【正文】 ）以時間為基準的變溫管理：根據(jù)一天中時間的變化實行變溫管理，根據(jù)作物的生長需要將一天分成四個時間段，四個時間段中根據(jù)不同的控溫要求對溫室進行控制。盡可能滿足操作簡單、界面友好、通用性和適應(yīng)性強的軟件開發(fā)原則。下位機系統(tǒng)則采用西門子 的 Step7 編程軟件來開發(fā)。 軟件系統(tǒng)的編制 系統(tǒng)的軟件包括上位機監(jiān)控軟件和下位機系統(tǒng)軟件。上位機控制系統(tǒng)負責對溫室進進行監(jiān)控和參數(shù)的設(shè)定?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ霉I(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。 可編程控制器 PLC對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。 （ 3）開發(fā)功能完善、成本低、可靠性高和擴展性好的溫室自動系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)，為溫室生產(chǎn)普及創(chuàng)造條件 PLC的現(xiàn)狀 目前 PLC 數(shù)值模擬研究 不僅在工作而且在生活中也有廣泛應(yīng)用， 本節(jié)將從 工作濱州學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 6 中運料中 介紹 。 （ 3）研制基于 PLC 的溫室智能控制系統(tǒng) （ 4）開發(fā)智能溫室組態(tài)監(jiān)控界面。智能控制系統(tǒng)包括：通風機控制、噴灌控制、鍋爐加熱鼓風 機的控制、 CO2 釋放器電磁閥的控制等。 、 1 研究內(nèi)容和方法 （ 1）根據(jù)影響植物生長的因素，選擇作物環(huán)境條件的實時檢測系統(tǒng)和智能溫室控制系統(tǒng)兩部分。 多變量耦合系統(tǒng)。對與外界所施加的作用，溫室系統(tǒng)并不立即響應(yīng)，而是經(jīng)過 一段時間的延遲才響應(yīng)。因而，溫室系統(tǒng)是一個參數(shù)隨著時間變化的動態(tài)系統(tǒng)。 時變系統(tǒng)。由于溫室面積比較大，造成溫室內(nèi)部各個物理量的分布是不均勻的。大量隨機的、不確定的因素使得對其精確建模比較困難。 溫室系統(tǒng)主要特點 非線性系 統(tǒng)。 智能溫室將自動化技術(shù)引進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)科研活動提供了有利的科學(xué)手段。通過控制器實時監(jiān)測溫室內(nèi)溫度、濕度，與普通簡單溫度濕度測量相比，更準確可靠。 研究意義 近年來，農(nóng)業(yè)作為國家優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)正受到各級政府的高度重視，增加農(nóng)民的收入是我們國家當前的基本國策，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是我們追求的目標，基于計算機和 自動化技術(shù)的智能溫室是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個標志。因此，智能溫室控制技術(shù)有巨大的市場空間。 研究背景 “ 工廠化農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范 —— 現(xiàn)代大型溫室標準化栽培技術(shù)體系研究與產(chǎn)業(yè)化示范 ” 被列為國家重點科技攻關(guān)內(nèi)容并成功結(jié)題。 program design 濱州學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 3 目 錄 第一章 緒論 課題背景 .........................................................4 課題研究的意義 ...................................................4 溫室環(huán)境的主要特點 ...............................................4 課題的主要研究工作 ...............................................5 PLC 的現(xiàn)狀 ........................................................5 第二章 基于 PLC設(shè)計的整體方案 硬件整體設(shè)計方案 ..................................................6 軟件整體設(shè)計方案 ..................................................6 第三章 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計的總體目標 ...................................................6 設(shè)計的控制原則 ...................................................7 設(shè)計的控制方案 ...................................................7 控制系統(tǒng)硬件組成 .................................................7 、 1 PLC 的選擇 .....................................................8 、 2 PLC 機型和容量的選擇步驟與原則 .................................8 傳感器的選擇 .....................................................11 信息采集系統(tǒng) .....................................................12 執(zhí)行機構(gòu) .........................................................14 第四章 軟件部分 梯形圖 指令表 結(jié)論 參考文獻 謝詞 濱州學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 4 第一章 緒論 前言 智能溫室系統(tǒng)是近年來逐步發(fā)展起來的一種資源節(jié)約型高效設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，它是在普通日光溫室的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代化計算機自控技術(shù)、智能傳感器技術(shù)等高科技手段發(fā)展起來的。 sensors。系統(tǒng)成本低廉，性能穩(wěn)定，通用良好，符合中國國情，具有廣泛的應(yīng)用前景。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇一二年 六 月 濱州學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 1 基于 PLC 的溫室大棚 摘 要 討論了在溫室控制中引入 PLC技術(shù)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)的方法，詳細介紹了系統(tǒng)的特點、組成、硬件設(shè)計、實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及通 信問題。 作者簽名 : 二〇一二年六月 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。濱州學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 基于 PLC 的溫室大棚控制 系 （院） 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 職 稱 濱州學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） II 獨 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢 業(yè)設(shè)計 (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 本聲明的法律后果由本人承擔。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印 刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。分布式的控制結(jié)構(gòu)，使各子系統(tǒng)相對獨立，管理與控制功能分開，易于實現(xiàn)群控化管理，提高了系統(tǒng)的可靠性，且易于擴展。 關(guān)鍵詞 ： PLC；傳感器；控制器；程序設(shè)計；溫室大棚 濱州學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 2 The Green House Design for PLC Abstract Automation is the inevitable trend of development for the future, not only the work and life. The programmable controller is referred to as PLC, PLC reliability, environmental adaptability, versatile, easy to use, simple maintenance, PLC application is rapidly expanding. The early PLC, where the relay can be used. PLC today can almost be said to those who need to control the system will need to PLC. The design is to write the PLC program by setting greenhouse control, reduce labor, increase production efficiency, automate! Key words: PLC。 controllers。自上世紀 90 年代以來，我國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家科技溫室生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對溫室 內(nèi) 溫度、濕度、 CO2 濃度等環(huán)境因子的控制技術(shù)的研究，研發(fā)了我國自己的 智能溫室控制系統(tǒng)。為了推廣溫室技術(shù)，國家農(nóng)委強調(diào)在每一個地區(qū)都要建立溫室示范工程。 山東省處于中國的中部，占據(jù)重要的位置，是全國的蔬菜種植地，研究溫室的智能控制是很有意義的。 智能溫室控制系統(tǒng)將實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標準管理。人們能夠通過這些監(jiān)測手段實時準確地了解情況，完成相關(guān)設(shè)備的調(diào)節(jié)，避免了監(jiān)測誤差和監(jiān)測滯后帶來的損失。通過參數(shù)設(shè)置及自動數(shù)據(jù)記錄，為農(nóng)藝工作者完成相關(guān)農(nóng)藝科研，了解不同生產(chǎn)條件對作物的生長、品質(zhì)影響及生產(chǎn)方法的改進都提供了簡便、準確的手段。溫室內(nèi)部的氣候處于熱平衡混沌狀態(tài)。 分布參數(shù)系統(tǒng)。濱州學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 5 比如溫度，溫室內(nèi)部 各 點溫度都不一樣，四周一般都比較低，頂部和底部的溫度也有一定的差別，其值的大小依賴于空間位置和氣流方向等因素，在溫室中氣候分布是緩慢變化的。作物在生長周期的不同階段，其光合作用能力、吸熱散熱能力等均有差別。 時延系統(tǒng)。比如，在溫室加熱系統(tǒng)中，對系統(tǒng)加熱，熱量傳到溫室的各個部分需要經(jīng)過很長一段時間的延遲，溫度才會有所提高。溫室系統(tǒng)是一個多輸入多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)各變量之間并不是相互獨立，各個子系統(tǒng)的控制回路彼此耦合在一起，對控制任一目標的控制都會影響其他目標的變化。自動檢測系統(tǒng)包括：溫度、濕度、 CO2 濃度等傳感器與變送器。 （ 2）根據(jù)檢測和控制的對象，采用 PID 控制算法建立溫室溫度參數(shù)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，使用 MATLAB 進行仿真測試。 、 2要解決的關(guān)鍵問題 （ 1）采用 PID 控制算法建立溫室溫度參數(shù)的數(shù)學(xué)模型 （ 2）室內(nèi)溫度、濕度、 CO2 濃度等環(huán)境條件的自動檢測和控制技術(shù)。 PLC 以后會覆蓋各個領(lǐng)域，會讓更多危險領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)無人操作。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的推廣應(yīng)用。 （ 1）可靠性高，抗干擾能力強 （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強 （ 3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 （ 4） 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容 易改造 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低 第二章 基于 PLC 設(shè)計的整體法案 硬件系統(tǒng)的組成 采用上位機計算機和下位機西門子 PLC 組成分布式智能溫室控制系統(tǒng)的硬件部分，即兩級監(jiān)控系統(tǒng)。下級以 PLC 為核心的控制單元，負責溫度參數(shù)的信息采集、系統(tǒng)邏輯運算并對調(diào)控設(shè)備進行控制。上位機監(jiān)控軟件的編制采用MCGS 組態(tài)軟件。系統(tǒng)軟件不僅可以完成上位機和下位機的通信和可以滿足用戶對溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的實時查詢和監(jiān)測。 第三章 系統(tǒng)設(shè)計 總體目標 溫室控制系統(tǒng)就是依據(jù)室內(nèi)外裝設(shè)的溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器等采集和觀測的溫室內(nèi)的溫室內(nèi)外的溫度、濕度、二氧化碳的濃度等環(huán)境參數(shù)信息，通過控制設(shè)備對溫室保溫被、通風窗、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)。一天中四個時間段的分段方法用戶可以靈活的更改，而且四個時間段中的溫度設(shè)定值用戶也可以設(shè)定修改。 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)對溫室的控制，提高設(shè)備運行的可靠性。 （ 1）手動控制模式 手動控制簡單可靠，由繼電器、接觸器、按鈕、限位開關(guān)等電氣元件組成?？梢源蟠蠊?jié)約勞動力，降低勞動者的勞動強度。 、 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準，所以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高。 (2) PLC 的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機型、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