基于plc的大棚溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-06-15 09:00:07 本頁(yè)面
【正文】 用。但是隨著科技發(fā)展和社會(huì)的全面進(jìn)步，這些問(wèn)題也會(huì)被逐漸解決，逐步向?qū)I(yè)化發(fā)展，朝著自動(dòng)化農(nóng)業(yè)型發(fā)展，從而為社會(huì)大眾提供更加豐富可口、安全、優(yōu)質(zhì)的綠色健康食品。該技術(shù)是在手動(dòng)、自動(dòng)、自動(dòng)化控制發(fā)展之后發(fā)展起來(lái)的，也會(huì)越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越完備。該控制技術(shù)使生產(chǎn)自動(dòng)化，利于大規(guī)模生產(chǎn)，大大提高的生產(chǎn)效率。傳感器也是長(zhǎng)期從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的種植者，其也是該系統(tǒng)的執(zhí)行者。但是到目前為止，有相當(dāng)一部分的大棚、溫室還要靠種植者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成，缺乏根本的科學(xué)性。農(nóng)業(yè)聯(lián)合部推廣的新一代節(jié)能型的日光溫室，可以節(jié)約大量的煤資源，每年沒(méi)畝能節(jié)約燃煤約20噸[1] 。該系統(tǒng)采用FX2N系列PLC作為下位機(jī)， PC機(jī)作為上位機(jī)，采用三菱D720通用變頻器,采用溫度、濕度、光照傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，這些模擬量經(jīng)PLC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，把轉(zhuǎn)化來(lái)的數(shù)據(jù)與設(shè)定值比較，PLC經(jīng)處理后給出相應(yīng)的控制信號(hào)使環(huán)流風(fēng)機(jī)、遮陰簾、微霧加濕機(jī)等設(shè)備動(dòng)作，大棚溫度就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目基于PLC的大棚溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 （院）自動(dòng)化系專 業(yè)電氣工程與自動(dòng)化班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師職 稱二〇一三年六月二十日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。作者簽名: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。這種技術(shù)不但實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，而且非常適合規(guī)?；a(chǎn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率也得到了相應(yīng)的提高，通過(guò)種植者對(duì)設(shè)定值的改變，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。越來(lái)越先進(jìn)的現(xiàn)代化溫室大棚采用的覆蓋材料也越來(lái)越先進(jìn)，比如PC板。這種管理方式缺乏量化的指標(biāo)，精確度很差，僅僅能夠被動(dòng)的調(diào)節(jié)溫度等，而不能主動(dòng)的是大棚內(nèi)的環(huán)境因子自動(dòng)的改變，這就不能發(fā)揮大棚的高產(chǎn)特性。他們作為該控制技術(shù)的核心，在對(duì)大棚內(nèi)外各環(huán)境因子和作物情況的基礎(chǔ)上結(jié)合自己豐富的經(jīng)驗(yàn)，手動(dòng)改變大棚內(nèi)的環(huán)境。改變預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)值可以使棚內(nèi)的環(huán)境因子得到自動(dòng)的調(diào)節(jié)，但該控制不能適應(yīng)作物生長(zhǎng)狀況的突變，難以介入作物生長(zhǎng)的內(nèi)在規(guī)律。截至到目前，我國(guó)對(duì)于該系統(tǒng)的研究技術(shù)還是比較落后，以基本的PID控制為主。 大棚溫度控制系統(tǒng)研究目的及意義 雖然目前我國(guó)絕大部分的大棚都安裝了加熱、降溫和通風(fēng)設(shè)備，但是大多是通過(guò)人工使其動(dòng)作，一旦大棚面積很大種植者的勞動(dòng)強(qiáng)度就會(huì)很大，更不用說(shuō)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確控制了。第二章 系統(tǒng)概述該系統(tǒng)下位控制由FX2N系列PLC完成，上位機(jī)為PC機(jī)，變頻器采用三菱D720通用變頻器,由溫度、光電、濕度等傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，PLC將傳感器采集到的有關(guān)的環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后把這些數(shù)值與給定值比較，經(jīng)過(guò)控制計(jì)算給出相應(yīng)的控制信號(hào)使環(huán)流風(fēng)機(jī)、遮陰簾、微霧加濕機(jī)等設(shè)備動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)大棚溫度的自動(dòng)控制。目前國(guó)內(nèi)的大部分的大棚都是通過(guò)這種自動(dòng)控制，這種控制方式對(duì)作物生長(zhǎng)情況的改變難以作出及時(shí)的反應(yīng)，不能緊密跟蹤作物生長(zhǎng)的內(nèi)在規(guī)律。 PLCPLC（可編程序控制器）由CPU模塊、I/O模塊和編程器構(gòu)成PLC。PLC的工作原理：PLC有兩種基本的工作模式，即運(yùn)行模式與停止模式。下一掃描周期時(shí)才被讀入。 系統(tǒng)工作原理該系統(tǒng)由PLC,溫度、光照、濕度傳感器，還有一些環(huán)流風(fēng)機(jī)、遮陰簾、微霧加濕機(jī)等設(shè)備組成。該系統(tǒng)還可以通過(guò)通信接口將數(shù)據(jù)送至上位機(jī)PC機(jī)，完成數(shù)據(jù)管理、智能決策等更為強(qiáng)大的功能，且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示、編輯、儲(chǔ)存和打印[6]。第三章 硬件部分設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的選擇對(duì)于系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的，因?yàn)榭晒┻x擇的設(shè)備的型號(hào)太多，選擇的余地就會(huì)很大，所以選擇硬件時(shí)應(yīng)該慎重考慮溫室控制的實(shí)際情況以及需要完成的控制功能、控制方式、資金情況等。 圖31 鋼索遮陰簾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如上圖所示的鋼索遮陰簾系統(tǒng)。 圖32 環(huán)流風(fēng)機(jī)布局圖（3）溫度加熱器加熱器是比較常用的電熱器件?？梢詽M足整個(gè)大棚空間的需要，起到高效加濕降溫的效果 傳感器的選擇傳感器種類繁多，側(cè)重功能不盡相同，而且受各種因數(shù)影響。因此，這就要求所選擇的傳感器應(yīng)具有較高的抗干擾能力。穩(wěn)定性，傳感器穩(wěn)定性除受到自身結(jié)構(gòu)影響之外還受到所在的環(huán)境影響。不加熱的測(cè)量點(diǎn)溫度決定相應(yīng)電位差的數(shù)值，而且還決定于導(dǎo)體的材質(zhì)。當(dāng)然熱電偶傳感器也有自己的優(yōu)缺點(diǎn)：靈敏度比較低，也容易受到前置放大器溫漂的影響，此特點(diǎn)決定它不適合測(cè)量很小的溫度變化。如今，在國(guó)防工程、空間技術(shù)、冶金、電子和食品行業(yè)低溫技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多，對(duì)于120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了很快的發(fā)展，如一些溫度計(jì)，氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉萚8]。綜上該控制系統(tǒng)采用濕敏電阻測(cè)濕度。 圖36 正反轉(zhuǎn)控制電路圖（2）開/關(guān)設(shè)備控制電路 圖37 開關(guān)設(shè)備控制電路圖中SB1為停止按鈕，負(fù)責(zé)切斷設(shè)備電源，SB2為啟動(dòng)按鈕，使設(shè)備投入電路開始運(yùn)行，常開觸頭為自鎖觸頭完成設(shè)備的自保持。溫度傳感器將4路溫度信號(hào)，通過(guò)對(duì)采樣周期的控制，對(duì)輸入的溫度信號(hào)不斷采樣4次，有效信號(hào)為其平均值，再對(duì)其值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，
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