【正文】 。 傳感器系統(tǒng)的主要功能是將傳感器采樣得到的模擬信號轉(zhuǎn)換成溫室現(xiàn)場控制器所需要的信號?？紤]到傳輸距離的問題，本文設(shè)計中將系統(tǒng)的輸出電流都控制在 010mA，從而減小傳輸過程中的干擾，保證采樣值的準(zhǔn)確性與可靠性?，F(xiàn)存的傳感器類型很多，根據(jù)對傳感器的應(yīng)用分析， AD590 是應(yīng)用較普遍 的一類傳感器。它的輸出電流精確地正比于絕對溫度，可以作為精確測溫元件。 AD590 的校準(zhǔn)精度可達(dá)177。 ℃。因此，選用溫度 AD590 傳感器與可達(dá)到設(shè)計要求。歸納起來，得到以下結(jié)論： （ 1）提出了基于上、下位機(jī)溫室控制結(jié)構(gòu)模式。 （ 3）采用單片機(jī) +PLC+PC 機(jī)組成的溫室綜合控制系統(tǒng)，用單片機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，可降低成本、節(jié)約空間， PLC 編程靈活， PC 機(jī)存儲空間大，因此，具有相當(dāng)高的性價比； （ 4）提出模糊智能控制方案，采用兩輸入 四輸出結(jié)構(gòu)的模糊控制器，符合溫室環(huán)境是一個非線性、分布參數(shù)、時變、大時延、多變量藕合的復(fù)雜對象的實際； 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 （ 5）采用先進(jìn)的 MCGS 組態(tài)軟件，可自動檢測并記憶全年任意時間的環(huán)境溫度地溫及濕度值，還可根據(jù) 需要，預(yù)先設(shè)定自動記錄各種數(shù)據(jù)的時間周期；采用可視化編程，提高了編程效益。 控制模式 以時間為基準(zhǔn)的變溫管理。 1 天 中 4 個時間 段的分段方法用戶可以靈活的更改，而且 4 個時間段中的溫度設(shè)定值用戶也可以設(shè)定修改。隨著季節(jié)的變化，以及隨作物生長階段的變化，各時間段所需要的溫度也是變化的，這時可通過修改設(shè)定溫度值來調(diào)整溫室的溫度控制目標(biāo)。在運(yùn)行時可通過按鈕對這兩種控制方式進(jìn)行切換。自動控制模式采用計算機(jī)自動控制。其運(yùn)行成本較低，可大大節(jié)約勞動力，降低勞動者的勞動強(qiáng)度。實現(xiàn)了溫室內(nèi)溫度、濕度、濃度、光照強(qiáng)度等參數(shù)的長期監(jiān)測。采用計算機(jī)作為 上位機(jī) 安裝有 組態(tài) 監(jiān)控軟件 ，能將數(shù)據(jù)匯總、顯示、記錄、自動形成數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)了溫室調(diào)控設(shè)備的自動設(shè)置與 遠(yuǎn)程監(jiān)控 。 姜啟洲：基于 PLC的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計 11 軟件設(shè)計 溫室控制系統(tǒng) PLC 軟件 設(shè)計 按下啟動按鈕， PLC 卡是掃描，溫度傳感器將溫室溫度測量值信號送到 PLC 中， PLC再將信號值處理，在于設(shè)定值進(jìn)行比較，最后將得到的結(jié)果輸出，如果比較結(jié)果高于設(shè)定值，則控制打開 通風(fēng)窗或風(fēng)機(jī)，比較結(jié)果等于設(shè)定結(jié)果等于低于設(shè)定值，則打開供熱設(shè)備?？諝鉂穸葌鞲衅鲗z測的溫室是瀆職送到 PLC 中， PLC 將檢測值與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果空氣溫度高與設(shè)定值，則控制打開窗子且打開風(fēng)機(jī)進(jìn)行去濕，如果測量值等于設(shè)定值，則關(guān)閉窗子和風(fēng)機(jī)；如果測量值低于主設(shè)定值，則發(fā)出指令控制打開空氣濕度電磁閥，對空氣進(jìn)行噴霧。 光照傳感器將溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度測量值送到 PLC 中，由 PLC 將其與設(shè)定的光照強(qiáng)度進(jìn)行比較，再將其比較結(jié)果送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)中去，對其進(jìn)行動作，如果測量值高于設(shè)定值則控制關(guān)閉不光設(shè)備，同時拉上遮陽簾；如果則兩只等于設(shè)定值，則關(guān)閉不光設(shè)備；如果測量值地與設(shè)定值，那么則發(fā)出指令打開補(bǔ)光設(shè)備，同時打開遮陽簾。 根據(jù)基本要求和技術(shù)要求列出以下幾點： (1)防止接點誤動作：可利用 自鎖電路 加以解決； (2)系統(tǒng)自診斷功能： PIG 本身具有此項功能； (3)風(fēng)機(jī)控制：溫室設(shè)有一組風(fēng)機(jī)，能同時啟動與停止，當(dāng)溫室內(nèi)的溫度超出預(yù)定值時，受 PLC 的控制先是 4 個側(cè)窗自動打開，延時 5s 后風(fēng)機(jī)啟動，再延時 5s 后 濕簾 水泵啟動，從而使溫室的溫度降低； (4)側(cè)窗控制：溫室中設(shè)有 4 個側(cè)窗，側(cè)窗受電機(jī)控制，通過電機(jī)限位的設(shè)定來控制側(cè)窗行程。 溫度控制 當(dāng)系統(tǒng)開始工作時，由溫度傳感器將溫室內(nèi)的溫度測量參數(shù)傳給 PLC，再由 PLC 將其檢測結(jié)果與事先設(shè)定好的溫度進(jìn)行對比，如果測量值等于設(shè)定值則保持原來的溫室溫度；如果測量值與設(shè)定值不等，在判斷大于還是小于，當(dāng)測量值大與設(shè)定值，則打開通風(fēng)簾，當(dāng)測量值小于設(shè)定值時，則打開供熱系統(tǒng)。當(dāng)測量值小于設(shè)定值時，則打開供熱系統(tǒng)。其工作流程圖 圖 濕度控制 系統(tǒng)開始工作，濕度傳感器考試對環(huán)境濕度進(jìn)行檢測。則打開噴灌電磁閥。 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)中對風(fēng)扇、天窗、側(cè)窗、環(huán)流風(fēng)機(jī)、遮陽幕和濕簾泵的控制是通過 PLC 發(fā)出開關(guān)指令， 通過 交流接觸器 控制相關(guān)機(jī)構(gòu)的啟停。為此，在程序中加有時間可調(diào)的延時模塊， 使用時可根據(jù)具體情況調(diào)整延時，使控制效果達(dá)到最佳。因此，在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計中，還需要注意系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計。下面幾個指令分別對其進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)化和數(shù)的類型的轉(zhuǎn)換。溫度采集一般是工控現(xiàn)場使用 PLC 作為系統(tǒng)的控制核心，溫度變量 經(jīng)溫度傳感器采集后，送入 PLC 的特殊單元，溫度模塊對采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，最后轉(zhuǎn)換為 PLC 可讀取數(shù)據(jù)量，通過對 PLC 編程的可讀入的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換。 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 PID程序設(shè)計 在工業(yè) 生產(chǎn)過程中， PID 調(diào)節(jié)量是典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠減小 控制系統(tǒng)的滯后性，提高了控制效果和控制精度，大大提高了工作效率 ,如圖 。 姜啟洲：基于 PLC的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計 15 圖 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控軟件的設(shè)計 組態(tài)軟件是可從可編程控制器以及各種數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備中實時采集數(shù)據(jù)，然后發(fā)出控制命令并監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的一種軟件包。它可以通過通訊線遠(yuǎn)程監(jiān)視多座溫室的當(dāng)前狀態(tài)，包搖 ‘ 戶外溫度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨雪信號、室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、控制器溫度、三組獨立通風(fēng)窗的位置和開關(guān)狀態(tài)、內(nèi)外遮陽幕的位置和開關(guān)狀態(tài)以及一級二級風(fēng)扇、濕簾、微霧、加熱器、環(huán)流風(fēng)扇、補(bǔ)光燈、補(bǔ)氣閥、水暖 三通閥 的狀態(tài)和多種形式的報警監(jiān)視，還能監(jiān)視各灌溉閥的照強(qiáng)度、風(fēng)速、室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、濃度、水暖溫度等全月的、全周的、全日的和本時段的最大值、最小值和平均值。它能在線記錄各溫室設(shè)備狀態(tài)變化時的時間、當(dāng)前狀態(tài)和位置、當(dāng)前目標(biāo)溫度、室內(nèi)溫度、目標(biāo)濕度和室內(nèi)濕度，并能打印輸出。可以通過通訊線遠(yuǎn)程修改可編程控制器的全部設(shè)定參數(shù)。它能以平面圖或立體圖的方式同時繪制任意時刻的戶外溫度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速、目標(biāo)溫度、室內(nèi)溫度、目標(biāo)濕度、室內(nèi)濕度、濃度、水暖溫度等全年的、全月的、全周的、全日的變化曲線并打印輸出。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)已成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和增強(qiáng)抗災(zāi)能力的一種農(nóng)業(yè)新興產(chǎn)業(yè)。作為設(shè)施農(nóng)業(yè)主體的溫窀技術(shù)近年來在我國得到 了 迅猛發(fā)展，溫窀可創(chuàng)造出適合農(nóng)作物生長的與季節(jié)無關(guān)的人工氣候環(huán)境，實現(xiàn)作物優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，從而達(dá)到增產(chǎn)增收目的。筆者運(yùn)用 PLC和組態(tài)軟件搭建了一套分布式監(jiān)控系統(tǒng)，旨在為促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ) 歸納起來，溫拳監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機(jī)實時檢測溫室環(huán)境參數(shù)，并給 PLC 指令以調(diào)節(jié)各電動執(zhí)行器，自動控制作物生長所需溫度、濕度、水等生長條件，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向、雨最等氣候條件，進(jìn)行緊急狀態(tài)的報警。系統(tǒng)可以通過上位機(jī)與 Intemet 相連，通過 TCP— IP 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸 、參數(shù)設(shè)定、系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，借助遠(yuǎn)程專家的知識對系統(tǒng)進(jìn)行最佳控制，以使作物生長在最佳環(huán)姜啟洲：基于 PLC的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計 17 境。各模塊之間功能既相互獨立又協(xié)調(diào)一致，同時還提供了多種方式的控制方案，如大型溫室的控制，可采用上下位機(jī)結(jié)合的方式，小型溫室僅采用下位機(jī)單獨工作方式； （ 2）根據(jù)溫室傳感器系統(tǒng)需求，基于模擬電子技術(shù)和傳感器系統(tǒng)設(shè)計理論，設(shè)計的溫度傳感器系統(tǒng)、濕度傳感器系統(tǒng)以及光照傳感器系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有高精度、低成本的特點。 進(jìn)一步研究方向 （ 1）考慮到溫室遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)應(yīng)擴(kuò)展無線功能模塊和 GSM 短消息功能模塊，解決溫室布線困難的問題； （ 2）從系統(tǒng)控制決策生成出發(fā)，根據(jù)溫室控制類型的不同，進(jìn)行系統(tǒng)專家智能庫的開發(fā)； （ 3）系統(tǒng)檢測設(shè)備需要完善，傳感器系統(tǒng)的測量精度需要校準(zhǔn)； （ 4）模糊控制算法的優(yōu)化，對溫室多個環(huán)境因子進(jìn)行綜合考慮，實現(xiàn)多維模糊控制器的設(shè)計，提出能更好解決多維控制器控制規(guī)則的兼容性和冗余性問題的方法。朱瑪力 .可編程序控制器在電爐溫度控制系統(tǒng)中應(yīng)用的研究 .新疆大學(xué)學(xué)報，2020,13(2):267268 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