红枣烘房温湿度自动控制系统的设计

/1引言温度和湿度是工农业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变更和化学反应过程都和温度和湿度密切相关。在科学探讨和生产实践的诸多领域中,温度和湿度限制占有着极为重要的地位。对于不同生产状况和工艺要求下的温度限制，所接受的加热方式、燃料、限制方案也有所不同；同时排湿方式不同，其限制方式也不相同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中加热装置广泛运用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，排湿装置多接受轴流式风机，燃料有煤气、自然气、油、电等[1]。温度和湿度限制系统的工艺过程困难多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的限制技术和限制理论。可编程限制器（PLC）是一种工业限制计算机，是继承计算机、自动限制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰实力强，价格便宜，牢靠性强，编程简洁，易学易用等特点，在工农业领域中深受工程操作人员的宠爱，因此PLC已在工农业自动限制的各个领域中被广泛地运用[2]。红枣在烘干的过程中不仅须要对温度和湿度数值大小进行限制，而且不同烘制阶段加热和排湿的时间也不相同，用PLC来实现温度和湿度的精确限制，便利快捷，使人从繁重的劳动解放出来。2枣的干制2.1工艺流程红枣烘制的流程大致如下：原料→选择→分级→装盘→烘制→包装→成品2.2工艺要点温度限制通过大量试验表明红枣烘干温度限制分3个阶段[3],分别包括：缓慢升温阶段、恒温排湿阶段和后熟制干阶段。第1阶段为缓慢升温阶段，点火后温度由常温缓慢升至50～55℃，保持5小时左右。此阶段应留意升温不能过高过快，否则枣果表面易形成硬壳(俗称焖枣)，破坏果肉水分向外排放的通道，不利于枣果水分排放。第2阶段为恒温排湿阶段，是整个烘干过程中主要时期。其特点是须要大火，持续时间长，枣果表面颜色全变为紫红色。在此期既要留意排湿，又要不停地加火，使炕房温度限制在65～70℃之间，保持19h左右，若温度低则会延长烘干时间，温度高则会形成焦枣。第3阶段为后熟制干阶段，其特点是枣果表面由软变为皱褶，趋于成熟，温度应限制在50～55℃之间，保持5h左右。此期要始终打开排湿窗和进气窗。在实际操作中3个阶段是连续进行的，枣农要不断视察枣果的变更，以实行相应措施。湿度限制红枣在烘干过程中，自身水分在烘房内温度作用下不断向外排出、变干，若烘房内水份不能刚好解除，制干速度延缓，且易形成焦枣，降低食用价值。在第1阶段，温度缓慢升起后，枣果表皮慢慢变软，枣果中的水分慢慢向外排放，炕房内的湿度一般在65％以下。当进入第2阶段，即点火后5h左右，枣果表面颜色变深，果肉接着变软，烘房内的湿度不断上升，当烘房内干湿球温度之差小于5℃或相对湿度大于70％时，立刻打开排湿窗和进气窗通气排湿。当烘房内干湿球温度差达15℃或相对湿度低于40％时，要停止排湿。若温度上升到65℃以上，相对湿度大于70％时仍不排湿，就会出现焦枣。据阅历，相对湿度达到70％以上时，会感到空气潮湿闷热，呼吸困难，枣果表面潮湿。此时，应立刻进行烘房内通风排湿工作。阅历认为，烘房内相对湿度达70％左右时，通风排湿1min，可使相对湿度降至60％左右，此时应停止通风排湿。以后视相对湿度状况，多次进行通风排湿(烘干过程中一般排湿7次)。通风排湿时，视烘房内相对湿度的凹凸和外界风力的大小，确定通风排湿的方法和时间的长短。相对湿度高，外界风力较小时，则将进气窗和排湿窗全部打开，排湿时间较长。反之，则可将进气窗和排湿窗交替开放，排湿时间较短，每次通风排湿时间以10～15min为宜。过短通风排湿不够，相对湿度仍高，影响红枣干燥速度和产品品质；过长，随着潮湿空气的排出，室内温度也随之下降。当干燥作用接着进行时，须要重新上升温度，耗煤量增加，成本提高。每次通风排湿结束时，应刚好将通风设备关闭，使烘房内温度快速回升。干燥作用接着进行时，感到空气干燥，呼吸顺畅，枣果表皮干燥而出现皱纹，则达到了通风排湿的效果[3]。3烘房结构的设计3.1烘房的外部结构烘房外部结构如图所3-1示过渡段烘制室过渡段烘制室加热室图3-1烘房结构3.2烘房的内部设备烘房的内部设备包括有：视察窗、风机、热风炉、限制器、风门、鼓风机和排气窗，其布置如图所示视察视察窗风机热风炉限制器风门排湿窗鼓风机图3-2烘房设备安装位置1）限制器三相和单相两类，都带有正反转功能，具有防雷击爱惜、过流爱惜、输出短路爱惜等平安防护措施。具有缺相（三相）、过载、短路爱惜和电流监测的功能。烘房管理系统软件组网连接,通过计算机可读取全部网内限制器的工作过程记录。变频器端口和变频器连接.实现风机的无极调速限制。通过模糊自适应限制算法，自动限制鼓风机的启停和风门的开关角度，牢靠并简捷限制烤房内的温度和湿度。并具有智能报警和语音提示功能。2）热风炉选用耐酸钢、耐候钢制作，焊接部位选用和母材一样的焊材进行焊接。金属外表面接受耐500℃以上高温、抗氧化、附着力强的环保材料进行防腐处理。确保设备运用3）轴流风机风机叶片数量4个，接受内置直联电动机，叶轮顶部和风筒的间隙5mm，符合国家规定。电动机F级绝缘（A级E级B级F级H级）[4]，选用优质高滴点温度轴承，方形框架结构，强度好，有单相、三相两种规格供选择，适合高温高湿环境运用。4）风门和排湿窗风门的风叶材料是厚度1.5mm冷轧钢标准板，内设冲压加强筋。风门关闭严密。风叶能在0～90°开启，并在随意角度保持稳定。电动机限制回路具有爱惜措施。插座安装牢靠，电动机连接到插座的连线绝缘性能好，不漏电，防雨淋。排湿窗接受轻质材料，不易变形，开关灵敏。接受喷塑或镀锌处理，喷塑厚度不小于20μm，颜色纯正。5）鼓风机离心式鼓风机，运转稳定，但是风量较小，对热风炉起到帮助的作用。6）温湿传感器选择测量精度高，既有测干球温度又有测湿球温度，从而通过干球和湿球温度之差实现对湿度的测量，运用便利。4烘房温湿限制系统的原理干制过程中，要驾驭温度调整、通风排湿及倒换烘盘等技术，以较短的时间获得较高质量的产品。主要限制以下几大要点[5]：=1\*GB3①对不同品种的红枣接受不同的干制温度和升温方式=2\*GB3②依据烘房内相对湿度的凹凸，适时通风排湿=3\*GB3③驾驭干燥时间4.1目标温湿度设定依据影响烘房温湿度的因素有许多，通常烘房温度高、风流速度快则烘制速度就快，但是假如目标湿度设置不合适，比如设定目标湿度较低时，烘房的湿度很快就能达到目标湿度，造成风门打开过于频繁，外界冷空气进入烘房量加大，烘房内就很难保证较高的温度。再者，目标湿度较低，就意味着排出的空气含水量较少，却排出了大量热量，造成很大的热损失。这就提示我们，目标湿度要依据具体状况确定，过低会造成能源的奢侈且红枣因温度较低而失水较慢，过高又会造成环境湿度大而造成的失水较慢，综合以上的因素，应选择刚好能达到目标温度的目标湿度值最为合适，这就须要依据烘制当时的现场条件摸索出这个值。4.2温湿度限制系统的选择PLC的应用及特点[6]随着农业科技的不断发展,大枣烘房的智能化不断提高,为提高红枣烘制品质,工作人员必需时刻对红枣烘房的温、湿度进行监测和限制。为解决这一问题,多应用一种基于PLC和温湿度传感器的智能温室限制系统,该系统实现了红枣烘房内温湿度的自动测量和调整。PLC即可编程序限制器，是在计算机的促进下发展起来的新一代依次逻辑限制装置，它运用软件完成依次逻辑限制功能，用计算机执行操作叮嘱，实时操作。因此，依次逻辑限制功能的更改特殊便利，并且其工作牢靠性和运算速度都比较高。并且具有以下特点：=1\*GB3①灵敏性和通用性强PLC是利用存储在机内的程序来实现各种限制功能的，因此在PLC限制的系统中，当限制功能发生变更时只须要修改程序即可，PLC的外部接线变更极少，甚至可以不必改动。一台PLC在用于不同的限制系统中，只变更其中的程序即可，其灵敏性和通用性是其他电路无法比拟的。=2\*GB3②牢靠性高、抗干扰实力强在PLC限制系统中，大量的开关动作是由半导体电路完成，和同等规模的继电接触器相比，电气接线和开关节点已经削减到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。并且在硬件和软件方面都实行了强有力的措施，使其具有极高的牢靠性和抗干扰实力，平均无故障率可达到几万甚至几十万小时以上。=3\*GB3③编程语言简洁易学在PLC是一种计算机产品，但是它的编程很简洁驾驭，PLC的设计人员充分考虑了工程技术人员的技能和习惯，其程序的编制接受继电器形式的“梯形图”编程方式及叮嘱语句表编程，只用PLC的少量开关逻辑限制指令就可以便利的实现继电器电路的功能，这就使PLC的程序简洁并且简洁被人驾驭，为不熟悉的电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人运用计算机从事工业限制打开了便利之门。=4\*GB3④PLC体积小、重量轻、易于实现机电一体化 PLC内部电路主要接受半导体集成电路，具有结构紧凑、体积小、重量轻、能耗低的特点，是实现机电一体化的志向设备。温湿度限制系统的工作原理本系统主要由DS18B20型干湿球温度传感器、集成运算放大器(LM358)、A/D转换器(ADC0809)、光电耦合器(TLP521)和PLC(S7-200系列)组成。干湿球温度传感器用来采集烘房内干球温度和湿球温度信号,通过二者之差来得到湿度信号，将采集到的信号经ADC0809转换成8路并行数字信号,信号通过光电耦合器传入PLC,PLC将经转化后的信号和设定温、湿度值进行比较。若转换后的温度信号若高于设定温度上限,则开窗降温;若低于设定温度下限,则关窗并驱动加热设备。转换后的湿度信号高于设定湿度上限,则启动风机;若低于设定湿度下限,则关闭排湿窗并限制风机停止工作[7]。其系统工作原理如图4-1所示：温湿度设定值温湿度设定值PLC驱动相应的外围设备温湿温室传感器图4-1系统工作原理图5烘房温湿限制系统设计依据系统具体指标要求，可以对每一个具体部分进行分析设计，整个限制系统分为硬件电路设计和软件程序设计两部分。5.1硬件设计系统硬件框图结构如图5-1所示:PLCPLC信号传感器给定温度（湿度）集成运算放大器(LM358)信号转化器加热器（轴流风机）图5-1系统硬件框图系统硬件连接图如图5-2所示图5-2系统硬件连接图5.1.1信号的采集温湿度信号是由温湿度传感器采集并转化为电压信号,经运算放大器放大后分别接入A/D转换器(ADC0809)的IN0、IN1号通道。PLC输出口Y0通过输出电路接到A/D转换器(ADC0809)的地址选择输入端(A),限制具体模拟量信号的转换。5.1.2输入接口电路在输入采样阶段,PLC首先扫描全部输入端子,将各输入状态存入内存中的各对应的输入映像寄存器中(例如按钮SB1)，接点闭合，就将1写入对应表示输入继电器X0所示的位上,SB1接点断开,则写入0[8]。为了保证输入灵敏度当输入电流在4.5mA以上(X10以后为3.5mA以上)时,就把1写入相应的输入映像寄存器中,当输入电流在1.5mA以下时,就把0写入相应的输入映像寄存器中。系统的硬件配置1）S7-200PLC选型 S7-200系列PLC是由德国西门子公司生产的一种超小型系列可编程限制器，它能够满意多种自动化限制的需求，适用于各行各业，各种场合的检测监测和限制的自动化，其设计紧凑，价格低廉，并且具有良好的可扩展性以及强大的指令功能，可代替继电器在简洁的限制场合，也可以用于困难的自动化限制系统。S7-200系列可以依据对象的不同,可以选用不同的型号和不同数量的模块。并可以将这些模块安装在同一机架上。在S7-200系列中，单极性模拟量的输入/输出信号的数值范围是0～32000，双极性模拟信号的数值范围是-32000～+32000[9]综合S7-200系列的各种特点，此类型的PLC能满意红枣烘房的温、湿度自动限制的要求。2）温湿传感器DS18B20干湿球温度传感器如图5-3所示，它是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，和传统的热敏电阻等测温元件相比，它能干脆读出被测温度再通过确定的计算方式得到湿度，并且可依据实际要求通过简洁的编程实现9～12位的数字值读数方式。可实现高精度测温，转换时间为200ms[10]。干球探头干球探头湿球探头导水弯管限制器接头水壶图5-3干湿球温度传感器=1\*GB3①具体参数如下：基本功能：检测温度；显示温度；过限报警主要技术参数温度检测范围：-55℃～+125测量精度：±0.5显示方式：四位显示报警方式：三极管驱动的蜂鸣音报警=2\*GB3②传感器放置位置 依据红枣烘房内温湿度的要求，应将传感器放置在正确的位置才能精确的测出烘房内的温度和湿度，通常将传感器放置在远离加热炉和排湿窗的位置，即通常放在烘房中间房顶出。若离加热炉较近，则所测温度高于房内温度，若离排湿窗较近则，此处空气交换较为频繁，所测温度低于房内实际温度，因此传感器的正确位置干脆影响到对房内实际温度的精确限制，进而影响到红枣的烘制品质。3）A/D转换器(ADC0809)A/D转换器(ADC0809)特点是：8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。其内部逻辑结构如图5-4所示：图5-4图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存和译码电路完成对A、B、C3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以干脆和系统数据总线相连。A/D转换后得到的数据应刚好传送给PLC限制器进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可接受下述三种方式[11]。=1\*GB3①定时传送方式对于一种A/D转换其来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128μs，相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换确定已经完成了，接着就可进行数据传送。=2\*GB3②查询方式A/D转换芯片由表转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可确认转换是否完成，并接着进行数据传送。=3\*GB3③中断方式把表转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。不管运用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。4）集成运算放大器(LM358)LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源运用，也适用于双电源工作模式，在举荐的工作条件下，电源电流和电源电压无关。它的运用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他全部可用单电源供电的运用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。其脚位排列如图5-5所示：图5-5LM358脚位排列图其特性:内部频率补偿直流电压增益高约100dB单位增益频带宽约1MHz电源电压范围宽：单电源3～30V；双电源±1.5～±15V低功耗电流，适合于电池供电低输入失调电压和失调电流输出电压摆幅大，约为0至1.5V5）光电耦合器(TLP521) 用来隔离高频电路和低频电路，高频电路产生的高频信号会干扰低频电路，用光耦合器既能连接两个部分又能屏蔽高频信号。5.2软件设计在温、湿度自动限制器的软件设计中,接受了模块化设计。各个部分分别设计成子程序,这样便于软件的升级和维护,同时在软件上也实行了防止程序跑飞（程序没有按指定的要求进行运行）的措施[12]。限制算法的设计1）PID限制程序设计模拟量闭环限制较好的方法之一是PID限制，PID在工业领域的应用已经有60多年，现在照旧广泛地被应用。人们在应用的过程中积累了许多的阅历，PID的探讨已经到达一个比较高的程度。比例限制(P)是一种最简洁的限制方式。其限制器的输出和输入误差信号成比例关系。其特点是具有快速反应，限制刚好，但不能消退余差。在积分限制(I)中，限制器的输出和输入误差信号的积分成正比关系。积分限制可以消退余差，但具有滞后特点，不能快速对误差进行有效的限制。在微分限制(D)中，限制器的输出和输入误差信号的微分（即误差的变更率）成正比关系。微分限制具有超前作用，它能预料误差变更的趋势。避开较大的误差出现，微分限制不能消退余差。PID限制，P、I、D各有自己的优点和缺点，它们一起运用的时候又和相互制约，但只有合理地选取PID值，就可以获得较高的限制质量[13]。2）PID限制算法反馈环节反馈环节PID限制环节被控对象r(t)e(t)u(t)C(t)图5-6带PID限制器的闭限制系统框图如图5-6所示，PID限制器可调整回路输出，使系统达到稳定状态。偏差e和输入量r、输出量c的关系:(1)限制器的输出为:（2）上式中,——PID回路的输出;——比例系数P;——积分系数I;——微分系数D;PID调整器的传输函数为：(3)数字计算机处理这个函数关系式，必需将连续函数离散化，对偏差周期采样后，计算机输出值。其离散化的规律如表5-1所示：表5-1模拟和离散形式模拟形式离散化形式所以PID输出经过离散化后，它的输出方程为:(4)式（4）中，称为比例项；称为积分项；称为微分项；上式中，积分项是包括第一个采样周期到当前采样周期的全部误差的累积值[14]。计算中，没有必要保留全部的采样周期的误差项，只须要保留积分项前值，计算机的处理就是依据这种思想。故可利用PLC中的PID指令实现位置式PID限制算法量[15]。3）PID在PLC中的回路指令现在许多PLC已经具备了PID功能，STEP7Micro/WIN就是其中之一有的是专用模块，有些是指令形式。西门子S7-200系列PLC中运用的是PID回路指令。见表5-2。表5-2PID回路指令名称PID运算指令格式PID指令表格式PIDTBL，LOOP梯形图运用方法：当EN端口执行条件存在时候，就可进行PID运算。指令的两个操作数TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文接受的是VB100，因为一个PID回路占用了32个字节，所以VD100到VD132都被占用了。LOOP是回路号，可以是0～7，不行以重复运用。PID回路在PLC中的地址支配状况如表5-3所示。表5-3PID指令回路表偏移地址名称数据类型说明0过程变量（PVn）实数必需在0.0~1.0之间4给定值（SPn）/s实数必需在0.0~1.0之间8输出值（Mn）实数必需在0.0~1.0之间12增益（Kc）实数比例常数，可正可负16采样时间（Ts）实数单位为s，必需是正数20采样时间（Ti）实数单位为min，必需是正数24微分时间（Td）实数单位为min，必需是正数28积分项前值（MX）实数必需在0.0~1.0之间32过程变量前值（PVn-1）实数必需在0.0~1.0之间=1\*GB3①回路输入输出变量的数值转换方法在本系统中，设定的温度和湿度是给定值，须要限制的变量是烘房中的温度和湿度。但它不完全是过程变量PV，过程变量PV和PID回路输出有关。在本文中，经过测量的温度和湿度信号被转化为标准信号温度和湿度值才是过程变量，所以，这两个数不在同一个数量值，须要他们作比较，那就必需先作一下数据转换。传感器输入的电压信号经过转换器转换后，是一个整数值，他的值大小是实际温度的把A/D模拟量单元输出的整数值的10倍。但PID指令执行的数据必需是实数型，所以须要把整数转化成实数。运用指令DTR就可以了。如本设计中，是从AIW0读入温度被传感器转换后的数字量。=2\*GB3②实数的归一化处理因为PID中除了采样时间和PID的三个参数外，其他几个参数都要求输入或输出值0.0~1.0之间，所以，在执行PID指令之前，必需把PV和SP的值作归一化处理。使它们的值都在0.0~1.0之间。归一化的公式如(5):（5）式中,Rnoum——标准化的实数值；Rraw——未标准化的实数值;Span——补偿值或偏置，单极性为0.0，双极性为0.5;Offest——值域大小，为最大允许值减去最小允许值，单极性为32000.双极性为6400。本文中接受的是单极性，故转换公式为:（6）因为温度经过检测和转换后，得到的值是实际温度的10倍，所以为了SP值和PV值在同一个数量值，我们输入SP值的时候应当是填写一个是实际温度10倍的数，即想要设定目标限制温度为100℃时，须要输入一个1000。另外一种实现方法就是，在归一化的时候，值域大小可以缩小10倍，那么，填写目标温度的时候就可以把实际值干脆写进去[7]。=3\*GB3③回路输出变量的数据转换本设计中，利用回路的输出值来设定下一个周期内的加热时间。回路的输出值是在0.0~1.0之间，是一个标准化了的实数，在输出变量传送给D/A模拟量单元之前，必需把回路输出变量转换成相应的整数。这一过程是实数值标准化过程。（7）S7-200不供应干脆将实数一步转化成整数的指令，必需先将实数转化成双整数，再将双整数转化成整数。程序如下：ROUNDAC1,AC1DTIAC1,VW344)PID参数整定PID参数整定方法就是确定调整器的比例系数P、积分时间Ti和和微分时间Td，改善系统的静态和动态特性，使系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。一般可以通过理论计算来确定，但误差太大。目前，应用最多的还是工程整定法：如阅历法、衰减曲线法、临界比例带法和反应曲线法。阅历法又叫现场凑试法，它不须要进行事先的计算和试验，而是依据运行阅历，利用一组阅历参数，依据反应曲线的效果不断地变更参数，对于温度限制系统，工程上已经有大量的阅历，其规律如表5-4所示。表5-4温度限制器参数阅历数据被控变量规律的选择比例度积分时间（分钟）微分时间（分钟）温度滞后较大20~603~100.5~3试验凑试法的整定步骤为“先比例，再积分，最终微分”。

=1\*GB3①整定比例限制将比例限制作用由小变到大，视察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。

=2\*GB3②整定积分环节先将步骤=1\*GB3①中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应为止，确定比例和积分的参数。=3\*GB3③整定微分环节环节先置微分时间TD=0，慢慢加大ID，同时相应地变更比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的限制效果和PID限制参数。依据反复的试凑，调出比较好的结果是P=120.I=3.0D=1.0。5.2.2主程序温度低于设定下限温度低于设定下限温度低于设定下限系统启动设定温度温度采样温度超标否温度采样打开排气窗驱动鼓风机鼓风机接着工作开窗并驱动风机工作温度超标否温度高于设定上限温度低于设定下限温度高于设定上限图5-5主程序框图5.2.3相关子程序(1)温度比较子程序为适应查表而对数据做必要处理。降温报警处理Y降温报警处理Y(2)数制转换子程序完成十六～十进制之间的转换。将采集到的信号进行十六和十进制之间的转换。(3)温湿度之间的转换程序由干球温度、干湿球温差求湿度值(4)显示子程序显示温、湿度值。(5)输出子程序依据设定值和测量值限制鼓风机、轴流式风机、排湿窗使现场达到相应温度和湿度。(6)设定值输入子程序由传感器读入温度。其设定值包括温度上限值、温度下限值、湿度设定值。5.2.4P1)PLC程序设计的方法PLC程序设计常用的方法：主要有阅历设计法、继电器限制电路转换为梯形图法、依次限制设计法、逻辑设计法等[17]。=1\*GB3①阅历设计法：阅历设计法即在一些典型的限制电路程序的基础上，依据被限制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些帮助触点和中间编程环节，才能达到限制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量和设计者的阅历有很大的关系，故称为阅历设计法。=2\*GB3②继电器限制电路转换为梯形图法：用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器限制系统的功能。=3\*GB3③依次限制设计法：依据功能流程图，以步为核心，从起始步起先一步一步地设计下去，直至完成。此法的关键是画出功能流程图。=4\*GB3④逻辑设计法：通过中间量把输入和输出联系起来。事实上就找到输出和输入的关系，完成设计任务。2)编程软件STEP7--Micro/WIN概述STEP7-Micro/WIN编程软件是基于Windows的应用软件，由西门子公司专为S7-200系列可编程限制器设计开发[18]，它功能强大，主要为用户开发限制程序运用，同时也可以实时监控用户程序的执行状态。3)STEP7--Micro/WIN简洁介绍以STEP7-Micro/WIN创建程序，为接通STEP7-Micro/WIN，可双击STEP7-Micro/WIN的图标，如图10所示，STEP7-Micro/WIN项目窗口将供应用于创建程序的工作空间。阅读条给出了多组按钮，用于访问STEP7--Micro/WIN的不同编程特性。指令树将显示用于创建限制程序的全部项目对象指令。程序编辑器包括程序逻辑和局部变量表，可在其中支配临时局部变量的符号名。子程序和中断程序在程序编辑器窗口的底部按标签显示。图5-7STEP7--Micro/WIN项目窗口本项目中主要利用STEP7--Micro/WINV4.0SP5编程软件，其界面如图10所示。项目包括的基本组件：程序块、数据块、系统块、符号表、状态表、交叉引用表。5.2.5主程序语言表[19]见附录15.2.6程序的爱惜在PLC程序的设计中，要特殊留意几个问题[20]:=1\*GB3①启动和停止限制系统运行的时候，要留意速度不能过快，否则程序很简洁跑偏。程序的纠偏是一件难度特殊高的事情，所以从程序设计上和操作上考虑到这点能少奢侈许多时间。程序设计中应限制速度的增量。=2\*GB3②要留意限制各输出量量程的范围，要是量程过大，会出现一些不必要的麻烦。比如风机的速度转速我们要限制在确定的范围内。要是转速过小，也会出现一些不必要的状况。=3\*GB3③在遇到紧急状况的时候要留意急停爱惜。比如烘房温度过高，传感器会发生警报，此时实行急停措施。在程序设计中，我们设计了一个急停按钮。当按下按钮的时候，变频器的输出置为0，加热系统就会自动停止工作。6结语 本文主要阐述了有PLC自动限制系统的原理、结构及软硬件的设计，在软件设计中结合自动限制基础用PID算法实现了用PLC的自动限制。无论是从硬件的经济好用性还是软件的简易操作性，都体现出了PLC自动限制系统的便利性、经济性和易操作性，因此在工农业生产中得到了广泛的应用。在红枣烘房中应用此系统实现了对红枣烘干过程中温湿度的精确限制提高了红枣干制的质量和劳动生产率，达到了确定的经济效益。 当然本文设计的温湿限制系统还有确定的不足：其一，在软件设计方面还有确定的欠缺。软件设计