【正文】 求出輸入量論域元素和輸出量論域元素之間的關(guān)系，形成一個(gè)表格，這個(gè)表格稱為控制表。當(dāng)誤差大或較大時(shí)，選擇控制量以盡快消除誤差為主；而當(dāng)誤差較小時(shí)，選擇控制量要注意防止超調(diào)，以系統(tǒng)的穩(wěn)定性為主要出發(fā)點(diǎn)。本系統(tǒng)控制量的模糊劃分采用單點(diǎn)，分為7個(gè)模糊子集，分別為PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，Z(零)，NS(負(fù)小)，NM(負(fù)中)，NB(負(fù)大)。選取語(yǔ)言變量、的論域均為: = {4，3，2，1，0, 1 ，2, 3, 4}。溫度在設(shè)定值的177。溫度 功能生長(zhǎng)發(fā)育呼吸作用光合作用最高 （℃）405035～40適宜 （℃）25～3536～4620～25最低 （℃）10100～5 精確量的模糊化在溫室溫度模糊控制器里，將觸摸屏輸入的溫度值作為給定值T，由傳感器測(cè)量得到的溫度值記為，則誤差及誤差的變化為: 式（） 式（）將和作為溫度模糊控制器的輸入變量，輸出變量為加熱器及風(fēng)機(jī)等的通斷狀態(tài)。植物的光合作用，呼吸作用等各種生理活動(dòng)都需要適宜的溫度條件才能順利進(jìn)行。 根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)及控制要求，模糊控制器選用二維結(jié)構(gòu)，所示。在本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中，模糊控制器采用第二種方式實(shí)現(xiàn)。而且模糊控制器對(duì)被控對(duì)象參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性，對(duì)干擾有較強(qiáng)的抑制能力，因此本設(shè)計(jì)將基于模糊控制理論，設(shè)計(jì)出以智能性的模糊控制器為核心的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。顯然，需要尋求一種新的控制裝置來取代老式的繼電器控制系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)的工作更可靠，更容易維護(hù)，更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件，因此在1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)要求研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器。令人放心的高性能程序容量：內(nèi)置800步RAM（可輸入注釋），可使用存儲(chǔ)盒，最大可擴(kuò)充至16K步。除輸入出16—25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。 2)高速運(yùn)算 基本指令:,應(yīng)用指令:。FX2N是FX系列中功能址強(qiáng)、速度最快的微型可編程序控制器，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了很多大型可編程序控制器。其中日本三菱公司的PLC也是較早推到我國(guó)來的。具有數(shù)據(jù)通信功能，能完成生產(chǎn)過程14個(gè)回路直接數(shù)字控制任務(wù)，在DCS的分散過程控制級(jí)中得到廣泛應(yīng)用口 考慮成本、開發(fā)周期、應(yīng)用、安裝調(diào)試和擴(kuò)展性等方面，在本設(shè)計(jì)中采用PLC來作為控制系統(tǒng)主機(jī)。 為了使PLC的輸出及時(shí)的響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不只是執(zhí)行一次，而是不斷的重復(fù)執(zhí)行。PLC工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放在輸入映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上，將運(yùn)算的結(jié)果存放到輸出映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上。PLCHMI串口連接線 人機(jī)交互界面通信線路設(shè)計(jì)HMI觸摸屏系統(tǒng)包括兩個(gè)部分：檢測(cè)裝置和控制器。在控制領(lǐng)域，HMI一般特指用于操作人員與控制系統(tǒng)之間進(jìn)行對(duì)話和相互作用的專用設(shè)備。并且可以靈活解決項(xiàng)目點(diǎn)不斷增多的需求，可隨時(shí)對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)新增監(jiān)控點(diǎn)而且對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)無任何影響。根據(jù)以上分析?？紤]在溫室內(nèi)各處安裝溫濕度傳感器，對(duì)溫室內(nèi)各參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，選用數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及通訊，通過485總線傳輸數(shù)據(jù)。2）電機(jī)和水泵的啟?？刂啤Ｒ笙到y(tǒng)能夠?qū)χ参飯@內(nèi)的溫濕度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和有效的控制，要求系統(tǒng)能夠自動(dòng)關(guān)窗、給水、送風(fēng)等。高檔溫室基本上靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴，其自動(dòng)化控制與監(jiān)控系統(tǒng)更是如此。原始的植物園濕溫度的控制系統(tǒng)是應(yīng)用手動(dòng)控制，后來又發(fā)展到機(jī)械設(shè)備，到20世紀(jì)70年代計(jì)算機(jī)的應(yīng)用替代了原始的機(jī)械設(shè)備的控制，使溫室控制進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。 fuzzy control technology。 Third Chapter fuzzy control theory, introduced the indoor botanical garden temperature and humidity fuzzy controller design and implementation。本設(shè)計(jì)根據(jù)室內(nèi)植物園環(huán)境控制的特點(diǎn)，應(yīng)用模糊控制理論，對(duì)植物園內(nèi)的溫度、濕度環(huán)境因子進(jìn)行自動(dòng)控制，完成了整個(gè)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。這種建立在模糊控制理論基礎(chǔ)上的控制技術(shù)為工業(yè)控制、家用電器和儀器儀表智能化的應(yīng)用提供了一種全新的、有效的控制方法，并具有很大的實(shí)用意義和前景。 second chapter Mitsubishi FX2N Series PLC made?a brief introduction, and the design of the PLC interface circuit。 final pletion of the entire system to make a summary .Keywords: Indoor Botanical Garden?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。我國(guó)植物園的整體水平與世界上發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大，表現(xiàn)在設(shè)施結(jié)構(gòu)、配套設(shè)備、環(huán)境調(diào)控、管理技術(shù)等方面。各溫室的溫濕度既可自行設(shè)定，也可以人工設(shè)定，并能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)。綜上所述，本系統(tǒng)應(yīng)完成的主要任務(wù)有：1) 兩個(gè)溫室的溫濕度數(shù)據(jù)采集和閉環(huán)控制。對(duì)于溫室內(nèi)溫濕度控制，溫濕度必須進(jìn)行多點(diǎn)采樣。對(duì)溫室內(nèi)各參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如風(fēng)機(jī)、噴淋、溫控)進(jìn)行自動(dòng)控制。采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)串口通信，即插即用，使用高規(guī)格的模具設(shè)計(jì)，方便維護(hù)，工程人員無需太多的專業(yè)知識(shí)，在短時(shí)間內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安裝與運(yùn)行。從廣義上說，HMI泛指計(jì)算機(jī)與操作人員交換信息設(shè)備。PLC與HMI觸摸屏之間用串口連接線連接。他同時(shí)能接收PLC發(fā)來的命令并加以執(zhí)行，如動(dòng)態(tài)的顯示開關(guān)量和模擬量等。PLC通過反復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。PLC專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)，可靠性高，編程容易，功能完善，擴(kuò)展靈活，安裝調(diào)試方便。單片機(jī)體積小、功能全、價(jià)格低、軟件豐富、面向控制、開發(fā)應(yīng)用方便。智能調(diào)節(jié)器是一利數(shù)字化的智能儀表，以微處理器或單片微型計(jì)算機(jī)為核心。德國(guó)西門子公司、日本OMRON公司、美國(guó)莫迪康公司(施奈德)、美國(guó)AB（Alien－Bradley）公司、日本三菱公司等?？紤]到雙棟溫室開關(guān)量輸入的點(diǎn)數(shù)以及必要的點(diǎn)數(shù)冗余，本設(shè)計(jì)選用三菱FX2N型號(hào)的PLC。 三菱FX2N48MR PLC 介紹1)靈活的配置 除了具有滿足特殊需求的大量特殊模塊外,6個(gè)基本單元中的每個(gè)單元可擴(kuò)展至256I/O接點(diǎn)。 三菱FX2N48MR PLC技術(shù)參數(shù)FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。如果工藝要求發(fā)生變化，就得重新設(shè)計(jì)線路連線安裝，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。如果采用模糊控制系統(tǒng)，卻可以取得令人滿意的控制效果。 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模糊控制器有兩種組成方式，一種是由模糊邏輯芯片組成的硬件專用模糊控制器，它是用硬件芯片來直接實(shí)現(xiàn)模糊控制算法；另一種是用微處理器組成硬件系統(tǒng)，用軟件來實(shí)現(xiàn)模糊控制算法，這種模糊控制器的特點(diǎn)是資源開銷小、靈活性高、通用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣。本設(shè)計(jì)采用的是二維模糊控制器，控制器的輸入變量選偏差及偏差的變化，以控制量的變化為輸出變量。 溫度對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 溫度是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的最敏感的環(huán)境因素。不同植物，不同生長(zhǎng)發(fā)育階段都有其適宜溫度和界限溫度，溫帶植物三基點(diǎn)溫度。5℃為界。而在模糊控制區(qū)，將溫度偏差、偏差變化率的模糊集合分為7個(gè)模糊子集，分別為PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，Z(零)，NS(負(fù)小)，NM(負(fù)中)，NB(負(fù)大)。采用單點(diǎn)為控制量在實(shí)際處理時(shí)較為方便，因?yàn)檫@時(shí)只要知道控制量的模糊量也就知道了實(shí)際用于控制的論域元素。確定模糊控制規(guī)則的原則必須是系統(tǒng)輸出響應(yīng)的動(dòng)靜態(tài)特性達(dá)到最佳。本設(shè)計(jì)采用查表法實(shí)現(xiàn)模糊控制算法。 本系統(tǒng)中，由于偏差和偏差變化率的離散論域都有9個(gè)元素{4，3，2，1，0，1，2，3，4}，在輸入時(shí)或的精確值都會(huì)量化到9個(gè)元素之中的任何一個(gè)。當(dāng)，對(duì)于偏差變化率有：NB=1，NM=，有4條控制規(guī)則有效，它們分別是： 對(duì)于第一條第一條規(guī)則，控制量 式（）對(duì)于第一條第一條規(guī)則，控制量 式（）同理， 式（），式（）所以總控制量 式（）在式（）中，由于PB是單點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)元素為3，所以。 空氣濕度模糊控制器設(shè)計(jì) 濕度對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 濕度也是溫室環(huán)境控制中一個(gè)相當(dāng)重要的參數(shù)。土壤濕度對(duì)植物的影響也很大，如果溫室中排水不良，或者灌水不當(dāng)，土壤滲水性不好，造成土壤水分過剩，濕度過高，使土壤中的氧氣減少，植物根部呼吸困難，從而危害作物的生長(zhǎng)發(fā)育。因此，作物適宜的空氣相對(duì)濕度為60%～80%。,。溫度的空間分布均勻，時(shí)間變化平緩。近年來也有采用鍋爐水加溫或地?zé)崴訙氐?。遮光降溫法是一種在室外與溫室屋頂部相距40cm處張掛遮光幕，對(duì)溫室降溫很有效。本系統(tǒng)采用室外掛遮光幕除溫。常用的濕度調(diào)節(jié)方式是加濕和去濕。(2)去濕,在溫室中去濕常用以下三種方式:加熱控制法、吸附法—化學(xué)除濕器和排濕換氣。當(dāng)溫、濕度超過上、下限設(shè)定值時(shí)，可自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，并進(jìn)行溫、濕度調(diào)節(jié)控制，直到報(bào)警消除，報(bào)警的上下限值可通過觸摸鍵隨時(shí)設(shè)定。溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器（RTD）和IC溫度傳感器。現(xiàn)存的溫度傳感器類型很多，性能參數(shù)參差不齊。1%RH/年177。C～ V集成電路 (IC)體積小，安裝方便MICROCHIPAD59055～+150177。在4 V至30 V電源電壓范圍內(nèi)，該器件可充當(dāng)一個(gè)高阻抗、恒流調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)系數(shù)為1 181。A電流。應(yīng)用AD590時(shí)，無需線性化電路、精密電壓放大器、電阻測(cè)量電路和冷結(jié)補(bǔ)償。它提供高阻抗電流輸出，對(duì)長(zhǎng)線路上的壓降不敏感。它的輸出電流精確地正比于絕對(duì)溫度，可以作為精確測(cè)溫元件。℃。 溫度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)傳感器系統(tǒng)的主要功能是將傳感器采樣得到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成溫室現(xiàn)場(chǎng)控制器所需要的信號(hào)。傳感器AD590的輸出電流(T為攝氏溫度)，因此測(cè)得電壓。+12VAD590100K10K10K10K10K10K10K20KOUTA1A2A3R1R2R31K 溫度傳感器輸入電路。本系統(tǒng)需要檢測(cè)溫室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度，它是絕對(duì)濕度和飽和濕度之比。可以應(yīng)用于辦公室自動(dòng)化，車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等?？梢娖渚仁禽^高的。另一種是將HS1101置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號(hào)，可直接被計(jì)算機(jī)所采集。如此翻來覆去，形成方波輸出。本設(shè)計(jì)中包括的環(huán)境調(diào)控裝置有:外遮陽(yáng)幕、保溫被、前后窗、天窗側(cè)窗、通風(fēng)機(jī)、加熱爐和噴水泵?？紤]安裝方面的因素，選用Y80M12 B5型臥式電動(dòng)機(jī)。XLH系列環(huán)流風(fēng)機(jī)電機(jī)采用性能卓越的“海爾”三防專用電機(jī)，具有風(fēng)量大，噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，維修方便等特點(diǎn)，對(duì)溫室縱向通風(fēng)和橫向通風(fēng)均適可。 40SFB13D型水泵參數(shù)型號(hào)電機(jī)功率（kw）口徑（mm）效率%揚(yáng)程H（m）流程Q（m3/h）40SFB13D（單相）402545H1514131210865Q561113。用熱繼電器做過載保護(hù)，低壓斷路器做短路保護(hù)。 PLC輸入輸出接線圖。GX Developer是三菱公司開發(fā)的編程軟件，適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。 GX 在對(duì)室內(nèi)植物園溫濕度控制的工作原理和電路圖的分析及設(shè)計(jì)后，根據(jù)三菱PLC FX2N的工作方式和設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)溫濕度控制的軟件部分如下。1）基本邏輯指令a、 裝載指令LD（Load），LDI(Load Inverse)與線圈驅(qū)動(dòng)指令Out（Out）b、觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND（And），ANI(And Inverse),ORB（Or Block）c、觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR（Or），ORI(Or Inverse),ANB（And Block）d、置位/復(fù)位指令SET/RESET2）定時(shí)器指令：接通延時(shí)定時(shí)器指令T（OnDelay Timer）3）主控指令：MC(Master Control)/MCR(Master Control Reset)4）比較指令：數(shù)據(jù)比較指令CMP,區(qū)間比較指令ZCP運(yùn)算指令運(yùn)算指令包括算術(shù)運(yùn)算指令和邏輯運(yùn)算指令。傳送指令：MOV（Move）取反傳送指令：CML（Complement）多點(diǎn)傳送指令：FMOV（Fill Move）棧指令1）進(jìn)棧指令:MPS（Push）2）讀棧指令：MRD（Read）3）出棧指令:MPP(Pop) 源程序設(shè)計(jì)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)（論文） 總結(jié) 6 總結(jié)總結(jié)本設(shè)計(jì)的工作，可得出以下結(jié)論:在充分收集相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，通過對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境條件的分析，提出以控制環(huán)境溫、濕度為主，將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)植物園溫室環(huán)境這一多變量、大慣性、存在藕合、延遲等現(xiàn)象的非線性系統(tǒng)是合適的和可行的。通過離線建立模糊控制表，使用查表法進(jìn)行模糊推理，使模糊控制器的響應(yīng)時(shí)間大大縮短，滿足實(shí)時(shí)控制的需要。s Frequencyconversio