【正文】 數(shù)字量輸入/輸出和一個(gè)MPI接口和一個(gè)DP接口的緊湊型CPU，帶有與過程相關(guān)的功能，可以完成具有特殊功能的任務(wù)和連接單獨(dú)的I/O設(shè)備，32kBRAM，24VDC電源，內(nèi)置16DI/16DO。本次設(shè)計(jì)中考慮到帶負(fù)載能力等電源選擇5 A 電源模塊6ES7 3071EA000AA0即可，其屬性如下：輸出電流為5 A輸出電壓為24 VDC；短路和斷路保護(hù)與單相交流電源連接（額定輸入電壓120/230 VAC，50/60 Hz）安全隔離符合EN 60 950可用作負(fù)載電源 CPU——是PLC的核心部分。 外部——可用一般工業(yè)電源，并備有鋰電池（備用電池），使外部電源故障時(shí)內(nèi)部重要數(shù)據(jù)不致丟失。根據(jù)系統(tǒng)控制要求并考慮留有一定的裕量，PLC由電源模塊PS307﹑CPU模塊CPU313c2DP﹑I/O模塊（1塊模擬量輸入SM 331)組成，具體硬件配置如下： ：輸入電壓為220V AC，輸出電壓為24V DC，輸出電流為5A，向其他PLC模塊供電。相反，如果測量值在設(shè)定值范圍內(nèi)則發(fā)出指令停止相應(yīng)的設(shè)備。溫室控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括卷簾﹑水泵、電磁閥等。在此系統(tǒng)中還可以通過串口的形式與PC機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的管理與存儲(chǔ)，以后植物生長的研究帶來寶貴資料。其硬件連接方式如下：系統(tǒng)由溫度傳感器，濕度傳感器，PLC系統(tǒng)，加溫設(shè)備，加濕設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備等幾個(gè)部份組成。因此 ,本系統(tǒng)就是利用PLC作為控制器，采用傳感器對(duì)溫室溫度、溫度等環(huán)境因素進(jìn)行巡回測量，并將結(jié)果送到PLC中，由PLC對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，然后調(diào)控各設(shè)備對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行補(bǔ)償。環(huán)境中晝夜的溫度、濕度和光照度的變化大 ,對(duì)植物生長極為不利。同時(shí)配置了空氣溫度傳感器﹑土壤濕度傳感器用于檢測溫室內(nèi)環(huán)境變量；裝備了水泵﹑卷簾等設(shè)備，用于改變溫室內(nèi)各環(huán)境變量的數(shù)值；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備選用普通PC，現(xiàn)場裝備了控制箱作為現(xiàn)場監(jiān)控裝置?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用S7300系列的PLC。并能實(shí)現(xiàn)地顯示出當(dāng)前機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)和工作流程，對(duì)生產(chǎn)管理和現(xiàn)場維修帶來極大的方便。7）體積小，能耗低對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器。1）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高2）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)3）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少5）編程方法簡單梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的單獨(dú)調(diào)用，通過通訊網(wǎng)絡(luò)由總控制室統(tǒng)一管理，便于實(shí)現(xiàn)多路控制。由德國SIEMENS系列產(chǎn)品產(chǎn)品具有功能強(qiáng)大，可靠靈活，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。普通PC 需要通過MPI/PROFIBUS通信卡（如CP5512/CP5611/CP5613等）聯(lián)入MPI網(wǎng)絡(luò)，其中CP5611和CP5613用于臺(tái)式電腦，后者帶網(wǎng)絡(luò)診斷功能，但價(jià)格相對(duì)較高。MPI網(wǎng)絡(luò)最多可以連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)。相對(duì)于其它總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它更簡單、更經(jīng)濟(jì)。MPI通信主要的優(yōu)點(diǎn)是CPU可以同時(shí)與多個(gè)設(shè)備建立通信聯(lián)系，即編程器/上位機(jī)、HMI設(shè)備和其他的PLC可以連接在一起并同時(shí)運(yùn)行。嘗試構(gòu)建該系統(tǒng)的分布式控制結(jié)構(gòu),保證各子系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性,使系統(tǒng)具有可靠性高，拓展性強(qiáng)的特點(diǎn)。可以加入空氣濕度控制，其精度為：3%RH（需要加入噴霧控制）?！?，土壤濕度控制精度為：177。被控對(duì)象為10個(gè)蔬菜大棚的溫濕度控制，每個(gè)大棚內(nèi)有一個(gè)15Kw水泵電機(jī)和10Kw的卷簾電機(jī)（水泵電機(jī)與卷簾電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)就地控制，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制）。溫室中的溫度，光照，濕度，CO2濃度，土壤酸堿度等因素對(duì)植物的生長起著重要作用，本設(shè)計(jì)主要研究溫室控制的主要對(duì)象是溫度，濕度，應(yīng)用溫度傳感器，濕度傳感器對(duì)各環(huán)境因子進(jìn)行檢測。第二章 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案植物溫室大棚的作用是改變植物的生長因子，從而避免四季的氣候變化和惡劣氣候?qū)χ参锷L的不良影響，為植物提供一個(gè)良好的生長環(huán)境，在溫室大棚中，一般利用一些采光性較好和鋼鐵，還有遮陽性的材料作為主要結(jié)構(gòu)材料。本文將使用PLC與上位機(jī)結(jié)合對(duì)溫度及濕度控制的基本原理實(shí)例化，利用現(xiàn)有資源設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)控制溫室大棚溫度、濕度等的控制系統(tǒng)。根據(jù)需要，通過按鍵將溫度信息輸入wincc flexible，根據(jù)情況可隨時(shí)調(diào)節(jié)環(huán)境。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)已用于控制溫室環(huán)境。由此可見，溫室環(huán)境控制朝著基于作物生長模型、溫室綜合環(huán)境因子分析模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的溫室信息自動(dòng)采集及智能控制趨勢發(fā)展。這是在溫室自動(dòng)控制技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過總結(jié)、收集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)、技術(shù)和各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建專家系統(tǒng)，以建立植物生長的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，研究開發(fā)出的一種適合不同作物生長的溫室專家控制系統(tǒng)技術(shù)。目前我國絕大部分自主開發(fā)的大型現(xiàn)代化溫室及引進(jìn)的國外設(shè)備都屬于這種控制方式。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的溫室控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，適合規(guī)?；a(chǎn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高。（2）自動(dòng)控制。種植者采用手動(dòng)控制方式，對(duì)于作物生長狀況的反應(yīng)是最直接、最迅速且是最有效的，它符合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律。生產(chǎn)一線的種植者既是溫室環(huán)境的傳感器，又是對(duì)溫室作物進(jìn)行管理的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他們是溫室環(huán)境控制的核心。從國內(nèi)外溫室控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，溫室環(huán)境控制技術(shù)大致經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段:　?。?）手動(dòng)控制。溫室生產(chǎn)以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長發(fā)育，防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?。目前，隨著蔬菜大棚的迅速增多，人們對(duì)其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對(duì)大棚的自動(dòng)化程度要求也越來越高。而當(dāng)今大多數(shù)對(duì)大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大及由于測控不及時(shí)等弊端，容易造成不可彌補(bǔ)的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費(fèi)了人力資源，而且很難達(dá)到預(yù)期的效果。大棚內(nèi)的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數(shù)，直接關(guān)系到蔬菜和水果的生長。在農(nóng)業(yè)種植問題中，溫室環(huán)境與生物的生長、發(fā)育、能量交換密切相關(guān)，進(jìn)行環(huán)境測控是實(shí)現(xiàn)溫室生產(chǎn)管理自動(dòng)化、科學(xué)化的基本保證，通過對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進(jìn)行檢測和控制。該系統(tǒng)采用傳感器技術(shù)和PLC相結(jié)合，由上位機(jī)和下位機(jī)( 都用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)) 構(gòu)成，采用MPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)溫室大棚自動(dòng)化控制。由于單片機(jī)及各種電子器件性價(jià)比的迅速提高，使得這種要求變?yōu)榭赡?。因此，為了?shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化并提高農(nóng)業(yè)研究的準(zhǔn)確性，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度以及二氧化碳的含量，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜、水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)高效益的重要環(huán)節(jié)。國外的溫室設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)，但是價(jià)格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點(diǎn)相適應(yīng)的測控軟件。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。關(guān)鍵詞：蔬菜大棚；PLC；溫濕度控制Abstract Greenhouse for the people now is a very familiar noun, because now we live in a lot of flowers, vegetables, fruit which from greenhouse shelter of planting out. How to use automatic detection and automatic control system of effective control of greenhouse trellis inside, in order to improve the environmental factor trellis environment control precision of the greenhouse effect and has bee the greenhouse industry research in China at present. This design USES the Siemens s7300 PLC to realize the automation control greenhouse trellis. Temperature, humidity environment factors in the process of plants plays an important role in detecting the environmental factor, when considering the accuracy, the reaction speed, convenient device connected by such issues, will the temperature sensor,humidity sensors detect the indicators of environment, the sensor will test results by PLC sent PLC pare it with setting, then sends out the corresponding orderdriven heating element, the fan, ventilation window, filling light equipment, sunshade shade equipment operation or stop to adjust indoor temperature, light, humidity, so as to achieve the purpose of intelligent, automation control. Discuss PLC control system application in plants greenhouse canopy, Use the step7 and wincc flexible to achieve the upper and lower sandhi detailed introduces the characteristics of the system, the position, the hardware design and software design.Keywords: Vegetables greenhouse；PLC system；Temperature and humidity control目錄摘 要 IAbstract II第一章 緒 論 1 課題背景及研究意義 1 2 選題的目的和意義 3第二章 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 4 4 控制系統(tǒng)核心部件的選擇 4 通訊方式簡介 4 溫室控制系統(tǒng)硬件配置 5．控制方案 6 7第三章 硬件系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 8 PLC的選型 8 I/O地址分配 9 接線圖 11 傳感器的選型 12 12 空氣濕度傳感器 14 電磁閥的選型 14 15 21 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 21 控制回路設(shè)計(jì) 22 就地控制箱設(shè)計(jì) 24第四章、軟件系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 25 STEP7軟件編程簡介 25 軟件簡介 25 27 主要功能塊簡介 28 29 主程序流程圖 29 溫度子程序 29 濕度子程序 30 故障報(bào)警子程序 32第五章 控制系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)計(jì) 34 上位軟件 34 通訊連接 34 人機(jī)界面 35結(jié) 論 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39外文翻譯 40附錄一：程序梯形圖 59第一章 緒 論 課題背景及研究意義中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。溫度、濕度等環(huán)境因子在植物過程中起重要作用，在檢測這環(huán)境因子的時(shí)候考慮到精度，反應(yīng)速度，方便設(shè)備連接等問題，將采用溫度傳感器，濕度傳感器對(duì)環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測，傳感器將檢測的結(jié)果送入PLC中，由PLC將其與設(shè)定值進(jìn)行比較，再發(fā)出相應(yīng)的指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)﹑卷簾等設(shè)備運(yùn)行或停止來調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度、濕度，從而達(dá)到智能化，自動(dòng)化控制的目的。如何利用自動(dòng)檢測與自動(dòng)控制系統(tǒng)有效的控制好溫室大棚內(nèi)的各種環(huán)境因子，以提高溫室大棚環(huán)境的控制精度和效果，對(duì)我國溫室業(yè)的發(fā)展有著不可估量的重要意義。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為 。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)65蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或