基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

馮鈴

摘 要：溫濕度控制系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室研究與實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用?；诖耍疚氖紫冉榻B了MCGS與PLC的技術(shù)原理，分析當(dāng)前主流的溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，分析以MCGS為監(jiān)控界面、以PLC為控制器的溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展方向，與其具體的技術(shù)原理與應(yīng)用場(chǎng)景，研究其設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)與前景。

關(guān)鍵詞：MCGS;PLC;技術(shù)結(jié)合;溫濕度控制;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)，是一種能夠更好地滿(mǎn)足控制要求的系統(tǒng)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)分散控制與網(wǎng)絡(luò)集中控制，是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的重要技術(shù)進(jìn)步。溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含溫濕度控制硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)，采用組態(tài)與控制器相結(jié)合的控制方式，能夠自動(dòng)對(duì)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行控制。

一、溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包含電源電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)與晶振電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)、溫度采集電路設(shè)計(jì)、濕度采集點(diǎn)路設(shè)計(jì)、控制機(jī)顯示電路設(shè)計(jì)、鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)等，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包含主程序設(shè)計(jì)、溫度采集子程序、濕度采集子程序、串口通信子程序、鍵盤(pán)程序和報(bào)警程序的設(shè)計(jì)。[1]當(dāng)前主流的溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要應(yīng)用抗干擾新能比較強(qiáng)的硬件和軟件，設(shè)計(jì)的目的是應(yīng)用最少的人力資源配置，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的溫度與濕度控制系統(tǒng)的管理，提供較為清晰、明確、穩(wěn)定、可視化的溫濕度狀態(tài)，從而為溫度濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的維修與故障診斷，提供科學(xué)的依據(jù)，提高溫度濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障作物、器具等需要嚴(yán)格控制溫濕度的物品，處于更好的運(yùn)行環(huán)境當(dāng)中。

二、基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展

（一）整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

MCGS是一套基于Windows操作系統(tǒng)、用于快速讀寫(xiě)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，能夠?yàn)橛脩?hù)提供監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)更新、歷史數(shù)據(jù)記錄分析服務(wù)，能夠?qū)Τ^(guò)數(shù)據(jù)規(guī)定范圍的異?，F(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警，對(duì)數(shù)據(jù)要求的環(huán)境進(jìn)行安全控制。[2]同時(shí)，能夠?qū)蛻?hù)要求的流程、畫(huà)面、趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)描繪，通過(guò)報(bào)表輸出、安全裝置控制等方式，與企業(yè)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)相連，對(duì)環(huán)境進(jìn)行全方面的顯示與監(jiān)控。MCGS具有操作流程簡(jiǎn)單易學(xué)、可視化程度高、日常管理與運(yùn)行維修過(guò)程簡(jiǎn)單、使用功能強(qiáng)大、安全可靠程度高等突出特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用?；贛CGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)，在全企業(yè)范圍內(nèi)，都可以通過(guò)瀏覽器在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，實(shí)時(shí)獲得生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫度與濕度信息。MCGS與PLC通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)備與窗口設(shè)備與生產(chǎn)環(huán)境中的濕度與溫度調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，管理者可以直接提取相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，作為環(huán)境管理與維修處理的依據(jù)。

（二）監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)，主要依靠MCGS工控組態(tài)軟件。MCGS工控組態(tài)軟件主要包含：能夠進(jìn)行菜單設(shè)計(jì)與工程屬性設(shè)置的主控窗口、能夠添加工程設(shè)備與設(shè)備驅(qū)動(dòng)變量的設(shè)備窗口、能夠創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)顯示與人機(jī)交互界面的用戶(hù)窗口、能夠定義數(shù)據(jù)變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、能夠編寫(xiě)控制流程與功能結(jié)構(gòu)的運(yùn)行策略。MCGS工控組態(tài)軟件比較符合中國(guó)人的使用習(xí)慣與要求，擁有強(qiáng)大的圖形處理系統(tǒng)，能夠?qū)Χ喾N類(lèi)型的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并且通過(guò)曲線(xiàn)等多種靈活的形式表現(xiàn)出來(lái)。故障報(bào)警是溫濕度控制系統(tǒng)中最為重要的部分，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)供電短缺或斷電等問(wèn)題時(shí)，MCGS工控組態(tài)軟件會(huì)通過(guò)PLC程序向控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)出警報(bào)，控制系統(tǒng)的溫濕度采集裝置與運(yùn)行狀態(tài)顯示程序，通過(guò)Modem通訊模塊，將故障信息快速的傳達(dá)至溫度濕度管理中心，第一時(shí)間通知維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障排查與維修處理。并記錄本次故障的故障代碼，對(duì)故障的預(yù)防給出針對(duì)性的數(shù)據(jù)建議，記錄收檔，方便維修人員的后續(xù)處理與日常管理。

（三）通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PLC又稱(chēng)可編程邏輯控制器，基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)中的PLC，是指專(zhuān)門(mén)為需要控制溫度與濕度的工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，將MCGS的監(jiān)控?cái)?shù)字系統(tǒng)采集到的溫度、濕度信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序排列、時(shí)間控制、算法設(shè)計(jì)，從而通過(guò)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的方式，將數(shù)字信息進(jìn)行輸出，方便溫度濕度控制系統(tǒng)的設(shè)備控制與生產(chǎn)過(guò)程控制。PLC在世界范圍內(nèi)的發(fā)展已經(jīng)超過(guò)四十年，是一項(xiàng)比較成熟的計(jì)算機(jī)電子技術(shù)，目前基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)，集合了微處理器技術(shù)、PID功能技術(shù)、DCS系統(tǒng)，發(fā)展成了具有豐富的特殊功能單元、人機(jī)界面單元、無(wú)線(xiàn)通訊單元的智能化的控制系統(tǒng)?；贛CGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要依靠PLC來(lái)進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的輸入采樣，保障用戶(hù)的程序執(zhí)行，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)刷新?；贛CGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制通訊系統(tǒng)中的PLC技術(shù)，具有可靠新高、編程操作簡(jiǎn)便、組態(tài)靈活、輸入功能多樣、輸出方式靈活、安裝與轉(zhuǎn)移方便、運(yùn)行速度快、對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的包容性高、容錯(cuò)率高等突出優(yōu)勢(shì)，隨著單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)的通訊能力與通訊效果大大提升。

三、結(jié)論

綜上所述，基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有開(kāi)放性、靈活性、可視化、性?xún)r(jià)比等特點(diǎn)。從本文的分析可知，研究基于MCGS與PLC相結(jié)合的溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有助于降低我國(guó)的溫濕度控制裝置的研發(fā)成本，拓展溫濕度控制裝置的使用范圍，降低溫濕度控制裝置的使用難度。因而，我們要在實(shí)踐與科研領(lǐng)域不斷加強(qiáng)相關(guān)研究。

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