【正文】 幾個月以來，孫老師在指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計時那種兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦、無怨無悔的精神給我們留下了深刻的印象，使我們學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的知識，使我們明白了很多書本上學(xué)不到的道理。從上一學(xué)期開始寫開題報告，接著去實驗室做實驗，以及平時資料的搜集，一直到現(xiàn)在畢業(yè)論文的最終完成，孫老師在每一個階段都激勵著我們前進。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）20參考文獻[1] ，2022 [2] 努爾哈孜 （3）采用單片機+PLC+PC 機組成的溫室綜合控制系統(tǒng)，用單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，可降低成本、節(jié)約空間，PLC 編程靈活，PC 機存儲空間大，因此，具有相當高的性價比； （4）提出模糊智能控制方案，采用兩輸入四輸出結(jié)構(gòu)的模糊控制器，符合溫室環(huán)境是一個非線性、分布參數(shù)、時變、大時延、多變量藕合的復(fù)雜對象的實際； （5）采用先進的 MCGS 組態(tài)軟件，可自動檢測并記憶全年任意時間的環(huán)境溫度地溫及濕度值，還可根據(jù)需要，預(yù)先設(shè)定自動記錄各種數(shù)據(jù)的時間周期；采用可視化編程，提高了編程效益。得到以下結(jié)論： 姜啟洲：基于 PLC 的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計19（1）提出了基于上、下位機溫室控制結(jié)構(gòu)模式。另外系統(tǒng)采用分散控制，結(jié)構(gòu)合理，易于控制和擴展，價格便宜，可靠性高。如何促進溫室的有效控制，使氣候與季節(jié)信息技術(shù)共享和完成最佳的自動化生產(chǎn)控制過程，是目前溫竄生產(chǎn)發(fā)展的一個重要方向。它是借助溫室及其配套裝置來調(diào)節(jié)和控制作物生產(chǎn)環(huán)境條件的新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是農(nóng)業(yè)擺脫自然制約的有效手段。 結(jié)論本系統(tǒng)是在對我國溫室控制的現(xiàn)狀以及溫室控制系統(tǒng)存在的問題兩個方面進行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，研究并開發(fā)了適合我國溫室控制的智能溫室控制系統(tǒng)。(4)生成曲線圖功能。(3)遠程設(shè)定功能。(2)溫室設(shè)備運行記錄功能。其主要功能如下：(1)遠程監(jiān)視功能。PID 程序的設(shè)定在包括參數(shù)的設(shè)定及控制程序部分：PID 初值設(shè)定如下：溫度設(shè)定值為學(xué)號與模 10 之余再加上 40。根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的需要，編制相應(yīng)的 PLC 處理程序，可對溫度進行開環(huán)控制和閉環(huán)控制，及實現(xiàn)溫度對其他設(shè)備的跟隨控制。ADDR 是對其標定。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）14如圖 溫度采集程序如圖 所示是溫度采集程序，AIWO 是溫度模擬量。盡管 PLC 是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計，有較強的抗干擾能力，但是如果環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈或 PLC 的安裝和使用方法不當，還是有可能給 PLC 控制系統(tǒng)的安全和可靠性帶來隱患。由于 PLC 檢測系統(tǒng)具有較高的靈敏度，能夠把溫室內(nèi)的擾動快速反應(yīng)出來，同時由于溫室較大的傳遞滯后，執(zhí)行機構(gòu)動作頻繁，從而影響使用壽命。如圖 光照控制系統(tǒng)啟動，光照傳感開始工作，將溫室內(nèi)的光照強度測量值參數(shù)傳給 PLC，由 PLC 將測量值與設(shè)定值進行比較，判斷測量值是否等于設(shè)定值，如果等于，則保持室內(nèi)光照強度；如果測量值與設(shè)定值不等，在判斷大于還是小于，當測量值大與設(shè)定值，則關(guān)閉遮陽簾，當小于設(shè)定值時，則打開補光設(shè)備。土壤濕度傳感器，土壤濕度傳感器將測量結(jié)果送到 PLC 中心后，PLC 將測量值與設(shè)定值進行較，如果測量值等于或大與設(shè)定值，則關(guān)閉噴灌電磁閥；當小于設(shè)定值時。當測量溫度達到設(shè)定值時就會關(guān)閉供熱系統(tǒng)或通風(fēng)簾。當測量溫度達到設(shè)定值時就會關(guān)閉供熱系統(tǒng)或通風(fēng)簾。解決方法類似上一點，但考慮到程序的精煉性，可配合 PGI 的中斷功能命令加以解決；(5)系統(tǒng)自動／手動控制：可利用一個開關(guān)量作為 PLC 的輸入信號，實現(xiàn)控制程序的轉(zhuǎn)換；(6)濕簾泵控制；(7)遮陽網(wǎng)控制；(8)補氣控制；(9)補光燈控制；(10)可擴展性：在 PLC 中預(yù)留一定的存儲空間和端口即可解決。在這個過程中，如果遮陽簾電機，不光設(shè)備出現(xiàn)故障則出現(xiàn)聲光警。土壤濕度傳感器檢測的值首先送到 PLC 中，有 PLC 將其與設(shè)定值相比較，如果測量值高與設(shè)定值，則由 PLC 發(fā)出控制關(guān)閉控制土壤濕度的電磁閥；如果電磁閥發(fā)生故障則會發(fā)出聲光警報。假設(shè)風(fēng)機，供熱設(shè)備，傳感器出現(xiàn)故障的時候就發(fā)出聲光報警。為了確保系統(tǒng)的可靠性，溫室設(shè)備的控制采用手動／自動切換方式，即在某些特殊情況下系統(tǒng)可以切換成手動，使用靈活方便。并可根據(jù)智能溫室溫濕度的需求，對天窗、側(cè)窗、降溫濕風(fēng)扇、風(fēng)機、濕簾、內(nèi)外遮陽網(wǎng)等設(shè)備自動控制。 系統(tǒng)的硬件組成為了實現(xiàn)智能溫室的環(huán)境監(jiān)控，本設(shè)計建立了溫室環(huán)境控制參數(shù)的長時間在線計算機自動控制系統(tǒng)。通過傳感器對環(huán)境因子進行監(jiān)測，并對其設(shè)定上限和下限值，當檢測到某一值超過設(shè)定姜啟洲：基于 PLC 的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計11值，便發(fā)出信號自動對驅(qū)動設(shè)備進行開啟和關(guān)閉，從而使溫室環(huán)境因子控制在設(shè)定的范圍內(nèi)。手動控制簡單可靠，由繼電器、接觸器、按鈕、限位開關(guān)等電氣元器件組成。 控制方案本系統(tǒng)采用自動與手動互相切換控制兩種方式來實現(xiàn)對溫室的自動控制，提高設(shè)備運行的可靠性。不同季節(jié)的控制模式不同，只是自動控制系統(tǒng)啟動的調(diào)節(jié)機構(gòu)不相同，但不同季節(jié)的控制目的是相同的，即將環(huán)境參數(shù)調(diào)控到設(shè)定的參數(shù)附近。根據(jù)一天中時間的變化實行變溫管理，根據(jù)作物的生長需要將 l 天分成 4 個時間段，4 個時間段中根據(jù)不同的控溫要求對溫室進行控制。 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)設(shè)計目標溫室控制系統(tǒng)是依據(jù)室內(nèi)外裝設(shè)的溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、傳感器室外氣象站等采集或觀測的溫室內(nèi)的室內(nèi)外的溫度、濕度、光照強度、濃度等環(huán)境參數(shù)信息，通過控制設(shè)備對溫室保溫被、通風(fēng)窗、遮陽網(wǎng)、噴滴灌等驅(qū)動／執(zhí)行機構(gòu)的控制，對溫室環(huán)境氣候和灌溉施肥進行調(diào)節(jié)控制以達到栽培作物生長發(fā)育的需要，為作物生長發(fā)育提供最適宜的生態(tài)環(huán)境，以大幅度提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。各模塊之間功能既相互獨立又協(xié)調(diào)一致，同時還提供了多種方式的控制方案，如大型溫室的控制，可采用上下位機結(jié)合的方式，小型溫室僅采用下位機單獨工作方式； （2）根據(jù)溫室傳感器系統(tǒng)需求，基于模擬電子技術(shù)和傳感器系統(tǒng)設(shè)計理論，設(shè)計的溫度傳感器系統(tǒng)、濕度傳感器系統(tǒng)以及光照傳感器系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有高精度、低成本的特點。 本系統(tǒng)是在對我國溫室控制的現(xiàn)狀以及溫室控制系統(tǒng)存在的問題兩個方面進行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，研究并開發(fā)了適合我國溫室控制的智能溫室控制系統(tǒng)。作為一種正比于溫度的高阻電流源，它克服了電壓輸出型溫度傳感器在長距離溫度遙測和遙控應(yīng)用中電壓信號損失和噪聲干擾問題，不易受接觸電阻、引線電阻、電壓噪聲的干擾，因此，除適用于多點溫度測量外，特別適用于遠距離溫度測量和控制?！?，當其在常溫區(qū)范圍內(nèi)校正后，測量精度可達177。AD590 只需要一個電源(+4V～+30V)，即可實現(xiàn)溫度到電流源的轉(zhuǎn)換，使用方便。溫度傳感器AD590 是電流輸出型溫度傳感器，以電流輸出量作為溫度指示，其電流溫度靈敏度為1μA/K。 隊傳感器型號的選用應(yīng)該首先考慮使用方便，變換電路簡單等特點。溫室環(huán)境參數(shù)的檢測中，傳感器位于作物需要檢測的位置，一般通過雙絞線將檢測的信號傳輸?shù)綔厥铱刂破鲀?nèi)。其缺點是投資較大,一般農(nóng)業(yè)用戶難以接受。通過先進的現(xiàn)場總線技術(shù)，可實現(xiàn)多臺 PLC、多個溫室的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制，特別適合上、下位機結(jié)合的大型連棟溫室集群控制。其突出特點是：單片機價格低廉，PLC編程靈活，PC 機存儲空間大，因此，具有相當高的性價比。各傳感器對溫室內(nèi)溫度、濕度等參數(shù)實時檢測，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器后送入單片機，完成數(shù)據(jù)采集。為避免控制方案過于復(fù)雜，本設(shè)計選擇最重要的環(huán)境因子如溫室內(nèi)空氣溫度、濕度、光照、CO2 濃度作為基本的監(jiān)測和控制項目,針對日光溫室自身特點，制訂如圖 21 所示的控制系統(tǒng)整體設(shè)計方案。補充二氧化碳的方法很多，常用的主要有三種：（1）燃燒法；（2）化學(xué)反應(yīng)法（目前在我國的設(shè)施栽培中運用較多） ；姜啟洲：基于 PLC 的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計9（3）施用顆粒有機生物氣肥法。 二氧化碳含量的調(diào)節(jié)與控制 大氣中二氧化碳平均濃度一般為 %，變幅較小。 光照的調(diào)節(jié)與控制 在溫室內(nèi)光照強度調(diào)節(jié)中通常選用改變溫室大棚的硬件環(huán)境方法，人工調(diào)節(jié)大棚外部設(shè)施的方法來改變溫室內(nèi)的光照強度。當濕度過小時，開啟蒸發(fā)降溫加濕裝置。如溫度過低、濕度過大的情況下，以加溫為主導(dǎo)，只有當溫度上升到一定值后，才能通風(fēng)降濕，另一方面，溫度提高本身可以使相對濕度降低。 溫度、濕度之間的耦合 溫度與濕度之間有一定的耦合關(guān)系，對一個因子的控制常會帶來另一個因子的變化。（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、排濕換氣。（1）加濕，一般常用的方法是水噴霧法和蒸汽加濕。濕度的調(diào)控影響溫度，要求濕度與溫度的調(diào)控需按按一定的程序進行。蒸發(fā)冷卻法有濕簾——風(fēng)機降溫法、細霧降溫法、屋頂噴霧法。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，對溫室降溫很有效。（3）降溫，保護設(shè)施內(nèi)降溫最簡單的途徑是通風(fēng)，但在溫度過高，依靠自然通風(fēng)不能滿足作物生育要求時，必須進行人工降溫。（2）加溫，我國傳統(tǒng)的單屋面溫室，大多采用爐灶煤火加溫，近年來也有采用鍋爐水暖加溫或地?zé)崴訙氐?。?）保溫，為了提高溫室的保溫能力，常采用各種保溫覆蓋。溫度調(diào)控要求達到能維持適宜于作物生育的設(shè)定溫度。 溫室大棚內(nèi)重要參數(shù)的調(diào)節(jié)與控制 溫度的調(diào)節(jié)與控制 與其他環(huán)境因子比較，溫度是設(shè)施栽培中相對容易調(diào)節(jié)控制的環(huán)境因子。便攜式環(huán)境參數(shù)采集器內(nèi)部裝有溫度、濕度、光照等各種傳感器，并嵌入了藍牙芯片，因此，這種參數(shù)采集器具有無線通信功能，可以便捷地放置在溫室內(nèi)的不同位置。 (B1uetooth)：藍牙技術(shù)是近年發(fā)展起來的新型低成本、短距離的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。這樣計算機可以根據(jù)室外的氣候，在使用最低能耗、最佳利用溫室中的現(xiàn)有的設(shè)備的情況下自由進行調(diào)節(jié)。如作物的生長和發(fā)育并不取決于某一時刻某個特定溫度，而主要取決于在一個時間段中的平均溫度水平。 ：所謂綜合環(huán)境調(diào)節(jié)，就是以實現(xiàn)作物的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)為目標，把影響作物生長的多種環(huán)境參數(shù)，如光照、溫度、濕度、CO2 濃度等，都保持在適宜作物生長的