【正文】 學(xué)習(xí)能力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，提出了一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種控制方法應(yīng)用于溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的可行性。 目錄 本人聲明 2 第一章緒論 5 6 第二章系統(tǒng)總體方案及硬件部分設(shè)計(jì) 7 9 環(huán)境調(diào)控系統(tǒng) 14 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 14 系統(tǒng)其他部分 電路設(shè)計(jì) 15 PLC 部分電氣線路設(shè)計(jì) 16 20 第三章模糊控制算法在溫室控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 25 第四章總結(jié)與展望 29 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 第一章緒論 溫室環(huán)境控制是一項(xiàng)綜合性工程，它是當(dāng)代農(nóng)業(yè)生物學(xué)、環(huán)境工程、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、管理科學(xué)等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在為作物創(chuàng)造最佳生長(zhǎng)條件，避免外界四季變化和惡劣氣候的影響，以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育 ，防治病蟲害及提高農(nóng)作物質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)值等目的。在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 家，其現(xiàn)代溫室已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，但這些溫室產(chǎn)品的成本相對(duì)較高，如加拿大 ARGUS 公司，每套溫室控制器的價(jià)格在十萬(wàn)元左右；以色列國(guó)家農(nóng)業(yè)中心的一片玻璃試驗(yàn)溫室，每間的造價(jià)高達(dá)上百萬(wàn)美元。國(guó)內(nèi)已有的一些溫室存在技術(shù)水平發(fā)展緩慢，管理體系落后等缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和溫室自動(dòng)化控制發(fā)展的要求。 蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院與宿遷市日昌升園藝有限公司聯(lián)合建立了“蘇州大學(xué) —— 日昌升智能溫室工程技術(shù)與設(shè)備研究中心”。本課題在上述實(shí)際項(xiàng)目背景下，旨在探尋溫室環(huán)境的自動(dòng)控制方案與實(shí)現(xiàn)形式，開(kāi)發(fā)出適合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要的溫室環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)力圖以合理有效的控制方案獲得較為精確的控制效果，創(chuàng)造一個(gè)良好的人工氣象環(huán)境，以消對(duì)作物生長(zhǎng)不利的環(huán)境因素來(lái)促進(jìn)作物生長(zhǎng)，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)?？蒲信c企業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，并推動(dòng)我國(guó)自主研發(fā)型溫室系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程。本文的總體目標(biāo)是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的溫室控制系統(tǒng)。 （ 2）借鑒目前在工業(yè)控制領(lǐng)域中發(fā)展迅速的現(xiàn)場(chǎng)總線模型，組建由多個(gè)溫室組成的溫室群分布式控制系統(tǒng)。 （ 4）利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建溫室灌溉系統(tǒng)控制方案模型，從理論和仿真實(shí)驗(yàn)角度驗(yàn)證其合理性。本文的研究對(duì)象是新型的智能化日光溫室，針對(duì)溫室栽培生產(chǎn)的特殊性，設(shè)計(jì)出基于現(xiàn)場(chǎng)總線思想的分布式溫室智能控制系統(tǒng)，在現(xiàn)階段的技術(shù)條件下很好的滿足溫室環(huán)境控制的需要。 溫室是具有鮮明使用功能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性建筑，其主體是建筑工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)建造必須按照建筑相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程進(jìn)行，而主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作又類同于機(jī)械加工產(chǎn)品。本小節(jié)介紹的內(nèi)容主要涉及溫室建筑和機(jī)械方面的內(nèi)容，并非本文研究重點(diǎn)，但又必不可少，因此作扼要介紹。立柱采用雙面熱鍍鋅矩型鋼管 100 60 ，橫梁采用熱鍍鋅復(fù)合式焊接橫梁（熱鍍鋅） 40 40 2mm，水槽采用 厚冷彎熱鍍鋅鋼板，設(shè)有落水管實(shí)施內(nèi)排水。 （ 2）覆蓋 材料 目前我國(guó)溫室所使用的覆蓋材料大體分為薄膜、 PC 板材、單層浮法玻璃三類。 表 覆蓋材料 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 薄膜 （ 的薄膜大約 ～ 元 /㎡） （ PVC 膜為 %） ， 1～ 3 年需換膜一次 （傳熱系數(shù)為㎡ K） PC板材 79% 10 年 （傳熱系數(shù)㎡ K） （約 70～ 98元 /㎡） 板中空層易進(jìn)水汽，影響采光性能 ，易吸附灰塵，清除困難 單層浮法 玻璃 89% 25 年，抗老化性能好 （ 5mm 的浮法玻璃約 25 元 /㎡） （傳熱系數(shù)為 ㎡ K） 本溫室采用雙層中空玻璃這一新型溫室覆蓋材料，單層玻璃厚度分別為 4mm、5mm，中間空氣層厚度分別為 9mm、 6mm。 （ 3）性能指標(biāo) 風(fēng)載 ㎡；吊掛荷載 ㎡；雪載 ㎡；最大排雨量 140mm/h。作物賴以生存的環(huán)境因子是由溫度、濕度、光照、二氧化碳等因素構(gòu)成。因此，自然環(huán)境因子對(duì)作物的作用是各個(gè)環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果。圖 。通過(guò)傳感器檢測(cè)溫室中的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)變送轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（ 4～ 20mA）后送入 S7200 的模擬量輸入模塊 EM231，PLC通過(guò)模糊控制算法進(jìn)行分析處理，輸出開(kāi)關(guān)量，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制風(fēng)機(jī)、微霧、遮陽(yáng)等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 系統(tǒng)硬件選型是溫室環(huán)境控制的首要步驟與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可供選擇的設(shè)備型號(hào)較多，選擇余地較大，故選型時(shí)應(yīng)從溫室控制的實(shí)際情況以及所要求的控制功能、控制方式、資金情況等方面加以慎重考慮。 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 圖 HMD40型溫 /濕度傳感變送器實(shí)物圖 該傳感器的主要性能指標(biāo)如下： ① 溫度檢測(cè)范圍： 10～ 60℃；測(cè)量精度：177。 %RH ③工作電壓： 10～ 28V DC ④輸出信號(hào)： 4～ 20mA 環(huán)境調(diào)控系統(tǒng) （ 1）外遮陽(yáng)系統(tǒng) 我國(guó)大部分地區(qū)夏季炎熱，光照充足，應(yīng)在溫室頂部安裝外遮陽(yáng)系統(tǒng)，利用遮陽(yáng)網(wǎng)直接把部分太陽(yáng)能阻擋在室外，可根據(jù)室內(nèi)植物的要求選擇合適的遮陽(yáng)率，一般選用 50%～ 70%的遮陽(yáng)率，利用外遮陽(yáng)系統(tǒng)，可使室內(nèi)溫度降低 3～ 5℃。其中減速電機(jī)處于整個(gè)溫室的中心，電機(jī)的輸出軸中心線與拉幕梁下表面之間的距離約200mm，驅(qū)動(dòng)線之間的間距≤ 3000mm，換向輪則布置在溫室的兩端。 圖 減速電機(jī)選用荷蘭 DE GIER 公司的 GW30 型號(hào)減速電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為 30rpm，并非傳統(tǒng)連續(xù)開(kāi)窗系統(tǒng)所用的 ，針對(duì)上述設(shè)計(jì)的一棟跨度為 ，每跨 3個(gè)尖頂，共 2 跨的溫室而言，若配置雙面連續(xù)開(kāi)窗，按傳統(tǒng)連續(xù)開(kāi)窗方式需 12 臺(tái)減速電 13機(jī)，而采用扭矩分配連續(xù)開(kāi)窗系統(tǒng)，則只需 2臺(tái)荷蘭 DE GIER 公司的減速電機(jī)，大 大降低了開(kāi)窗機(jī)構(gòu)的建造成本，此外，系統(tǒng)總功率的減少，使用過(guò)程更省電。 （ 4）環(huán)流風(fēng)機(jī) 常用的環(huán)流通風(fēng)是在溫室內(nèi)以一定規(guī)則布置一定數(shù)量的環(huán)流風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)開(kāi)啟時(shí)，室內(nèi)的空氣將在其作用下形成有序的流動(dòng)，保證室內(nèi)氣候的均勻和穩(wěn)定，并起到遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 通風(fēng)降溫的作用。 圖 環(huán)流風(fēng)機(jī)選用青州市三和溫控設(shè)備廠的產(chǎn)品，其中，電機(jī)采用性能卓越的“海爾”三防專用電機(jī)，經(jīng)過(guò)“海爾”實(shí)驗(yàn)室 360 小時(shí)破環(huán)性試驗(yàn)；外殼采用先進(jìn)的整體集流器設(shè)計(jì)，國(guó)際先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)及熱自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，輕型鋁板沖壓扇葉，具有大角度，風(fēng)量大，低噪音等特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)抽風(fēng)時(shí)將經(jīng)過(guò)濕簾降溫的冷空氣源源不斷的引入室內(nèi)，從而達(dá)到降溫效果。 圖 風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)原理圖 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 （ 6）燃油熱風(fēng)機(jī)加熱系統(tǒng) 系統(tǒng)選用北京盛芳園科技有限公司 KR80100 型燃油熱風(fēng)機(jī)，額定發(fā)熱量為 92880kcal/h，經(jīng)測(cè)算，能滿足供熱面積在 600 ㎡左右的溫室，其結(jié)構(gòu)如圖 示。風(fēng)機(jī)采用 FZL 型軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)量大，風(fēng)壓高，噪聲低，可采用風(fēng)管送風(fēng)，熱風(fēng)傳輸距離長(zhǎng)，采暖區(qū)溫度更均勻。燃燒器采用世界品牌意大利 RIELLO 公司的產(chǎn)品，燃燒效率高達(dá) 98～ 100%，環(huán)保節(jié)能設(shè)有火焰探測(cè)裝置，燃燒安全可靠。 （ 7）微霧加濕機(jī) 選用北京瀚寧空氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓微霧加濕機(jī)，該產(chǎn)品將精濾的自來(lái)水加壓至 7MPa，再通過(guò)高壓水管傳送到噴嘴，經(jīng)超微細(xì)的噴頭霧化后以 3～ 10 微米的微霧噴射到整個(gè)空間，使溫室達(dá)到增濕的效果。一臺(tái) FCB3 微霧加濕器的加濕量為 60～ 300kg/h，可滿足加濕面積在