基于plc的溫室大棚自動(dòng)化控制論文(編輯修改稿)
2025-07-24 18:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫度傳感器輸出：T1～T2濕度傳感器輸出：T3～T4變頻器異常輸入：AC由于在本溫室大棚電氣控制系統(tǒng)中輸入輸出不需要太多，綜合性價(jià)比的考慮，我選擇了三菱PX2N32MR型的PLC。型號(hào)：FX2N32MR電源：AC85264V頻率：50/60HZ功率：21W輸入點(diǎn)數(shù)：16輸出點(diǎn)數(shù)：16 主回路的電路設(shè)計(jì)1．大風(fēng)電機(jī)主回路設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，大風(fēng)電機(jī)是整個(gè)溫室大棚設(shè)備控制中最重要的部分，它在植物生長(zhǎng)的過(guò)程中時(shí)刻不停的工作，主要是將大棚內(nèi)的空氣形成對(duì)流。為植物提供適宜的溫度和濕度。由于在植物生長(zhǎng)的過(guò)程中我們需要對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在此通過(guò)變頻器來(lái)控制大風(fēng)電機(jī)的速度，為了不讓大風(fēng)電機(jī)一直處于最高速運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)變頻器來(lái)改變，當(dāng)剛開(kāi)始啟動(dòng)大風(fēng)電機(jī)時(shí)以最高速來(lái)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為1120轉(zhuǎn)/min，使大棚內(nèi)的溫度、濕度快速攪拌均勻，達(dá)到我們?cè)O(shè)定的溫度和濕度，當(dāng)溫度和濕度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，大風(fēng)電機(jī)低速運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為280/min。在后面每三個(gè)小時(shí)的換氣中，大風(fēng)電機(jī)以中速運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為700/min。(1)變頻器的選擇變頻器功率的選擇取決于電機(jī)功率的大小，所以選用變頻器的容量要大于等于4KW，本系統(tǒng)中選擇了FRE5404K三菱變頻器。下圖為三菱FRE5404K變頻器端子接線圖。圖21三菱FRE5404K變頻器接線端子圖 在本系統(tǒng)所用到的端子為：1) LLL3：連接工頻電源，為電源輸入端。2) U、V、W：變頻器輸出，接三相鼠籠電機(jī)。3) STF：正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，STF信號(hào)ON時(shí)便正轉(zhuǎn)，處于OFF時(shí)停止。4) RH、RM、RL：信號(hào)組合，用來(lái)選擇多段速度。5) SP：信號(hào)公共輸入端子。6) RUN：變頻器運(yùn)行輸出端子。7) SE：集電極開(kāi)路輸出公共端，RUN、FU的公共端子。 8) ABC:為異常輸出端，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)變頻器停止工作。（2）控制端子圖22 變頻器的控制端子SD為公共端，STF控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，STR控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，RL為大風(fēng)電機(jī)以280n/min運(yùn)行，RM為大風(fēng)電機(jī)以700n/min運(yùn)行，RH為大風(fēng)電機(jī)以1120n/min運(yùn)行。 (3）參數(shù)設(shè)置 由于使用的是普通的三相電機(jī)，所以對(duì)其內(nèi)部的參數(shù)設(shè)置比較 簡(jiǎn)單，大多數(shù)是默認(rèn)值，只需對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 →40 設(shè)置高速頻率為40HZ →25 設(shè)置中速頻率為25HZ →10 設(shè)置低速頻率為10HZ→1 設(shè)置加速時(shí)間為2S→1 設(shè)置減速時(shí)間為2S→5 電子過(guò)流保護(hù)→0 設(shè)置適用電機(jī)為合適標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)的熱特性→2 操作模式選擇→380 電機(jī)額定電壓 →50 電機(jī)額定頻率AC端為變頻器異常輸出端根據(jù)系統(tǒng)需要，M為大風(fēng)電機(jī)，電機(jī)功率為4KW，額定電流為8A。QF2保護(hù)整個(gè)主回路的作用，起到過(guò)流、過(guò)載保護(hù)。在此選用10A的空氣開(kāi)關(guān)。接觸器KM1的型號(hào)為CJ2010A，當(dāng)KM1線圈得電時(shí)，KM1主觸頭閉合，驅(qū)動(dòng)大風(fēng)電機(jī)運(yùn)行。電路圖如下圖23所示。圖23 大風(fēng)電機(jī)主回路電路風(fēng)門控制系統(tǒng)的主要作用是為植物生長(zhǎng)提供新鮮空氣。當(dāng)植物光合作用的過(guò)程中不斷吸入二氧化碳，排出氧氣。為了植物能健康生長(zhǎng)，所以間隔一段時(shí)間通風(fēng)，使新鮮空氣進(jìn)入。M3為風(fēng)門電機(jī)，，供電電壓為交流380V。在此系統(tǒng)中通過(guò)KM3來(lái)控制風(fēng)門電機(jī)，交流接觸器KM3的型號(hào)為CJT15A，QF4在此起到短路保護(hù)整個(gè)主回路的作用。下圖24為風(fēng)門電機(jī)的主回路。圖24風(fēng)門電機(jī)主回路電路根據(jù)系統(tǒng)需要，M4為冷風(fēng)機(jī)的電機(jī)，額定電流為3A。在整個(gè)植物生長(zhǎng)的過(guò)程中，植物的呼吸可使溫度升高，溫度超過(guò)最高溫度時(shí)風(fēng)冷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。交流接觸器KM4的型號(hào)為CJT15A，當(dāng)KM4線圈得電時(shí)，KM4主觸頭閉合，驅(qū)動(dòng)風(fēng)冷電機(jī)運(yùn)行。下圖25為風(fēng)冷電機(jī)的主回路。圖25風(fēng)冷電機(jī)主回路電路根據(jù)系統(tǒng)需要，在整個(gè)的植物生長(zhǎng)程中溫度是非常重要的因素，本系統(tǒng)中采用的是燃油熱風(fēng)機(jī)加熱系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)采用FZL型軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)流大、風(fēng)壓高、噪音小，交流接觸器KM5的型號(hào)為CJT15A，當(dāng)KM5線圈得電時(shí)，KM5主觸頭閉合，驅(qū)動(dòng)風(fēng)冷電機(jī)運(yùn)行。下圖26為加熱風(fēng)機(jī)的主回路。圖26加熱風(fēng)機(jī)主回路電路加濕電機(jī)在系統(tǒng)中主要為植物正常生長(zhǎng)提供適宜濕度，本系統(tǒng)中采用的是由北京瀚寧空氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓微霧加濕機(jī)，加濕主機(jī)采用高壓陶瓷柱塞泵，壓力大硬度強(qiáng)。接觸器KM2的型號(hào)為CJ2010A，當(dāng)接觸器KM2主觸頭閉合時(shí)，加濕電機(jī)M2運(yùn)行。下圖27為加濕電機(jī)主回路。圖27加濕風(fēng)機(jī)主回路電路圖28系統(tǒng)主電路總圖 溫濕度傳感器的選用 溫度是溫室大棚種植最重要的條件，保證植物正常生長(zhǎng)所需的適宜溫度，才能獲得高生產(chǎn)、高收益。不同植物生長(zhǎng)所需的溫度不同，如：蒜黃生長(zhǎng)所需的最適溫度為20～25度，我們以下就以蒜黃最適溫度來(lái)編程。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器。本設(shè)計(jì)選擇了PT100電阻式溫度傳感器（如下圖29所示）。測(cè)量范圍為200℃~400℃。Pt100,就是說(shuō)它的阻值在0度時(shí)為100歐姆，PT100溫度傳感器，是一種以鉑(Pt)作成的電阻式溫度傳感器。其外形結(jié)構(gòu)如下圖29所示。圖 29 PT100的外形結(jié)圖210 PT100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（1）PT100溫度傳感器的主要技術(shù)參數(shù)如下表22。 表22
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