智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-08 14:53本頁(yè)面
【正文】 課程設(shè)計(jì)就是我對(duì)所學(xué)知識(shí)的一份答卷，這也是對(duì)我這 四年學(xué)習(xí)成果的一次考試。使我對(duì)于以前所學(xué)的已經(jīng)快忘記的知識(shí)又重新復(fù)習(xí)了一遍。通過(guò)對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)和查閱有關(guān)的資料，進(jìn)一步完善了自己的知識(shí)體系，培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用能力。其工作流程圖如圖 35 所示。其工作流程圖如圖 33 所示 圖 33 濕控 子模塊流程圖 智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者： 第 13 頁(yè) 共 20 頁(yè) 光照控制 系統(tǒng)啟動(dòng)，光照傳感開始工作，將溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度測(cè)量值參數(shù)傳給 PLC，由 PLC 將測(cè)量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷測(cè)量值是否等于設(shè)定值，如果等于，則保持室內(nèi)光照強(qiáng)度；如果測(cè)量值與設(shè)定值不等，在判斷大于還是小于，當(dāng)測(cè)量值大與設(shè)定值，則關(guān)閉遮陽(yáng)簾，當(dāng)小于設(shè)定值時(shí)，則打開補(bǔ)光設(shè)備。土壤濕度傳感器，土壤濕度傳感器將測(cè)量結(jié)果送到 PLC 中心后， PLC 將測(cè)量值與設(shè)定值進(jìn)行較，如果測(cè)量值等于或大與設(shè)定值，則關(guān)閉噴灌電磁閥；當(dāng)小于設(shè)定值時(shí)。當(dāng)測(cè)量溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)就會(huì)關(guān)閉供熱系統(tǒng)或通風(fēng)簾。在這個(gè)過(guò)程中，如果遮陽(yáng)簾電機(jī)，不光設(shè)備出現(xiàn)故障則出現(xiàn)聲光警報(bào)。土壤濕度傳感器檢測(cè)的值首先送到 PLC 中，有 PLC 將其與設(shè)定值相比較，如果測(cè)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(huì)發(fā)出聲光警報(bào)。假設(shè)風(fēng)機(jī)，供熱設(shè)備，傳感器出現(xiàn)故障的時(shí)候就 發(fā)出聲光報(bào)警。它是西門子 S7200 用戶不可缺少的開發(fā)工具。 系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì) 如圖 24所示：智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者： 第 9 頁(yè) 共 20 頁(yè) 圖 24 主電路設(shè)計(jì)圖 控制電路原理圖 如圖 25所示： 圖 25 控制電路原理圖 智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者： 第 10 頁(yè) 共 20 頁(yè) 第 三 章 智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于 PLC 的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) STEP 7 MicroWIN SP8 STEP 7 MicroWIN 編程軟件基于 Windows 的應(yīng)用軟件，有西門子公司專門為S7200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)。 本系統(tǒng) PLC 的選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)的估計(jì) 根據(jù)實(shí)際情況對(duì) I/O 點(diǎn)數(shù)進(jìn)行估計(jì)，具體點(diǎn)數(shù)估計(jì)如表 21 所示 表 21 I/O 點(diǎn)數(shù)的估計(jì) 輸入量與輸出量的 I/O地址分配 智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者： 第 8 頁(yè) 共 20 頁(yè) 輸入量與輸出量的 I/O地址分配如表 22所示 表 22 輸入量與輸出量的 I/O地址分配 擴(kuò)展模塊的選擇 因?yàn)?S7244集成了 14輸入 /10輸出，他最多可以有 7個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)的處理能力。 （ 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、特殊功能模塊等方面綜合考慮。 系統(tǒng)具體硬件接線圖如圖 23 所示。 因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中用到電感性負(fù)載，因此 電路中設(shè)計(jì)了電容和電阻串聯(lián)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)或斷開電源的時(shí)候由于電動(dòng)機(jī)會(huì)突然斷電或試點(diǎn)，線圈會(huì)產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流。如圖 21所示。系統(tǒng)工作時(shí)， PLC通過(guò)傳感器來(lái)測(cè)量溫室內(nèi)的相應(yīng)數(shù)據(jù)并于設(shè)定值比較，如果溫室內(nèi)的環(huán)境超過(guò)了設(shè)定的范圍上下限值 ， PLC 就輸出指令，控制接通相應(yīng)的設(shè)備。傳感器將溫度、濕度等轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。 系統(tǒng)的工作原理 本系統(tǒng)是利用 PLC 把傳感器采集的有關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并把這些數(shù)據(jù)暫存起來(lái)，與給定值進(jìn)行比較，經(jīng)一定的控制算法后，給出相應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行控制。 完善的資料處理功能：通過(guò)中央控制軟件，可以不間斷的記錄各種傳感器的信息以及各種控制設(shè)備的動(dòng)作記錄等。 系統(tǒng)的特點(diǎn) 預(yù)測(cè)性：通過(guò)對(duì)氣候參數(shù)的分析，可以預(yù)測(cè)控制設(shè)備的運(yùn)行情況，提高設(shè)備的利用率，降低能耗。由于作物對(duì)環(huán)境各氣候因子的要求并不是特別的精確，而是一個(gè)模糊區(qū)間，比如作物對(duì)溫度的要求，只要 溫度在某一時(shí)間段在某一區(qū)間內(nèi)，該作物就能很好地生長(zhǎng)，因此，也沒(méi)有必要將各種參數(shù)進(jìn)行精確控制。 綜上所述，溫室環(huán)境系統(tǒng)是溫室系統(tǒng)是一個(gè)多輸入多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)各變量之間并不是互相獨(dú)立，各個(gè)子系統(tǒng)的控制回路彼此禍合在一起。比如，在溫室加熱系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)加熱升溫，熱量傳到溫室的各個(gè)部分需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的延遲，溫度才會(huì)有所提高。 時(shí)延系統(tǒng)。作物在生長(zhǎng)周期的不同階段，其光合作用能力、吸熱散熱能力等均有所差別。比如溫度，溫室內(nèi)部各點(diǎn)溫度都不一樣，四周一般都比中間的低，項(xiàng)部和底部也有一定差別，其值的大小依賴于空間位置和
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