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基于plc對溫室溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計-文庫吧資料

2024-11-20 15:11本頁面
  

【正文】 種應(yīng)用模糊集合理論,統(tǒng)籌考慮控制策略的應(yīng)用方式,具有如下遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 幾個主要特點: ( 1)模糊控制是以人對被控對象的控制經(jīng)驗為依據(jù)而設(shè)計的控制器,不需要被控對象精確的數(shù)學(xué)模型,特別適合被控對象具有多輸入多輸出的強(qiáng) 耦合性、參數(shù)時變性、嚴(yán)重非線性與不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)或過程的控制。 模糊控制從誕生到現(xiàn)在僅僅經(jīng)歷了幾十年的時間,就己在工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、軍事等方面取得了巨大的發(fā)展。 1965 年,美國加利福尼亞大學(xué) 教授首先提出了模糊集合的概念,為模糊集合的運用和模糊數(shù)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),模糊科學(xué)得以發(fā)展。 生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大使得控制過程越來越復(fù)雜,經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論由于種種原因己 不能滿足日益復(fù)雜的控制要求。模糊控制的方法是以人對被控系統(tǒng)的控制經(jīng)驗為依據(jù)而設(shè)計的控制器,故無需建立被系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型,具有良好的適應(yīng)性和魯棒性。 本章首先介紹了智能日光溫室的結(jié)構(gòu)和材料,并在此基礎(chǔ)上提出溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,設(shè)計了整個監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),并給出主要設(shè)備的選型和硬件電路的設(shè)計,這些工作為后續(xù)章節(jié)中控制系統(tǒng)軟件和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。電流輸入時,需將“ R”與“ +”短接后作為電流的進(jìn)入端,“ ”作為電流的流出端,并將 SW SW SW3 三個開關(guān)分別設(shè)定為“ ON”、“ ON”、“ OFF”。在輸出回路中,采用熔斷器進(jìn)行短路保護(hù),此外接觸器啟動和停止時 產(chǎn)生感應(yīng)電流,需在每個接觸器上并接一個阻容吸收電路,吸收浪涌電流,保護(hù) PLC 觸點,阻容吸收電路由一個 560Ω的電阻和一個 F /400V 的電容串聯(lián)組成。 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 表 I/O分配表 信號 類型 名稱 電路中 的編號 PLC中 地址 信號 類型 名稱 電路中 的編號 PLC中 地址 數(shù)字 量輸 入信 號 手動 /自動切換按鈕 K1 數(shù)字 量輸 出信 號 天窗電機(jī)正轉(zhuǎn)(開窗) KM15 總啟動按鈕 SB1 天窗電機(jī)反轉(zhuǎn)(關(guān)窗) KM16 總停止按鈕 SB2 前側(cè)窗電機(jī)正轉(zhuǎn) (開窗) KM17 天窗限位開關(guān)(開極限) SQ11 前側(cè)窗電機(jī)反轉(zhuǎn) (關(guān)窗) KM18 天窗限位開關(guān) (關(guān)極限) SQ12 后側(cè)窗電機(jī)正轉(zhuǎn) (開窗) KM19 前側(cè)窗限位開關(guān) (開極限) SQ13 后 側(cè)窗電機(jī)反轉(zhuǎn) (關(guān)窗) KM20 前側(cè)窗限位開關(guān)(關(guān)極限) SQ14 外遮陽電機(jī)正轉(zhuǎn) (開幕) KM21 后側(cè)窗限 SQ15 外遮陽電 KM22 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 位開關(guān) (開極限) 機(jī)反轉(zhuǎn) (關(guān)幕) 后側(cè)窗限位開關(guān) (關(guān)極限) SQ16 熱風(fēng)機(jī) KM23 外遮陽限位開關(guān) (開極限) SQ17 環(huán)流風(fēng)機(jī) KM24 外遮陽限位開關(guān) (關(guān)極限) SQ18 濕簾風(fēng)機(jī) KM25 模擬 量輸 入信 號 溫 /濕度傳感器 (溫度部分 ) HMD4 0 AIW0 濕簾水泵 KM26 溫 /濕度傳感器(濕度部分 ) HMD4 0 AIW2 微霧加濕機(jī) KM27 ( 2) PLC 主體模塊接線圖 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 圖 PLC主體模塊接線圖 PLC 主體模塊接線如圖 所示。 PLC 部分電氣線路設(shè)計 ( 1) PLC I/O 分配 可編程控制器主單元采用西門子公司的 S7200 系列 CPU 226,并擴(kuò)展一個四路模擬量輸入模塊 EM231,用于溫度濕度兩個模擬量的數(shù)據(jù)采集。在自動狀態(tài)下,由 PLC 控制器實現(xiàn)控制,中間接觸器 KM23(連接在 PLC 輸出觸點上,見 節(jié))得電時,其常開觸點閉合,熱風(fēng)機(jī)運行。在手動狀態(tài)下, SB13 為啟動按鈕, SB14 為停止按鈕。 ( 3)開 /關(guān)設(shè)備設(shè)備控制電路 熱風(fēng)機(jī)、環(huán)流風(fēng)機(jī)、濕簾風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、微霧加濕器均屬于開 /關(guān)設(shè)備 ,其控 制電路相似,現(xiàn)以熱風(fēng)機(jī)為例,做以下介紹。在自動狀態(tài)下,由 PLC 控制器實現(xiàn)控制,中間接觸器 KM15 的線圈(連接在 PLC 輸出觸點上,見 節(jié))得電時,其常開觸點閉合,天窗開啟;中間接觸器 KM16 的線圈得電時,其常開觸點閉合,天窗閉合。按下按鈕 SB1,交流接觸器 KM1 的線圈得電,指示燈 L1 亮,同時 KM1 的常開觸點閉合,起自鎖作用,此時電機(jī)正轉(zhuǎn),天窗打開,當(dāng)天窗開啟到最大位置后觸碰天窗限位開關(guān) SQ1,其常閉觸點斷開, KM1 的線圈失電,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動;同理當(dāng)按下按鈕 SB2,天窗關(guān)閉,到關(guān)閉的遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 最大位置后 ,電機(jī)停轉(zhuǎn);按下按鈕 SB3, KM1 或 KM2 的線圈失電,天窗停止動作,用于急停操作。 圖 天窗控制電路原理圖如圖 所示, K1 為手動 /自動的切換開關(guān)。其中按鈕部分用于手動控制下控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運行狀態(tài),而指示燈部分則顯示各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實際運行狀態(tài)。 系統(tǒng)其他部分電路設(shè)計 ( 1)電氣控制柜設(shè)計 電氣控制柜是由多個開關(guān)設(shè)備和相應(yīng)的控制、測量、信號等元件,以及所有內(nèi)部 的電氣和機(jī)械連接部件構(gòu)成的一個組合體。 QK為刀開關(guān),用于控制整個主電路的啟停; QF0為總分?jǐn)嗥鳎?QF1~ QF8 為分?jǐn)嗦菲鳎?FU1 為熔斷器,分別對主線路與各個分線路實施短路和過載保護(hù); FR1~ FR8為熱繼電器,對電機(jī)起斷相和過載保護(hù)的作用。 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 系統(tǒng)主電路設(shè)計 圖 系統(tǒng)硬件主電路如圖 所示,其中天窗電機(jī)、側(cè)窗電機(jī)、遮陽幕電機(jī)除功率有所不同之外,都配有限位開關(guān),需通過電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止來完成相應(yīng)結(jié)構(gòu)的開啟與閉合,因此它們的工作主電路相似。加濕器主機(jī)采用美國進(jìn)口高壓陶瓷柱塞泵,壓力大、硬度強(qiáng),配備品質(zhì)卓越的專業(yè)電機(jī)一起工作,具有效率高、省電、噪音小等特點,噴頭及水霧分配器無動力易損部件,耐磨損,噴霧均勻。采用電子溫控器設(shè)定,可選擇手動、自動控制,自動控制方式可外接控制器,控制精度高,性能穩(wěn)定,具有風(fēng)機(jī)過載保護(hù)、爐膛過熱保護(hù)、點火失敗保護(hù)、環(huán)境及爐膛監(jiān)控等功能,能實現(xiàn)自動化運行。換熱器采用圓環(huán)柱筒形煙、空氣夾套式結(jié)構(gòu),換熱器材料全為不銹鋼,換熱面積大,排煙溫度低,熱效率高。 圖 KR80100型燃油熱風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 設(shè)備由風(fēng)機(jī)、高效換熱器、燃燒器及自動控制系統(tǒng)組成?!帮L(fēng)機(jī) —濕簾”組合降溫是夏季溫室降溫的最經(jīng)濟(jì)、最有效的強(qiáng)制降溫方式。 ( 5)風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng) 系統(tǒng)選用青州市三和溫控設(shè)備廠產(chǎn)品,該系統(tǒng)由紙質(zhì)多孔濕簾、風(fēng)機(jī)、水 循環(huán)系統(tǒng)組成,其原理如圖 所示,未飽和的空氣流經(jīng)多孔、濕潤的濕簾表面時,大量水分蒸發(fā),空氣中由溫度體現(xiàn)的顯熱轉(zhuǎn)化為蒸發(fā)潛熱,從而降低空氣自身的溫度。在綜合考慮種植作物種類、室內(nèi)循環(huán)通風(fēng)量等因素后,采用如圖,將風(fēng)機(jī)排成兩列,均勻懸掛在溫室中間走道兩側(cè)的骨架上,這種布置形
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