ） 、气源装置动作 (电磁阀的开闭 )，并把 PLC同人机界面相连接，完成对小麦的自动气调储粮过程。 3.PLC 原理接线图设计 3.1 PLC选型 分析系统数据接收和输出需要几个 I/O口：通过方案系统整体设计知，需要10输入插盘和下机位相连，每个采样数据通过 8字节输入， PLC共需要 8个输入口，下机位另两根线是与上机的对话线，一个是输入口，一个是输出口。再者选择四个风机共输出四个数字量，四个变频器控制的风机共输出四个模拟量。还需要 七个输出口，来对 96组数据进行选择。综上可知，要想满足系统设计要求， PLC需要有 16个输出量和 9个输入量。 此次毕业设计所需要的 PLC的 I/O点数较少， PLC的输入为：氮气传感器输入、氧气传感器输入、二氧化碳传感器输入、湿度传感器输入、温度传感器输入。PLC的输出为风机电机、电磁阀。因为所需要的 PLC的点数较少，所以可以选择小型的 PLC,满足以上条件的 PLC有西门子的，欧姆龙的，还有三菱的。 这三种 PLC,其 I/O点数在 256点以下时，三种 PLC都是有一定优势的，欧姆龙和西门子的 PLC 的性价比较高，三种 PLC的容量也是能满足要求的，因为平常学习的是西门子的 PLC,所以选择西门子的小型 PLC,西门子小型 PLC,是 S7-200系列的 PLC,S7-200 的 PLC根据 CPU结构配置不同又分为五种，分别为 CPU221、CPU222、 CPU224、 CPU226、 CPU226XM。 CPU221 它有 6 输入 4输出， I/O共计 10 点，但是没有扩展能力， CPU222 有8输入 6输出， I/O 共计 14点，可以扩展 2 个扩展模块， CPU224 有 14输入 10输出， I/O共计 24 点，可以扩展 7个扩展模块，有内置时钟， CPU226 有 24输入 16输出，它比 CPU224 具有更强的扩展能力， CPU226XM 这是西门子公司后来推出的一种增强型主机，它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展，其他指标和 CPU226 相同。 通过以上分析可知选择西门子 CPU224，即能满足设计要求又经济适用，最后选择用。 3.2 扩展模块的选择 选择了 S7-224有 I/O口 14/10，可知还有需要 15个输出口，这里面有四个输出模拟量，十一个输出数字量。接下来分析各种扩展模块： nts 7 S7-200PLC硬件的配置方式采用整体式加积木式，即主机中包含一定量的输入 /输出 ，同时还可以有一定数量的输出模块，以及功能模块， CPU22*系列的每种主机所提供的本机 I/O点的 I/O地址是固定的，进行扩展时，可以在 CPU右边连接多个扩展模块，每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在 I/O链中的位置。编址方法是同种类型输入或输出点的模块在链中按与主机的位置而递增，其他类型模块的有无以及所处的位置不影响本类型模块的编号。 现在还需要扩展 4路模拟输出量和 4路数字输出量，选择两个 EM232 和一个EM222，就可实现 4 路模拟输出量和 4路数字输出量。模块的连接示意图如图 2所示： 图二：各模块与主机的链接示意图 3.3 环路开关的选择 在本设计过程中共有（ 4*6） *4及 96组数据，怎样循环扫描 96 组数据，并依次通过输出路线存入寄存器中，等待上机位读取？现通过设计换路开关选择传出哪一组数据，再进行程序执行，以致把 96 组数据都读取，进而实现自动检测控制。 选择下机位组点的工作过程：可以设置 96个线圈来作为 96组数据的开关，当触电得电时，触电闭合，传出这一组的数据，经过译码器传出信号与 PLC相连，来响应传入哪一组的数据。 EM222 四端数字输出 主机 CPU224 EM232 两端模拟数出 EM232 两端模拟输出 nts 8 图三： 96 组数据通信表示图 经过分析可选择 38 译码器和 416 译码器，来对所选数据译码输出。开始时各端清零，触电失电，无信号输出。如 A0 高电平输入， A1.A2 低点平输入， B0高电平输入， B1、 B2、 B3 低电平输入，继电器触电只有一位得点闭合，输出数据，实现单点输入。依次译码输出 96组数据 。 3.4 变频器的选择 变频器的调速原理 :变频器是通过对电力半导体器件的通断控制将电压和频率固定不变的交流电电源变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置。对于交 -直 -交型变频器来说，为 产生可变的电压和频率，首先要把工频交流电源变换成直流电，再转化成各种频率的交流电，最终实现对电机的调速运行 。 3.4.1 变频器不同种类的比较 根据负载机械的工作特点，结合对调速范围、调速精度和经济性的要求，用户可以选择不同种类的变频器来控制调速运行。 （ 1） 通用型变频器 一般采用 v f 控制方式，适用于风机、泵类负载场合。其节能效果显著， 调速 范围和调速精度较低，因此成本较低。 （ 2)多功能通用变频器 多功能变频器主要适应工业自动化，自动仓库、升降机、搬运系统、小型 CNC机床、挤压成型机、纺织及包装机械等高速、 高效需求。 因为控制的是控制风机的电机，因为要求不高所以选择通用型的变频器就可以满足设计要求。 风机动力系统中的电机所用的是 380V,所以低压变频器是可以满足要求的 低压变频器指输入电源电压为单相 220V和三相 380V的变频器，用量最大、应用最nts 9 为广泛的变频器系列。低压变频器的选型首先要考虑用途，选择通用型还是专用型，要尽量使系统的各种功能通过变频器来实现。其次比较各厂家同类变频器的功能差别、性能价格比、售后服务，确定厂家及变频器型号 。 选择的是西门子的 PLC,为了发挥控制系统最佳的控制性能，所以选择西门子的变 频器，西门子的 MM440 和 MM430,都是通用型的变频器，能够满足所需要的性能，因为 MM430的变频器有详细的说明书，能帮助初学者更好的去应用。通过变频器的说明书可以确定变频器和 PLC的接线，在控制系统中变频器和 PLC的连接是通过数字输出口和模拟模块，变频器的速度调节是通过数模转化模块来进行设定的，下面是 MM430 变频器主电路图和控制系统图，从下图 4中可以看出变频器的接线端子。 图 4： MM430的主电路及控制系统结构图 3.4.2 变频器 参数的设定 变频器在应用时，需要对其参数进行初始化设定，参数设定服务 于快速调试，其中访问级和 Cstat 是默认值，其设定值是根据电机和调试情况来设定的，变频器 1和变频器 2的参数设定见表 2。 nts 10 表 1：变频器参数设定 参数号 参数名称 访问级 Cstat 设 定 值 变频器 1 变频器 2 P0003 用户访问级 1：标准级 2：扩展级 1 根据调试的具体情况而定 根据调试的具体情况而定 P0010 开始快速调试 0：准备运行 1：快速调试 1 1 1 P0100 欧洲 / 北美 0:功率单位为 KW;f的缺省值 50HZ 1：功率单位为 hp;f的缺省值 60HZ 1 C 0 0 P0205 变频器的应用对象 0：恒转矩 1：变转矩 3 1 1 P0300 选择电动机的类型 1：异步电动机 2：同步电动机 2 C 1 1 P0304 电动机的额定电压 设定值的范围： 10-2000V 1 C 380 380 P0305 电动机的额定电流 1 C 151 6 P0307 电动机的额定功率 1 C 75 2.2 P0308 电动机额定功率因数 2 C 0.81 0.71 P0309 电动机额定效率 2 C 92.5 80.5 P0310 电动机额定频率 1 C 50 50 P0311 电动机额定速度 1 C 740 710 nts 11 参数号 参数名称 访问级 Cstat 设 定 值 变频器 1 变频器 2 设定值范围 :0-40000r/min P0320 电动机磁化电流 3 CT - - P0335 电动机的冷却 0：自冷 1：强制冷却 2：自冷和内置风机冷却 2 CT 0 0 P0640 电动机的过载倍数（ %） 2 CUT 100 100 P0700 选择命令源 0：工厂设置值 1：基本操作面板 2：端子输入 1 CT 2 2 P705 选择数字 5的输入功能 0：禁止数字输入 1： ON/OFF1 接通正转 /停车命令 CT 15 1 1 P706 选择数字 6的功能 0：禁止数字输入 1： ON/OFF1 接通正转 /停车命令 2： Onreverse/OFF1 接通反转 /停车命令 CT 15 2 2 P1000 选择频率设定值 1：电动电位计设定值 2：模拟设定值 1 3：固定频率设定值 4：模拟设定值 2 1 CT 2 4 P1080 电动机最小速度（ r/min） 1 CT 0 0 nts 12 参数号 参数名称 访问级 Cstat 设 定 值 变频器 1 变频器 2 P1082 电动机最大速度（ r/min） 1 CT P1300 控制方式 0:线性 u/f控制 1：带 FCC的 u/f控制 2:抛物线 u/f控制 2 CT 0或 2 0或 2 P1910 选择电动机数据自动检测 0：禁止自动检测 1：所有参数都带参数修改的自动检测 2 CT 1 1 P3900 快速调试结束 0：结束快速，不进行电动机计算或复位为工厂缺省设置 1：结束快速，进行电动机计算和复位为工厂缺省设置值 1 C 1 1 3.5 人机界面的选择 可编程终端（ Programmable Terminal,PT）又称人机界面 (HMI)。 PT是 PLC的一种外部设备， PT与 PLC联机通信后，通过轻触键盘或屏幕上的触摸键，可向 PLC输入数据、显示数据或图形，对 PLC 控制系统进行操作。 在普通 PC上使用厂家提供的 PT支持软件，通过调用各种控件，如各种按钮、数值输入、指示灯、数值显示、文字 /数值显示、信息显示、条状图柱状图、曲线图、趋势图、 XY 图、仪表图、动态图、图形元素、静态文字、静态图形及其他通用控件，可以制作数百幅生动、丰富的监控画面，完成编译后，通过 PC的USB端口和 PT的 USB 端口的通信电缆或 RS-232C的通信线缆，将监控画面由 PC下载到 PT，此后， PT就可以脱离 PC而协同 PLC一起工作。 PT的 RS-485C 端口与 PLC的 RS-485端口通过通信电缆相连接，此后，就可nts 13 以使用 PT对 PLC控制系统进行操作并显示各种信息。下面有机种输入设备的比较，通过比较选择合适的 HITECH 各种人机界面的比较 HITECH 人机界面一贯的高品质 ,型号齐全功能强大 ,以极高的稳定性 ,极低的故障率满足客户的要求， HITECH人机界面能与所选的西门子 S7-200 的 PLC通信，二者 具有兼容性，以下是几种 HITECH 的人机界面的比较，分别是从显示器种类、显示器尺寸、分辨率、颜色、 CPU来进行比较的，几种人机界面的比较如表 1所示。 表 2：几种人机界面的比较 型号 显示器种类 显示尺寸 分辨率 颜色 CPU PWS5600S-S Mono STN LCD 5.7” (对角线 ) 320*240 16灰阶（天蓝色） 32位 RISC PWS5600T-S Color STN LCD 5.7” (对角线 ) 320*240 16灰阶（天蓝色） 32位 RISC PWS6300S Mono STN LCD 3.0” (对角线 ) 160*80 黑 /白， 16灰阶 32位 RISC PWS6500S-S Mono STN LCD 4.7” (对角线 ) 240*180 16 灰阶 天蓝色 32位 RISC PWS6600C-P Color STN LCD 5.7” (对角线 ) 320*240 全彩 256色 32位 RISC PWS6600S-P Mono STN LCD 5.7” (对角线 ) 320*240 16阶灰色 32位 RISC PWS6800C-S Color STN LCD 7.5” （对角线） 640*480 全彩 256色 32位 RISC 上面介绍的几种人机界面的硬件图如下面图 5所示 nts 14 图 5:人机界面硬件图 在本次设计中要涉及到料位的显示，数据的显示，报警指示灯的显示，还有按钮，所以最好选择彩色的的触摸屏，触摸屏的分辨率也是有一定的要求的。 最后 从经济效益和性能考虑 ,选择 PWS6800C-S 触摸屏 ,一来这种人机界面的显示尺寸比较大易于观察，而且分辨率很高 ,达到了 640*480，能够从上面清晰看出相关的信息 ,能方便操作 . 二来彩色画面，在色彩的设计上具有更大的自主性，所以画面也更加好看，当然更重要的是处 理器都一样，价位没有太大差别，为了更好的实现功能，选择 PWS6800C-S触摸屏。 3.6 电动机的选择 根据实用性和经济方便行原则，通过 PLC 控制电机原理分析，以及考据风机的性能，先选择 90BYG550B 的步进电机，其各项参数如下表： 表 3： 90BYG550B的步进电机有关参数表 产品型号 最大静转矩 (Nm) 相电流（ A） 相数 步距角 空载启动频率(HZ) 运行频率(HZ) 净重（ kg） 外形尺寸长宽高 90BYG3502 5 3 3 0.06 1600 20 4.5 130 90 该 电机有配套的驱动电源，型号为 MSA-3H090M,有关参数表如表 4 表 4 ： MSa-3H090M步进电机驱动电源有关参数表 产品型号 工作电压 相电流 （ A） 相数 配套电机 外形尺寸 长宽高 nts 15 Msa-3H090M AC60110V 3 3 90BYG 130 85 68 3.7 PLC 原理连线图 通过以上选择的器件 ,分析系统动作过程 ,连接电路如图 6所示 : nts 16 图 6:PLC 原理连线图 4 PLC 程序设计 4.1 内部地址的分配 （ 1） PLC的 I/O地址分配如表 5 表 5： I/O 分配表 输入口 对应外部设备 输出口 对应外部设备 I0.0 接参数采集模块P0.0 口 AO 单点选择信号 I0.1 接参数采集模块P0.1 口 A1 单点选择信号 I0.2 接参数采集模块P0.2 口 A2 单点选择信号 I0.3 接参数采集模块P0.3 口 A3 单点选择信号 nts 17 I0.4 接参数采集模块P0.4 口 B0 单点选择信号 I0.5 接参数采集模块P0.5 口 B1 单点选择信号 I0.6 接参数采集模块P0.6 口 B2 单点选择信号 I0.7 接 参数采集模块P0.7 口 Q0.7 接参数采集模块 EN 口 AQW0 变频器 1速度控制 AQW8 控制阀 1 开关控制 AQW2 变频器 2速度控制 AQW10 控制阀 2 开关控制 AQW4 变频器 3速度控制 AQW12 控制阀 3 开关控制 AQW6 变频器 4速度控制 AQW14 控制阀 4 开关控制 (2)与触摸屏对应的 PLC内部地址 表 6：内部地址表 变量 地址 变量 地址 设置温度 VB0 风机速度增 /减量 VW100 设置湿度 VB1 风机 1当前速度 VW104 设置 O2浓度 VB2 风机 2当前速度 VW108 设置 CO2浓度 VB3 风机 3当前速度 VW112 设置 N2浓度 VB4 风机 4当前速度 VW116 当前温度 VB5 风机最大速度 VW120 当前湿度 VB6 控制阀 1当前状态 MB0.0 当前 O2浓度 VB7 控制阀 2当前状态 MB0.1 当前 CO2浓度 VB8 控制阀 3当前状态 MB0.2 当前 N2浓度 VB9 控制阀 4当前状态 MB0.3 控制阀最大开度 VW140 nts 18 4.2 主程序流程图设计 主程序图： 开 始 关阀、 风机 读样点数据，求氮气平均值 比较平均值和设定值 是否大于设置值？ 是 否 nts 19 图 7:主程序流程图 4.3 子程序流程图设计 初始化： SBR=0 QBR=0 子程序一： 开阀、启动风机 待机等待 nts 20 QBO=0 Q0.7=1 I1.0=1? Q0.7=0 I1.0=0? NY N Y N Y I1.0=1? IO 输入数存到一号位 VB0 I1.0=0? N Y I1.0=1? N 共 循 环十次 QBO=FF? N nts 21 图 8:子程序一流程图 子程序二： 图 9:子程序二流程图 子程序三取 96 组各组氮气值 计得数据 求平均值存储在 VW?单元 nts 22 图 10： 子程序三 程序流程图 （程序见附录 2） VW? VB 位（设定值） Y 关阀、关风机 N 开 阀 读风机转速值VW?（设定值） VW? AQW0 AQW2 AQW4 AQW6 nts 23 5 人机界面设计 在人机界面设计时，需要用到软件。 ADP6 软件是 PWS6800系列配套的 PC或工作站的二次开发软件，规划开发画面操作显示元素和编程组态可在触摸屏内执行的脚本语言，然后执行编译过程，编译无误后通过 USB端口或串口下载到触摸屏中，触摸屏与 PLC 相连，触摸屏启动运行后不再需要 ADP6 软件，但是需要修改画面、配方或组态方式时仍然需要使用 ADP6软件。 外部输入设备触摸屏，设计有三个画面，要进行画面设计时，首先是要对软件进行安装，当软件安装好以后，是建立新的应用参数，新应用参数建立如图11所示。 图 11：新应用建立对话框 人机界面四个页面分别为：第一个页面是个人基本信息，第二个页面是自动控制系统环境参设置画面，第三个页面是自动 控制系统的风机和控制阀状态页面，和各参数显示画面。 （ 1）第一个界面是个人基本信息 nts 24 图 12：个人信息页面 此页面主要涉及静态文字和换页面按钮的制作，静态文字的制作方法为：单击主菜单中的“绘图”，单击其下拉菜单的“静态文字”，在下拉菜单中勾选“由左到右”，即文字由左向右横排。用鼠标在画面上拉出大小适当的矩形，双击该矩形，弹出如图所示的对话框。 图 13：静态文字对话框 nts 25 静态文字的标号“ T00001” 文字选择“语言一”，字形为“ 24*24”；颜色选择蓝色；方向勾选“由左到右”，水平对其选“中”，垂直对齐选“中”。 第一个画面还有换页面按钮，换页面按钮的设计步骤为：单击主菜单中的元件，单击其下拉菜单中的“按钮”，会出来“按钮”菜单，再单击“换页面”，用鼠标在画面上设置一个方块，再双击，会出现如图所示的对话框，可以在里面设置按钮的一些特性。 图 14：画面按钮对话框 以上是第一个画面的主要图标的制作。 （ 2）第二个页面是自动控制系统的环境参数设置显示。状态显示区在离线模拟时所显示的信息如下图所示。 nts 26 图 15： 系统设置 页面 第二个页面主要是参数设置区域和选择风机风速区域，有三个数值输入按钮，三个风机转速选择显示按钮，当然也有换页面按钮，不过换页面按钮在这里不再赘述了。 设 置值按钮用于输入设置的 N2 浓度值；测量值显示按钮用于显示 96 个点N2 浓度的平均值；另一个数值输入按钮用于输入要查询的数据点的地址；下拉式菜单显示的是选择的数据点的参数内容。 首先是数值显示的制作，在元件下拉菜单中选择数值显示，单击，在画面二的适当位置画一个矩形，双击，会出现如下图所示的对话框，通过上面的指示可以对数值输入模块进行编辑，数值显示一般是读取相应的地址。 nts 27 图 16：数值显示对话框 可以根据不同的需求对该模块进行设定，只要是给它一个读取地址，它就能读去相应的数据，以便实现相应的功能。 数字输入按钮的设计方法为 :在元件下拉菜单中找到数值输入，单击，在画面四上拉出一个合适的矩形，直接出来的是数值输入的原始形状，通过双击我们可以改 变其外形并且可以设计其将来要将数值写到的地点。通过下面的图，更能一目了然的看到该模块的制作。 图 17：数值输入对话框 下拉菜单显示框的设计方法为 :在元件下拉菜单中找到下拉菜单，单击，在nts 28 画面四上拉出一个合适的矩形，直接出来的是下拉菜单的原始形状，通过双击我们可以改变其外形并且可以设计其将来要将数值写到的地点。通过下面的图，更能一目了然的看到该模块的制作。 图 18：下拉式菜单对话框 （ 3）第三个页面是各组系统数据显示，风机转速状态，操作也面上就是指示灯和画面切换按钮，另有一些用于仿真的按钮，其相关信息如下图所示： nts 29 nts 30 图 19：系 统显示 页面 该页面上主要是指示灯指示灯的制作与前面的换页面按钮，以及数值显示、显示的制作都是类似。这里主要介绍，指示灯的制作，指示灯的作用是可以通过它的状态改变得知对应实际器件的运行状态，在画面上画 矩形，双击就可以弹出下面的对话框，可以设置 需要设置的参数，将指示灯的各状态根据需要设置成不同的颜色。 图 20：状态指示灯对话框 每一个画面上的按钮制作完以后，可以对整体进行保存，保存好以后需要进行编译，如果编译没有错误就可以进行离线模拟，上面说介绍的画面都是离线模拟时所显示出来的画面，离线模拟如果不出错的话，就可以通过 RS232 下载到触摸屏上了，触摸屏与 PLC连接，这样就可以控制 PLC的运行了。 6 设计总结 粮储气调自动控制系统的设计，使现有的粮食储藏变得更加的简单，让半自动化的机器变成了全自动化的。整个系统的控制流程是这样的， PLC 采集下级位传感器中的信息，根据下机位传输的数据信息，来使风机自动控制系统实现对粮仓自动补氮控制， 通过对自动控制系统程序的设计可以使三者协调起来，完成气调储粮的自动控制操作。 此次设计要完成的是 设计的装置读取对高大平房仓或圆筒仓内小麦气调储粮过程中二氧化碳、氧气、氮气、环境温度、湿度等参数数据（参数的检测由其他的检测机构实现，本设计不涉及），分析粮堆储藏环境的特征特点，在提供仓房整体查询、单点查询的同时，能够自动控制通风装置、气源装置动作，完成小麦的自动气调储粮过程，形成自己的产品设计成果。 具体设计内容如下： nts 31 1. 系统采用 PLC+人机界面进行控制；
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