【正文】 同的控溫要求對溫室進(jìn)行控制。一天中四個(gè)時(shí)間段的分段方法用戶可以靈活的更改，而且四個(gè)時(shí)間段中的溫度設(shè)定值用戶也可以設(shè)定修改。（2）以種植的作物為基準(zhǔn)：可能每個(gè)階段用戶種植的作物不同，所需的環(huán)境參數(shù)也不同，每個(gè)階段的各個(gè)參數(shù)都可以依據(jù)作物所需的生長環(huán)境進(jìn)行靈活的設(shè)定。本系統(tǒng)采用自動(dòng)與手動(dòng)互相切換控制兩種方式來實(shí)現(xiàn)對溫室的控制，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。在運(yùn)行的時(shí)候可以通過按鈕對這兩種控制方式進(jìn)行切換。（1）手動(dòng)控制模式 手動(dòng)控制簡單可靠，由繼電器、接觸器、按鈕、限位開關(guān)等電氣元件組成。（2）自動(dòng)控制模式 通過傳感器對環(huán)境因子進(jìn)行監(jiān)測，并對其設(shè)定上限和下限值，當(dāng)檢測到某一值超過設(shè)定值，便發(fā)出信號(hào)自動(dòng)對驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行開啟和關(guān)閉，從而使溫室環(huán)境因子控制在設(shè)定的范圍內(nèi)?？梢源蟠蠊?jié)約勞動(dòng)力，降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 控制系統(tǒng)的硬件組成 用安裝有組態(tài)軟件的計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，進(jìn)行環(huán)境各因子的長期監(jiān)控，PLC作為下位機(jī)，當(dāng)各個(gè)參數(shù)變化時(shí)對各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的控制。、1 PLC的選擇(1) PLC在工業(yè)控制中應(yīng)用多年，屬于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，其在生產(chǎn)、調(diào)試、應(yīng)用、服務(wù)等方面都有一套完備的標(biāo)準(zhǔn)，所以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高。采用PLC成本雖然比單片機(jī)高，但是考慮到穩(wěn)定性、可維護(hù)性等綜合因素，采用PLC比單片機(jī)具有較高的性價(jià)比。(2) PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮、2 PLC機(jī)型和容量的選擇步驟與原則 PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： （一）合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式PLC的每一個(gè)I／O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對較小，一般用于系統(tǒng)|來源|考試|大|一級(jí)建造師|工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便，在I／O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I／O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 （二）安裝方式的選擇PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I／O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程I／O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I／O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。（三）相應(yīng)的功能步驟 一般小型（低檔）PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A／D和D／A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC. 對于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，、高檔PLC價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。（四）響應(yīng)速度要求PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速I／O處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。 上位機(jī)（計(jì)算機(jī)）串行通信接口下位機(jī)（PLC）輸入模塊A/D模塊輸出模塊限位開關(guān)手動(dòng)開關(guān)模擬變送電路模擬傳感器繼電器模塊執(zhí)行機(jī)構(gòu)卷簾機(jī)限位卷簾機(jī)鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)抽水機(jī)溫
度濕
度卷簾機(jī)鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)抽水機(jī)（五）系統(tǒng)可靠性的要求 對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。PLC的容量包括I／O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量兩個(gè)方面。（一）I／O點(diǎn)數(shù)的選擇PLC平均的I／O點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。通常I／O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10%~15%的裕量來確定。（二）存儲(chǔ)容量的選擇用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25%之多，所以對于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。PLC的I／O點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可在I／O點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加20%~30%的裕量。存儲(chǔ)容量（字節(jié)）＝開關(guān)量I／O點(diǎn)數(shù)8＋模擬量I／O通道數(shù)32另外，在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對存儲(chǔ)器的類型的選擇。I/O點(diǎn)數(shù)的估計(jì)設(shè)備說明數(shù)量 設(shè)備說明數(shù)量總自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)1 電源指示燈1卷簾機(jī)自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)1 通風(fēng)機(jī)1補(bǔ)氣自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)1 灌溉水泵1通風(fēng)機(jī)自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)1 補(bǔ)氣電磁閥1補(bǔ)氣自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)1 卷簾機(jī)2噴灌泵自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)1 鼓風(fēng)機(jī)1備用4備用3共計(jì)14共計(jì)10 傳感器的選擇（1）根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型：要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大?。槐粶y位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。（2）根據(jù)靈敏度的選擇傳感器： 通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號(hào)比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號(hào)。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應(yīng)選擇靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。（3）根據(jù)頻率響應(yīng)特性選擇傳感器： 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率傳感器范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實(shí)際上傳感器總有—定響應(yīng)延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號(hào)的頻率較低。（4）根據(jù)線性關(guān)系范圍選擇傳感器：傳感器的線形關(guān)系是指輸出與輸入的比例關(guān)系。以理論上講，在線性關(guān)系范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。（5）根據(jù)穩(wěn)定性選擇傳感器：傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。 在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。（6）根據(jù)精度選擇傳感器：精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比 較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。綜上所述,本系統(tǒng)選擇的傳感器如下： 溫度：AD590 濕度：AL2O3 CO2：6004光照：3DU33 、1溫度采集（1）溫度傳感器AD590基本知識(shí)AD590產(chǎn)生的電流與絕對溫度成正比，它可接收的工作電壓為4V－30V，檢測的溫度范圍為－55℃－＋150℃，它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1℃，其電流增加1uA。 AD590溫度與電流的關(guān)系如下表所示： 攝氏溫度0102030405060100AD590電流（UA）經(jīng)10k電壓(v)（2）溫度檢測電路的設(shè)計(jì)溫度檢測電路如圖，其中運(yùn)算放大器A1接成電壓跟隨器形式，以增加信號(hào)的輸入阻抗。運(yùn)放A2的作用是把絕對溫標(biāo)轉(zhuǎn)化為攝氏溫標(biāo)，給A2的同相輸入端一個(gè)恒定的電壓。這樣，A1與A2輸出端之間的電壓即為轉(zhuǎn)化成的攝氏溫標(biāo)。 、2 濕度采集國內(nèi)市場上出現(xiàn)了不少國內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品，電容式元件較為多見。電容式濕度傳感器的動(dòng)態(tài)范圍大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，幾乎沒有零漂，結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)?；谝陨显?，本設(shè)計(jì)選AL2O3濕度傳感器,本傳感器屬于電容型的高分子材料制成的濕敏元件。他具有線性度好、滯后性小以及能在較寒冷的環(huán)境中使用等優(yōu)點(diǎn)，其主要的特性參數(shù)為：工作環(huán)境溫度：30—80度相對濕度測量范圍：0—100％RH測量精度：177。4％RH濕度檢測電路如圖，濕度檢測電路由濕度傳感器、振蕩電路、整流電路、輸出放大電路等組成。振蕩電路為RC橋式振蕩電路，傳感器特性的線性補(bǔ)償由R1,R2完成，D1,D2,D3用于輸入保護(hù)，A1,A2，為運(yùn)算放大器，A2電壓跟隨器。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，傳感器的電容也隨著變化，這種變化反應(yīng)到振蕩電路提供的正弦信號(hào)，通過電壓跟隨器輸出電壓值。、3CO2濃度的采集在二氧化碳濃度測量上采用響應(yīng)速度快、測量精度高、技術(shù)成熟的紅外二氧化碳?xì)怏w傳感器6004，并配合了一系列有效的補(bǔ)償措施。為了增加系統(tǒng)的通用性、靈活性，本系統(tǒng)硬、軟件都采用了模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用場合不同而選用不同的配置。該系統(tǒng)可廣泛地應(yīng)用于諸如溫室大棚、蔬菜儲(chǔ)藏以及其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域，并且由于系統(tǒng)的靈活性和模塊化，可以方便地滿足其它場合的需要。根據(jù)溫室內(nèi)作物對光照強(qiáng)度的要求，光照傳感器應(yīng)該反應(yīng)靈敏、精度高。本電路設(shè)計(jì)選用光照傳感器器件光敏三極管3DU33作為感光元器件。光照傳感器是利用光電子產(chǎn)生的電流來測量光照度的，通過放大電路的放大后輸出合適的電壓或電流信號(hào)。 （1）單相異步電動(dòng)機(jī) 它有主繞組A1A2，副繞組B1B2+電容C組成。分布特點(diǎn)：在空空間互差90186。設(shè)流過主繞組的電流為I，流過副繞組的電流為IB。一般情況下，工作繞組的匝數(shù)多，電感大，是感性負(fù)載，那么IA在相位上滯后電源電壓。那么我們要實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，只要讓IB滯后于IA 90176。(或者換句話說，讓IA超前IB 90176。)。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)很簡單，只要IB翻轉(zhuǎn)180176。(或者IA翻轉(zhuǎn)180176。)就能實(shí)現(xiàn)了。起動(dòng)繞組中串有電容，適當(dāng)選取電容值，就可以使起動(dòng)繞組為容性負(fù)載，那么IB在相位是超前電源電壓。只要我們選擇合適的電容，就可以使IB超過IA 90176。那么如何實(shí)現(xiàn)IB翻轉(zhuǎn)180176。(或者IA翻轉(zhuǎn)180176。)呢？我們從它的接線圖上可以看出，實(shí)際上主繞組同副繞組是接在同一個(gè)電源上的，也就是說他們的電壓是同相位的。那要是我們把主繞組的L接A1 N接A2換一下，改成L接A2 N接A1，副繞組不變，維持L接B1 N接B2。那么主繞組的電壓和副繞組的電壓就有180176。的相位差，也就是說主繞組的電流也翻轉(zhuǎn)了180176。這時(shí)我們就實(shí)現(xiàn)了IB滯后于IA90176。(或者換句話說，讓IA超前IB 90176。)。旋轉(zhuǎn)磁場的方向?yàn)槟鏁r(shí)針。實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。 用接觸器控制的，單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)在KM1的下方紅線和粉線互換，或者藍(lán)線和黃線互換，電機(jī)就可以反轉(zhuǎn)了KM1和KM2的二次線路就用三相電機(jī)的普通正反轉(zhuǎn)互鎖電路就行了卷簾機(jī)電機(jī)的功率的選擇應(yīng)該和溫室的溫度緊密關(guān)聯(lián)，我們計(jì)算了一下，我們的保溫裝置的重量是1kg/m2,總重量應(yīng)該是1000N左右，所以我們選擇1500KW的電機(jī)。電磁閥的選擇我們選擇上海正一自動(dòng)化儀表有限公司ZCGC燃?xì)饪焖偾袛嚯姶砰y其特性如下：工作介質(zhì)：天然氣，煤氣環(huán)境溫度：－20～＋50度 介質(zhì)溫度：≤60度公稱壓力：公稱通經(jīng)：2350、680、100、12150200 、250、300、350、400、450、500、600mm工作壓差：0～電源電壓：AC220V DC24V功耗AC（VA）：90 150 DC（W）：70 120（2）鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)的選擇較簡單，選通用的單相電機(jī)控制的鼓風(fēng)機(jī)即可。（3）通風(fēng)機(jī)的選擇 通風(fēng)機(jī)的選擇也較簡單，選擇普通的單相電機(jī)的通風(fēng)機(jī)即可。第四章 軟件部分 50