基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统设计研究

冯铃

摘 要：温湿度控制系统在实验室研究与实际的工业生产中有着广泛的应用。基于此，本文首先介绍了MCGS与PLC的技术原理，分析当前主流的温湿度控制系统的设计发展现状，分析以MCGS为监控界面、以PLC为控制器的温湿度控制系统的设计发展方向，与其具体的技术原理与应用场景，研究其设计的优势与前景。

关键词：MCGS;PLC;技术结合;温湿度控制;系统设计

基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统，是一种能够更好地满足控制要求的系统，能够更好的实现分散控制与网络集中控制，是电子计算机技术发展过程中的重要技术进步。温湿度控制系统的设计包含温湿度控制硬件设计与软件设计，基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统，采用组态与控制器相结合的控制方式，能够自动对环境的温湿度进行控制。

一、温湿度控制系统设计发展现状

温湿度控制系统的设计是一项比较复杂的技术设计系统，硬件系统的设计主要包含电源电路设计、单片机与晶振电路设计、复位电路设计、温度采集电路设计、湿度采集点路设计、控制机显示电路设计、键盘电路设计、报警电路设计等，软件系统的设计主要包含主程序设计、温度采集子程序、湿度采集子程序、串口通信子程序、键盘程序和报警程序的设计。[1]当前主流的温湿度控制系统的设计主要应用抗干扰新能比较强的硬件和软件，设计的目的是应用最少的人力资源配置，加强对环境的温度与湿度控制系统的管理，提供较为清晰、明确、稳定、可视化的温湿度状态，从而为温度湿度调节系统的维修与故障诊断，提供科学的依据，提高温度湿度调节系统的运行效率，保障作物、器具等需要严格控制温湿度的物品，处于更好的运行环境当中。

二、基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统的设计发展

（一）整体设计结构

MCGS是一套基于Windows操作系统、用于快速读写监控系统数据的组态软件系统，能够为用户提供监控现场的数据采集、数据更新、历史数据记录分析服务，能够对超过数据规定范围的异常现象进行报警，对数据要求的环境进行安全控制。[2]同时，能够对客户要求的流程、画面、趋势进行数据描绘，通过报表输出、安全装置控制等方式，与企业的监控网络相连，对环境进行全方面的显示与监控。MCGS具有操作流程简单易学、可视化程度高、日常管理与运行维修过程简单、使用功能强大、安全可靠程度高等突出特点，在工业生产的各个领域均有广泛的应用。基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统，在全企业范围内，都可以通过浏览器在局域网内进行生产现场的监控，实时获得生产现场的温度与湿度信息。MCGS与PLC通过驱动设备与窗口设备与生产环境中的湿度与温度调节设备进行数据交换，管理者可以直接提取相关的信息数据，作为环境管理与维修处理的依据。

（二）监视系统设计

基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统的监视系统，主要依靠MCGS工控组态软件。MCGS工控组态软件主要包含：能够进行菜单设计与工程属性设置的主控窗口、能够添加工程设备与设备驱动变量的设备窗口、能够创建动画显示与人机交互界面的用户窗口、能够定义数据变量的实时数据库、能够编写控制流程与功能结构的运行策略。MCGS工控组态软件比较符合中国人的使用习惯与要求，拥有强大的图形处理系统，能够对多种类型的数据信息进行处理，并且通过曲线等多种灵活的形式表现出来。故障报警是温湿度控制系统中最为重要的部分，当系统出现供电短缺或断电等问题时，MCGS工控组态软件会通过PLC程序向控制系统发现出警报，控制系统的温湿度采集装置与运行状态显示程序，通过Modem通讯模块，将故障信息快速的传达至温度湿度管理中心，第一时间通知维修人员对设备进行故障排查与维修处理。并记录本次故障的故障代码，对故障的预防给出针对性的数据建议，记录收档，方便维修人员的后续处理与日常管理。

（三）通讯系统设计

PLC又称可编程逻辑控制器，基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统中的PLC，是指专门为需要控制温度与湿度的工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，将MCGS的监控数字系统采集到的温度、湿度信息进行逻辑运算、顺序排列、时间控制、算法设计，从而通过数字信号与模拟信号的方式，将数字信息进行输出，方便温度湿度控制系统的设备控制与生产过程控制。PLC在世界范围内的发展已经超过四十年，是一项比较成熟的计算机电子技术，目前基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统，集合了微处理器技术、PID功能技术、DCS系统，发展成了具有丰富的特殊功能单元、人机界面单元、无线通讯单元的智能化的控制系统。基于MCGS与PLC相結合的温湿度控制系统的通讯系统设计，主要依靠PLC来进行监控数据的输入采样，保障用户的程序执行，进行数据的实时刷新。基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制通讯系统中的PLC技术，具有可靠新高、编程操作简便、组态灵活、输入功能多样、输出方式灵活、安装与转移方便、运行速度快、对网络带宽的包容性高、容错率高等突出优势，随着单片机技术的应用，基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统的通讯能力与通讯效果大大提升。

三、结论

综上所述，基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统的设计具有开放性、灵活性、可视化、性价比等特点。从本文的分析可知，研究基于MCGS与PLC相结合的温湿度控制系统的设计，有助于降低我国的温湿度控制装置的研发成本，拓展温湿度控制装置的使用范围，降低温湿度控制装置的使用难度。因而，我们要在实践与科研领域不断加强相关研究。

参考文献：

[1]李明.基于AVR单片机的炉温控制系统[J].仪表技术与传感器，2010（12）：86-88.

[2]李鹏，马游春.基于FPGA的多路数据采集模块硬件设计[J].仪表技术与传感器，2010（3）：84-86.

[3]樊学能.基于PID算法的直流电动机调速系统的设计[J].电气技术与自动化，2011，40（3）：175-178.

[4]丁静，陶晔，孙进.基于PLC与MCGS组态技术的温湿度控制系统设计[J].中国农机化学报，2017（8）：87-90+124.

[5]郭志冬.基于PLC和组态技术的温度湿度控制系统设计[J].济源职业技术学院学报，2018，17（03）：79-82.