【正文】 界四季變化和惡劣氣候的影響，以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，防治病蟲(chóng)害及提高農(nóng)作物質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)值等目的。國(guó)內(nèi)已有的一些溫室存在技術(shù)水平發(fā)展緩慢，管理體系落后等缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和溫室自動(dòng)化控制發(fā)展的要求。本課題在上述實(shí)際項(xiàng)目背景下，旨在探尋溫室環(huán)境的自動(dòng)控制方案與實(shí)現(xiàn)形式，開(kāi)發(fā)出適合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要的溫室環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)力圖以合理有效的控制方案獲得較為精確的控制效果，創(chuàng)造一個(gè)良好的人工氣象環(huán)境，以消對(duì)作物生長(zhǎng)不利的環(huán)境因素來(lái)促進(jìn)作物生長(zhǎng)，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)?？蒲信c企業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，并推動(dòng)我國(guó)自主研發(fā)型溫室系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程。（2）借鑒目前在工業(yè)控制領(lǐng)域中發(fā)展迅速的現(xiàn)場(chǎng)總線模型，組建由多個(gè)溫室組成的溫室群分布式控制系統(tǒng)。本文的研究對(duì)象是新型的智能化日光溫室，針對(duì)溫室栽培生產(chǎn)的特殊性，設(shè)計(jì)出基于現(xiàn)場(chǎng)總線思想的分布式溫室智能控制系統(tǒng)，在現(xiàn)階段的技術(shù)條件下很好的滿足溫室環(huán)境控制的需要。本小節(jié)介紹的內(nèi)容主要涉及溫室建筑和機(jī)械方面的內(nèi)容，并非本文研究重點(diǎn)，但又必不可少，因此作扼要介紹。（2）覆蓋材料目前我國(guó)溫室所使用的覆蓋材料大體分為薄膜、PC板材、單層浮法玻璃三類。作物的生長(zhǎng)發(fā)育除決定于其自身的遺傳特性外，環(huán)境因子也是一個(gè)重要方面。溫室是用來(lái)改善植物的生長(zhǎng)環(huán)境，避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L(zhǎng)的不利影響，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的條件。系統(tǒng)硬件選型是溫室環(huán)境控制的首要步驟與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可供選擇的設(shè)備型號(hào)較多，選擇余地較大，故選型時(shí)應(yīng)從溫室控制的實(shí)際情況以及所要求的控制功能、控制方式、資金情況等方面加以慎重考慮。%RH③工作電壓：10～28V DC④輸出信號(hào)：4～20mA（1）外遮陽(yáng)系統(tǒng)我國(guó)大部分地區(qū)夏季炎熱，光照充足，應(yīng)在溫室頂部安裝外遮陽(yáng)系統(tǒng)，利用遮陽(yáng)網(wǎng)直接把部分太陽(yáng)能阻擋在室外，可根據(jù)室內(nèi)植物的要求選擇合適的遮陽(yáng)率，一般選用50%～70%的遮陽(yáng)率，利用外遮陽(yáng)系統(tǒng)，可使室內(nèi)溫度降低3～5℃。減速電機(jī)選用荷蘭DE GIER公司的GW30型號(hào)減速電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為30rpm，每跨3個(gè)尖頂，共2跨的溫室而言，若配置雙面連續(xù)開(kāi)窗，按傳統(tǒng)連續(xù)開(kāi)窗方式需12臺(tái)減速電13機(jī)，而采用扭矩分配連續(xù)開(kāi)窗系統(tǒng)，則只需2臺(tái)荷蘭DE GIER公司的減速電機(jī)，大大降低了開(kāi)窗機(jī)構(gòu)的建造成本，此外，系統(tǒng)總功率的減少，使用過(guò)程更省電。環(huán)流風(fēng)機(jī)選用青州市三和溫控設(shè)備廠的產(chǎn)品，其中，電機(jī)采用性能卓越的“海爾”三防專用電機(jī)，經(jīng)過(guò)“海爾”實(shí)驗(yàn)室360小時(shí)破環(huán)性試驗(yàn)；外殼采用先進(jìn)的整體集流器設(shè)計(jì)，國(guó)際先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)及熱自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，輕型鋁板沖壓扇葉，具有大角度，風(fēng)量大，低噪音等特點(diǎn)。（6）燃油熱風(fēng)機(jī)加熱系統(tǒng)系統(tǒng)選用北京盛芳園科技有限公司KR80100型燃油熱風(fēng)機(jī)，額定發(fā)熱量為92880kcal/h，經(jīng)測(cè)算，能滿足供熱面積在600㎡左右的溫室。燃燒器采用世界品牌意大利RIELLO公司的產(chǎn)品，燃燒效率高達(dá)98～100%，環(huán)保節(jié)能設(shè)有火焰探測(cè)裝置，燃燒安全可靠。一臺(tái)FCB3微霧加濕器的加濕量為60～300kg/h，可滿足加濕面積在600㎡左右溫室的需要。KM1～KM13為交流接觸器的主觸頭，用其實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停止以及風(fēng)機(jī)等開(kāi)/關(guān)設(shè)備的啟?？刂啤＃?）正反轉(zhuǎn)設(shè)備控制電路17天窗、前側(cè)窗、后側(cè)窗和外遮陽(yáng)這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)均屬于正反轉(zhuǎn)設(shè)備，其控制電路相似，現(xiàn)以天窗為例，做以下介紹。接觸器KMKM2的互鎖可防止兩個(gè)接觸器同時(shí)得電吸合。，K1為手動(dòng)/自動(dòng)的切換開(kāi)關(guān)。熱風(fēng)機(jī)等開(kāi)/關(guān)設(shè)備的啟停同樣由硬件、算法和程序共同決定，在下面章節(jié)中將作詳細(xì)介紹。PLC的輸出觸點(diǎn)負(fù)載能力偏低，如果直接帶20動(dòng)風(fēng)機(jī)等負(fù)載，輸出觸點(diǎn)容易損壞，故采用交流接觸器作為驅(qū)動(dòng)元件，間接控制電機(jī)的啟停及正反轉(zhuǎn)。、濕度傳感變送器與EM231的接口電路。本章的主要內(nèi)容是根據(jù)模糊理論，研究該控制系統(tǒng)中的核心部分——模糊控制器的設(shè)計(jì)方法，在完成模糊控制器的整套設(shè)計(jì)后還必須通過(guò)相應(yīng)工控設(shè)備完成算法實(shí)現(xiàn)，基于SIMATIC S7200 PLC，應(yīng)用STEP 7軟件實(shí)現(xiàn)模糊控制的程序編寫(xiě)。1974年，這一開(kāi)拓性的工作標(biāo)志著模糊控制應(yīng)用階段的誕生，并繼而得到大規(guī)模發(fā)展。（2）模糊控制中的知識(shí)表示、控制規(guī)則和合成推理是基于專家知識(shí)或熟練操作人員的成功經(jīng)驗(yàn)，并可以通過(guò)學(xué)習(xí)不斷更新，是一種易于控制、易于掌握的較理想非線性控制器，也是一種語(yǔ)言控制器。數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)則庫(kù)模糊化模糊推理反模糊化，如圖可知，其主要由四部分組成：（1）模糊化：模糊控制器的輸入必須通過(guò)模糊化才能用于控制輸出，因此，這一部分實(shí)際上是模糊控制器的輸入接口，其主要作用是將真實(shí)的輸入量利用量化因子進(jìn)行尺度變換，用論域中的元素來(lái)表示輸入量，然后將此論域元素轉(zhuǎn)換到模糊集合中，作為模糊推理的輸入。（3）模糊推理：在模糊控制器中，根據(jù)輸入的模糊量，由模糊規(guī)則中所定義的蘊(yùn)含關(guān)系，經(jīng)過(guò)合成運(yùn)算來(lái)得到模糊輸出量。影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境因子中以溫度最為敏感，因此對(duì)溫室環(huán)境控制的研究也是最先從溫度控制開(kāi)始的。夏季外界氣溫較高時(shí)，為防止溫室內(nèi)溫度過(guò)高，應(yīng)盡量減少溫室得熱量，增加散熱量，本文采用的通風(fēng)、遮陽(yáng)、風(fēng)機(jī)濕簾降溫等都是常見(jiàn)的降溫方式；冬季室外氣溫較低，為保持室溫，應(yīng)盡量減少失熱量，增加得熱量，采用保溫節(jié)能措施甚至啟動(dòng)采暖設(shè)備就可維持正常的溫室溫度，保證作物正常生長(zhǎng)。增加分級(jí)檔數(shù)，可提高穩(wěn)態(tài)精度，但同時(shí)也將擴(kuò)大模糊關(guān)系矩陣R的維數(shù)，增加控制表的容量，這對(duì)提高控制穩(wěn)定性和快速性是不利的。 PLC實(shí)現(xiàn)模糊控制總體流程圖下面給出流程圖中主要部分的程序設(shè)計(jì)思想和梯形圖程序?，F(xiàn)以溫度為例，因?yàn)?～20mA線性對(duì)應(yīng)10～60℃，可得如下曲線方程(36)……………………………………………………(36) 其中，Y表示溫度，X表示電流。以種植蝴蝶蘭為例，溫度設(shè)定值T0 =18℃，濕度設(shè)定值H0 =70%RH，通過(guò)上述計(jì)算方法得各自對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值分別為16624320，將其分別存放于存儲(chǔ)單元VWVW6中，然后進(jìn)行求誤差的運(yùn)算?，F(xiàn)將整個(gè)系統(tǒng)的工作情況做如下總結(jié)：1．通過(guò)對(duì)溫室結(jié)構(gòu)、室內(nèi)作物的生長(zhǎng)特性及影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因子的研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室小氣候中主要環(huán)境因子的測(cè)量與控制。5．對(duì)溫室灌溉系統(tǒng)采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，著重從理論層面驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的有效性。也可自行開(kāi)發(fā)上位機(jī)監(jiān)控軟件，使其更具個(gè)性化及