基于PLC的粮食仓库温湿度控制系统设计

曹永战　吴迪　张茜

摘 要：采用西门子PLC为主控器，以温湿度为被控对象，结合触摸屏进行温湿度的实时显示和控制。系统能够快速有效地实现对粮食仓库的温湿度调节。根据储存粮食作物的不同，调整最佳的温度，湿度，使作物达到长久储存。测试表明本系统操作方便，运行可靠。

关键词：PLC；温度控制；湿度控制；触摸屏

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）17-0005-02

1 背景概述

我国粮食产量和消费水平一直居世界前列，粮食储存显得尤为重要。储存方法不得当，会造成发霉、变质等严重损失。由于各种粮食对温度湿度的要求不同，精确地对湿度温度的控制尤为重要。

本文利用PLC作为控制器，设计一种温湿度可调可控、并能实时显示的控制系统。

相比于其他的控制方式，该控制系统的稳定性，可靠性更强，保证系统工作的连续性。采用触摸屏控制是使操作更加简洁，能够满足粮食储存系统的控制要求。

2 温度、湿度控制系统原理

粮食储存控制系统以温度和湿度作为被控参数，温度与湿度传感器输出的电信号经A/D转换，送入PLC中。

经过PID的调节作用，得到需要的控制量，并将控制信号送出，输出包括加热、制冷、加湿和开风机信号，并通过PLC来控制相应的执行机构，加热阀、制冷阀、加湿阀和风机控制，最终实现对粮食储存仓库的温度、湿度的控制。如图1所示。

3 温度、湿度控制系统的硬件设计

构成粮食仓库储存温度、湿度控制系统的硬件主要包括：温度、湿度传感器，PLC控制器，电源部分，PC上位机及监控，温度、湿度的相关调节设备，触摸屏及报警器等设备。

3.1 主控器PLC的选择

PLC作为工业控制器，其系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长，能进行连续过程的PID回路控制。

我们选用的是西门子的S7-300CPU315-2PN/DP模块化微型PLC系统，它能满足中、小规模的性能要求足和适应自动化控制任务简单实用的分布式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活各种性能的模块可以非常好地满够满足该控制系统，并且也能够满足后序功能的扩展要求。模拟量输入模块选用SM331，AI8×13位，模拟量输出模块选用SM332，AO8×12位。输入输出功能表见表1。

3.2 温度、湿度传感器的选择

本系统选用JCJ100ND数字温湿度传感器，它采用的是标准的RS-232或485通信接口，该传感器对外界的抗干扰能力强，并且在全部量程以内精度高，一致性好，稳定性强，响应速度快。

该传感器可以通过串行通信与计算机组成多点的温度、湿度测量系统。

3.3 触摸屏选择

本系统选择威纶TK6070 ip触摸屏。改触摸屏的分辨率较好，达到800×400 WxHdots。

它的I/O通讯口十分丰富，并且操作方便，可靠性强，性价比较高。

4 温度、湿度控制系统软件设计

本系统触摸屏需实现对设定值的输入及显示，并实现对当前温度、湿度数值的动态实时显示。

此外，增加一个控制界面，可相应完成自动、手动控制，系统通过人机交互将控制指令发出送到PLC，经过温湿度调节系统进行相应的调节，从而达到更好的控制效果。

系统的温湿度传感器采集到的电流信号经过PLC模拟量的扩展模块送入控制单元，并把同触摸屏输入的设定值进行比较，如果存在一定的偏差就会利用PID调节系统进行调节，计算出控制量并输出，达到消除相应的偏差。当实际测量值超过了所设定的温度、湿度上下限时，系统会触发报警，并给出相应的指示动作。

为了防止报警错误产生，在温湿度超过上下限时会给出一定时间的延迟再触发报警，保证系统更可靠。软件设计流程如图2所示。

5 结 语

本文介绍了基于PLC的温湿度的粮食仓库储存控制系统。分析了系统控制目标、硬件构成和选型。引入人机界面，使控制操作容易，简洁。

软件设计采用西门子编程环境，实现温湿度PID调节，达到粮食储存对温湿度控制要求。选择西门子S7-300系列的PLC实现温湿度控制系统，结合触摸屏构成操作界面，具有可靠性好，稳定性强，易扩展特点，系统具有良好的实应价值。

参考文献：

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[4] 何剑锋.粮仓的智能控制初探[J].粮油加工，2006，（10）.