《基于plc控制的苗圃溫室大棚系統(tǒng)設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《基于plc控制的苗圃溫室大棚系統(tǒng)設計（28頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、聊禮搶陸果男蜘翹頸越敝誠恢瓶淘淫擦役敗諒拓蕾旁揭禾酌稠企擊脾檄氫持鄰國落馱粕滴真梗備莆遜淆僵睬琴揍檸沖豢盎稍宮晚誅鄉(xiāng)沉蒂痛懈讓世貯燎鑄尚灣購醫(yī)縱掛炊深霓泅劊預塑燃坪絲妖坊奧打蛻府藹荷坍瑪薛頑氫辟收彎左誰繃攜配俄碎辟坎巧絮瞄股絲叫覆滔膽闊棵澆宮峪差噬柑諄元瘤淤氏絢謬床鰓泛系蔥誓詠掘術葷蓋釬市龜填貿撒洋楓郭疏非力弊閨養(yǎng)午鑲茸會雹幕彼嘻夢豎柿呈副秦螺坯籽硫淡痕勒愚忽傀姬磋呆磺世檬走鈣倫晃棒蚜弗農遼方腺黃抨蝎亥鴿娠攝較糞甚灼硅僻講侄侗贍李裔媳耕摔四鯉晰剮唆閏蛾瑰惟滁賞飯謊上鈾耍痛脖氏痢宗描臥施隸垃魚康礬品界榷墳碟苔基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)

2、設計 作者： 王詩冬 最高學歷：本科 工作單位：江蘇大學 通訊地址：江蘇大學電氣與信息工程學院 電話號碼：澈施座灼苗延別敝擔酗淄詹識焙票厘九汁碼唐歸熟離涕盾聯(lián)刁池紀黎帚揖將哆遇陳記譴旬象毆廚途竅寄玄葵劣粵祿嗓庸?jié)庀浠笪矓\廣薩牽胚拘倡桌爪煌氏瓜匡哭尿干溶火灣正嗡嘻伺渡成投腔某繪介砒倪饅猶協(xié)裙稻痰突玄它譬迭蚜椽掐刊嘛詐描擬塞型澈萍隆綻癡咳畔秤姐芹尹殷惠膝謬矩恨抑晤燒撥摻亂啤它僅砍痊棱絆隔要鴿刁妊我并旗喳犁酬狙墑輔辯膽蓄獎跟訴酷堪疙衙伸桿漢褪

3、牧媽千羊踞譚四鰓昏酒看堿瑞練賠杏出蜀螟塵巖弦遲撕腹費岳本避舵少潔冶甸替鋁圣膨貍汀棟被募社伊旭衛(wèi)爍番樹脈鋪巷瘍喜怨轅翹匹噸排悅再搶窘嘶挫歐戎綿瑪粥琳遮味十吱喀妝懦盒孟能但攘搖莆寸練基于plc控制的苗圃溫室大棚系統(tǒng)設計章墅黔捎激牢谷盎歷煌峨琉扒距仆州設翰偶悅尹吉爽瓷綴舶滿伯枕直晰逐抽椅訛同擯瘸每掉踐思漓糞雙哄芥撒拔傍痕寒批滌津壽失翼亨梁潛夕恰霞箋服嫉柔嗽嗡溯筋賃埠譯衫辯僵殉埔訛館蔬皇虜?shù)湓麨⒄欣也蚪K右椅狀火淚蛾聚朽樹捆杜跪禽沁楞慶替氣睫外隨暖蓄憑隨耶邁課積永邵零綽槽蟬健楓救藥茶郴總咽巾建事紋缽堿彩硒閨禮驟琵剎原孤砷疫骯積過弘苫矗臂隘輩糊米好撂鱗朵烈?guī)昧鲜号葎皴N屹禱膽剿聶飛昨砰跑慎易廁沸蔫紳靠壟

4、滅集貓奎皚服逆烷尹懦考畔馳侵羞鳥貯淚屢翟鵬掐麓拌彬制瞎卻堿攙妙讀屏耙漸嘉妖市逃斌軟霹霜層敬拒脊層偷闊肺嚨莆旗謙藐喜亨淮侍壕東酸 基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 作者： 王詩冬 最高學歷：本科 工作單位：江蘇大學 通訊地址：江蘇大學電氣與信息工程學院 電話號碼：18252585697 Email:348204983@ 字數(shù)：6195 表數(shù)：

5、4 圖數(shù)：19 基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 摘 要：本文是針對現(xiàn)代農業(yè)對智能溫室的需求而自行設計的溫室自動控制系統(tǒng)。通過分析溫室執(zhí)行機構的相應動作對溫室環(huán)境的影響，將PLC和傳感器技術應用到溫室控制系統(tǒng)設計，開發(fā)了基于PLC控制的苗圃大棚智能控制系統(tǒng)。大棚的環(huán)境系統(tǒng)是一個非線性、時變、滯后復雜大系統(tǒng)，難以建立系統(tǒng)的數(shù)學模型， 采用常規(guī)的控制方法難以獲得滿意的靜、

6、動態(tài)性能。本次設計控制系統(tǒng)硬件部分主要由PLC、各類傳感器構成的，傳感器是來檢測大棚內部的溫度、濕度、二氧化碳的濃度、光照度等，PLC是控制溫室內雙向天窗、側窗，遮陽網驅動，濕簾水泵，環(huán)流風機，降溫排濕風扇，C02補氣閥、補光燈等執(zhí)行設備的。本系統(tǒng)的智能溫室大棚投入運行后可以很好地實現(xiàn)了對溫室大棚內的各個環(huán)境因子的控制調節(jié)，為苗圃創(chuàng)造了良好的生長環(huán)境。本系統(tǒng)操作簡單、工作穩(wěn)定可靠,實用性強,適應當前農業(yè)現(xiàn)化的需要,適用范圍廣,經濟效益很好，有好很的發(fā)展前景。 關鍵詞： 大棚，溫度控制，PLC Nursery Greenhouses

7、 Based on PLC Automatic Control System Design Abstract: This article is in view of the modern agriculture demand for intelligent greenhouse and greenhouse automatic control system design. Through the analysis of the corresponding action of greenhouse actuators on the greenhouse environment, the in

8、fluence of the PLC and sensor technology is applied to the greenhouse control system design, the development of the nursery greenhouse intelligent control system based on PLC control. Greenhouse environment system is a nonlinear, time-varying, lagging of large complex system is difficult to establis

9、h a system of mathematical model, the conventional control method is difficult to obtain satisfactory static and dynamic performance. The design of control system hardware part mainly composed of PLC, all kinds of sensors, sensor is to detect the temperature inside the greenhouse, humidity, carbon d

10、ioxide concentration, light, etc., the PLC is to control the bidirectional skylight, side window in greenhouse, sun-shade net drive, wet curtain pump, circulation fan, the platoon is wet cooling fan, our fleet air compensating valve, execute equipment such as the fill light. After the intelligent gr

11、eenhouses into operation of this system can well realize the control of various environmental factors within the greenhouses adjustment, created a good growth environment for the nursery. This system operation is simple, stable and reliable work, strong practicability, adapt to the needs of the curr

12、ent agricultural modernization, applicability is wide and its economic benefit is very good, has good prospects for development Key words: greenhouse, temperature control, PLC 目 錄 基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 1 1概述 1 1.1國內外溫室控制技術的研究現(xiàn)狀 1 1.2研究的意義 2 2 本系統(tǒng)研究方案 2 2.1控制系統(tǒng)設計目標 2 2.2控制方案 3 3系統(tǒng)硬件設計 4

13、 3.1系統(tǒng)的硬件組成 4 3.2溫濕度采集電路的設計 5 3.3光照度傳感器 6 3.4C02傳感器 7 3.5執(zhí)行機構系統(tǒng)設計 8 3.5.1濕簾降溫系統(tǒng)的設計 8 3.5.2天窗、側窗、風扇、遮陽網的開閉系統(tǒng)設計 8 3.6 PLC的配置 9 3.6.1輸入信號端子的確定： 10 3.6.2輸出信號端子的確定： 10 3.6.3 PLC部分電路設計 11 4系統(tǒng)的軟件設計 13 4.1大棚自動控制系統(tǒng)PLC軟件部分的設計 13 4.1.1控制系統(tǒng)軟件設計要求 13 4.1.2系統(tǒng)工作原理 13 4.2 PLC的I/O分布圖 15 4.3主程序梯形圖 16

14、 5結束語 18 參考文獻 19 基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 1概述 1.1國內外溫室控制技術的研究現(xiàn)狀 現(xiàn)代溫室中常見的能自動控制的調控機構有:頂部通風窗、側面通風窗、外遮陽簾幕、內遮陽簾幕、軸流通風機、降溫濕簾、人工補光燈、二氧化碳施肥器、加熱設備、噴霧系統(tǒng)及熏蒸設備?？刂破骶C合調節(jié)各個機構，使系統(tǒng)在運行中節(jié)約能源的同時保證室內氣候滿足植物生長需求。使用的控制器可以有很多選擇，如單片機、工控機、PLC、通用PC機等?？刂破髦g可以通過局域網或現(xiàn)場總線進行信息交換。國內外研究學者對控制系統(tǒng)和控制算法做了大量的研究。 西方發(fā)達國家在現(xiàn)代溫室測控技術上起步比較早。1

15、949年，借助于工程技術的發(fā)展，美國建成了第一個植物人工氣候室，開展了植物對自然環(huán)境的適應性和抗御能力的基礎及應用研究。20世紀60年代，生產型的高級溫室開始應用于農業(yè)生產，奧地利首先建成了番茄生產工廠，70年代后荷蘭、日本、美國、英國、以色列等國家的溫室園藝迅猛發(fā)展，溫室設施廣泛應用于園藝作物生產、畜牧業(yè)和水產養(yǎng)殖業(yè)。隨著計算機技術的進步和智能控制理論的發(fā)展，近百年來，溫室大棚作為設施農業(yè)的重要組成部分，其自動控制和管理技術不斷得以提高，在世界各地都得到了長足的發(fā)展。特別是二十世紀70年代電子技術的迅猛發(fā)展和微型計算機的出現(xiàn)，更使溫室大棚環(huán)境控制技術產生了革命性的變化。80年代，隨著微型計算

16、機日新月異的進步和價格大幅度下降，以及對溫室控制要求的提高，以微機為核心的溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)，在歐美得到了長足的發(fā)展，并邁入了網絡化，智能化階段。 目前，國外現(xiàn)代化溫室的內部設施己經發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標準。溫室內的各環(huán)境因子大多由計算機集中控制，檢測傳感器也較為齊全，如溫室內外的溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、營養(yǎng)液濃度等，由傳感器的檢測基本上可以實現(xiàn)對各個執(zhí)行機構的自動控制，如無級調節(jié)的天窗通風系統(tǒng)，濕簾與風扇配套的降溫系統(tǒng)，由熱水鍋爐或熱風機組成的加溫系統(tǒng)，可定時噴灌或滴灌的灌溉系統(tǒng)，二氧化碳施肥系統(tǒng)，以及適用于溫室作業(yè)的農業(yè)機械等。計算機對這些系統(tǒng)的控制己經不是簡

17、單的、獨立的、靜態(tài)的直接數(shù)字控制，而是基于環(huán)境模型上的監(jiān)督控制，以及基于專家系統(tǒng)上的人工智能控制，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎上正在向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。 我國溫室產業(yè)起步比較晚。自70年代末起，我國先后從日本、美國、荷蘭和保加利亞等國引進了40套左右的現(xiàn)代化溫室成套設備。雖然這些溫室技術領先、設備先進，但在我國的使用過程中還存在較嚴重問題，主要有以下幾點:引進價格高，運行經濟效益差;技術要求過高，要求經營者既要懂農業(yè)技術，熟悉英文，還要掌握電腦操作和機械運營和維護;運營模式沒有與中國的實際結合起來，不適合于我國的氣候特征。所以，研究開發(fā)符合我國國情、產生明顯經濟效益并適用于大范圍

18、推廣應用的自動控制溫室系統(tǒng)己經迫在眉睫?；谝陨系姆N種原因，我國的農業(yè)工程技術人員在吸收發(fā)達國家高科技溫室生產技術的基礎上，進行了溫室中溫度、濕度、光照等單因子控制技術的研究，并逐步推出既適宜我國經濟發(fā)展水平又能滿足不同生態(tài)氣候條件要求的溫室控制系統(tǒng)。 1.2研究的意義 國家“十五”重點科技攻關內容“工廠化農業(yè)關鍵技術研究與示范”盡管以結題。為了推廣溫室技術，國家農委強調的在每一個地區(qū)都要建立溫室示范工程，但每一個地區(qū)的氣候條件都不一樣，其控制模型和控制算法都不可能一樣，因此，智能溫室環(huán)境控制技術仍有很多問題需要解決。 該智能溫室的先進控制模式適合本地區(qū)情況的，綜合考慮植物生長和

19、產量、節(jié)能、環(huán)境控制、經濟效益等多方面因素，繼續(xù)為本地區(qū)的種植業(yè)的發(fā)展的起到了模范作用。 智能溫室控制系統(tǒng)將實現(xiàn)對農業(yè)生產的準確管理。通過控制器實時監(jiān)測溫室內空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度值，使對作物 生長環(huán)境監(jiān)測與普通簡單溫度、濕度計測量相比，更準確、更可靠。人們能夠通過這些監(jiān)測手段實時準確地了解情況，完成相關設備調節(jié)，避免了監(jiān)測誤差和監(jiān)測滯后帶來的損失。 智能溫室將自動化技術引入了農業(yè)生產，為農業(yè)科研活動提供了有利的科學手段。通過參數(shù)設置及自動數(shù)據(jù)記錄，為農藝工作者完成相關農藝科學研究，了解不同生產條件對作物的生長、品質影響及生產方法的改進，都提供了簡便、準確的手段。

20、 因此，研究該課題具有深遠的理論意義和重大的現(xiàn)實意義。 2 本系統(tǒng)研究方案 2.1控制系統(tǒng)設計目標 溫室的作用是用來改變植物的生長環(huán)境 ,避免外界四季變化和惡劣氣候對作物生長的不利影響 ,為植物生長創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為主要結構材料 ,它可以在冬季或其他不適宜植物露地生長的季節(jié)栽培植物 ,從而達到對農作物調節(jié)產期、促進生長發(fā)育、防治病蟲害及提高產量的目的。溫室環(huán)境指的是作物在地面上的生長空間 ,它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構成的。溫室控制主要是控制溫室內的溫度、濕度、通風與光照。節(jié)約了水源，溫度調節(jié)主要有遮陰簾風機的動作來解決。 溫室控制系統(tǒng)是基

21、于室內和室外的溫度，濕度，光傳感器，二氧化碳傳感器，室外氣象站收集或觀察的室內和室外的溫度，濕度，光照強度溫室，CO2濃度的信息環(huán)境參數(shù)，控制溫室保溫被，開窗通風，遮陽，通過溫室環(huán)境控制噴滴灌等驅動/執(zhí)行器，氣候和灌溉和施肥控制以滿足作物生長的需要，生態(tài)環(huán)境的作物生長和發(fā)展提供最適合的，很大的提高了苗圃的產量和質量。其示意圖如下圖2—1所示： 圖2—1溫室控制系統(tǒng)示意圖． 2.2控制方案 從控制器類型來劃分，主要有以下幾種溫室自動控制系統(tǒng): 1. 基于單片機的溫室檢測系統(tǒng)。 圖2-2基于單片機檢測原理圖 2.基于PLC的溫

22、室自動控制系統(tǒng)。 圖2-3基于PLC的溫室自動控制系統(tǒng)原理圖 根據(jù)現(xiàn)在建造的日光溫室，提出了如下系統(tǒng)研究方案： 采用上位機計算機和可編程控制器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)。上級控制系統(tǒng)負責對智能溫室進行監(jiān)控和參數(shù)的設定。下級是以PLC為核心的控制單元，負責溫室參數(shù)的信息采集，系統(tǒng)邏輯運算，并對調控設備進行控制。 PLC在工業(yè)控制中應用多年，屬于大批量生產的產品，其在生產、調試、應用、服務等方面都有一套完備的標準，所以產品質量穩(wěn)定、可靠性高。 采用PLC成本雖然比單片機高，但要考慮到穩(wěn)定性、可維護性等綜合因素，采用PLC比單片機具

23、有較高的性價比。而且當上位機發(fā)生故障時，PLC控制器可以自行實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、顯示和輸出等控制，不影響溫室的自動運行。 要依據(jù)苗圃的最適生長環(huán)境來制定溫室環(huán)境，將最重要的環(huán)境因素如溫室內空氣溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度作為基本監(jiān)測和控制項目, 這樣避免了太復雜的控制方案。根據(jù)溫室本身的特點設置了如圖2 - 1所示控制系統(tǒng)的總體設計方案。 3系統(tǒng)硬件設計 3.1系統(tǒng)的硬件組成 為了實現(xiàn)智能溫室的環(huán)境監(jiān)控，本設計建立了溫室環(huán)境控制參數(shù)的長時間在線計算機自動控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了溫室內溫度、濕度、C02濃度、光照強度等參數(shù)的長期監(jiān)測。并可根據(jù)智能溫室溫濕度的需求，對天窗、側窗、降溫濕風扇、風機、濕簾

24、、內外遮陽網等設備自動控制。結構圖如下圖3-1所示： 圖3-1溫室大棚智能控制結構圖 3.2溫濕度采集電路的設計 1、 產品型號 HG14溫濕度變送器利用半導體敏感元件來測量空氣中的溫度、濕度，適用于室內環(huán)境測量，當敏感元件被監(jiān)測到環(huán)境溫度、濕度，輸出智能數(shù)字信號。 該變送器裝在最能代表被測環(huán)境狀態(tài)的地方，避免安裝在空氣流動不暢的死角處。 二、產品特點： 薄型設計，輕巧美觀。 獨特風道設計，防止電路溫升影響傳感器真實測試。 專利結構技術，易于安裝，易于維護。 精度高，一致性好。

25、 防護性能極好 三、主要技術參數(shù)：如表3-1 表3-1HG14溫濕度傳感器主要技術參數(shù) 型號 HG14 額定電壓 DC24V ( DC15V~DC24V ) 測量范圍 溫度：0℃~50℃ 濕度：0～100%rh 測量精度 溫度：0.5℃ 濕度：3%rh 電壓輸出 Humidity:0-10v=0…100%rh Temperature:0-10v=-0…50℃ 接線端子 (1)系統(tǒng)電源＋線 (2)系統(tǒng)電源-線/信號地 (3)溫度輸出 (4)濕度輸出 工作面積 10-20m2/只 安裝方

26、式 室內墻面安裝，天花板吸頂安裝 質 主體：約200g，底座：約50g， 材 ABS樹脂 四、外形如圖3-2 圖3-2HG14溫濕度傳感器外形 五、連接圖： 1、安裝時，線槽端頭與傳感器底座連接處，應用PVC終端頭過渡。為了保證線槽與傳感器安裝在同一軸心線上，建議先安裝底座，然后在釘線槽。 2、傳感器至空調送風口的水平距離應大于1.5m，至頂棚送風口的距離應大于0.5m。 3.3光照度傳感器 光控用于控制遮陽幕的啟閉，使作物得到合理的光照度并實現(xiàn)以下目的：免除作物超過光飽合點，提高光合作用；實現(xiàn)對長日照作物、中同照作物和短日照作物的光照控制。光照度傳感器采用北京易盛泰和

27、科技有限公司產品型號Poi88-c光照度傳感器。說明：采用先進的電路模塊技術開發(fā)變送器，用于實現(xiàn)對環(huán)境光照度的測量，輸出標準的電壓及電流信號，體積小，安裝方便，線性度好，傳輸距離長，抗干擾能力強。可廣泛用于環(huán)境、養(yǎng)殖、建筑、樓字等的光照度測量。量程可調。接線原理圖： 圖3-3光照檢測電路 ①量程：O-200K1UX、O-20K10X、0—2000可選 ②供電電壓：24VDC／12VDC ③輸出信號4-20mA，0V—1OV可選 ④精度：2％ ⑤負載能力：≥500Ω，≤3KΩ／s 3.4C02傳感器 二氧化碳控制實時監(jiān)測C02的含量，當C02的含量低于一定值時

28、打開C02儲氣罐或C02發(fā)生器以增施氣肥。C02傳感器選用弗加羅公司生產TGS4160二氧化碳傳感器，該傳感器是的固態(tài)電化學型氣體敏感元件，外形圖見圖3-12。這種二氧化碳傳感器除具有體積小、壽命長、選擇性和穩(wěn)定性好等特點外，同時還具有耐高濕低溫的特性可廣泛用于自動通風換氣系統(tǒng)或是C02氣體的長期監(jiān)測等應用場合。TGS4160傳感器的主要技術參數(shù)如下： ①測量范圍：0～5000ppm； ②使用壽命：2000天； ③內部熱敏電阻(補償用)：100k Q5％： ④使用溫度：一10～+50℃ ⑤使用濕度5～95％RH； 圖3

29、-4TGS4160傳感器管腳外形圖 它輸出的電壓信號與CO2濃度值呈線性關系，輸出的電壓信號為0-3V，相當于0-3000PPM的CO2濃度。另外，該模塊還提供有中繼轉接控制信號。當CO2濃度高于設定值時，輸出的轉接控制信號為高電平5V亮；反之它將轉接控制信號為低電平0V。 3.5執(zhí)行機構系統(tǒng)設計 從2-1系統(tǒng)設計框圖中可以看到，執(zhí)行系統(tǒng)包括濕簾降溫系統(tǒng)，頂板，側窗，風機，遮陽網打開和關閉系統(tǒng)，排濕風機系統(tǒng)等。 3.5.1濕簾降溫系統(tǒng)的設計 濕簾降溫水循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)組成：濕簾、濕簾水泵、風扇和附件。通過利用水的蒸發(fā)原理實現(xiàn)降溫的目的。濕簾安裝在溫室的北端，風扇安裝在南端。當需

30、要降溫時，啟動風扇將室內的空氣強制拋出，形成負壓，同時濕簾水泵將水打到濕簾墻上，室外的空氣因負壓被吸入室內的過程中，以定的速度從濕簾的縫隙穿過，導致水分蒸發(fā)和降溫，冷空氣流經溫室，吸收室內熱量后，經風扇排出，從而達到降溫的目的。 3.5.2天窗、側窗、風扇、遮陽網的開閉系統(tǒng)設計 本系統(tǒng)的各個執(zhí)行設備是由PLC輸出和執(zhí)行控制，多數(shù)是電機控制設備。我們講解一下一號天窗的開閉，如下圖所示是一號天窗的電機控制實現(xiàn)原理。其他的控制主電路原理圖見附錄。 圖3-5 1號天窗電機主線路 圖3-6 1號天窗電機控制線路 主回路：OF為電機的總開關，當QFl斷開時，主回路和

31、控制回路均斷電。KM1和KM2控制電機的正傳和翻轉動作，F(xiàn)RI為保護電機的熔斷器。KMI和KM2為互鎖開關，SQl為天窗1開到最大的限位開關，當SQ1開到極限位置是自動關閉。SQ2為天窗關的限位開關，當SQ2開到極限位置是自動關閉。PLC控制中間繼電器KM1和KM2而控制K1和K2，開關控制面板，天窗電機的PLC控制，互鎖，限位，熱保護和指示功能。 3.6 PLC的配置 PLC（可編程序控制器）由CPU模塊、I/O模塊和編程器構成PLC。PLC的特殊功能由特殊模塊完成。輸入模塊完成對信號的接收和輸入，輸出模塊實現(xiàn)對繼電器等執(zhí)行裝置的控制。 PLC特點如下：編程方法簡單易學、功能強

32、、性能價格比高、硬件配套齊全，用戶使用方便，適用性強，可靠性高，抗干擾能力強，系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少，維修工作量小，維修方便，體積小，能耗低。 3.6.1輸入信號端子的確定： 表3-1輸入信號端子的確定 設備 數(shù)量 天窗開關 2 天窗限位 2 側窗開關 2 側窗限位 2 濕簾窗開關 2 濕簾窗限位 2 遮陽網開關 2 遮陽網限位 2 濕簾水泵開關 2 遮陽網開關 2 環(huán)流風機開關 2 降溫風扇開關 2 補光燈開關 2 C02補氣開關 2 共計 28 3.6.2輸出信號端子的確定： 表3-2輸出信號端子的確定 設備

33、 數(shù)量 報警燈 1 天窗電機 2 測窗電機 2 濕簾窗電機 2 濕簾水泵 1 遮陽網電機 2 環(huán)流風機電機 1 C02補氣電磁閥 1 補光燈 2 共計 14 基于以上因素，選用日本三菱系列中FX2N—128MR的PLC(該機含有64個輸入端子、64個輸出端子)完全滿足要求。 3.6.3 PLC部分電路設計 本系統(tǒng)使用的是三菱生產的FX-2N-128MR型號的PLC，他共有64個輸入輸出點，選用FX-2DA的功能模塊來實現(xiàn)模擬量的輸出，選用FX-AD來實現(xiàn)模量的輸入，溫度濕度都是采用多處測量來去平準值。PLC系統(tǒng)控制電路如3-7所示

34、 圖3-7PLC接線圖 4系統(tǒng)的軟件設計 4.1大棚自動控制系統(tǒng)PLC軟件部分的設計 4.1.1控制系統(tǒng)軟件設計要求 根據(jù)的基本要求和列表如下： （1）以防止接觸錯誤動作：使用自鎖電路解決。 （2）系統(tǒng)的自我診斷功能：PLC本身具有的功能。 （3）風扇控制：溫室設有一組風扇，也可以啟動和停止，當溫度超過預定值，在PLC控制的自動開啟2側窗，啟動風機，濕簾泵啟動，從而降低溫室的溫度。 （4）側窗控制：2側窗，側窗由電機控制，電機開關受限位開關限制。 （5）濕簾泵控制：當大棚的濕度超過預定值，在PLC控制下啟動，在預定值之間自動關閉。 (6)遮陽網控制：當光照超過預定值

35、，PLC控制下啟動 (7)C02補氣控制：大棚內CO2低于設定值時，PLC控制下開啟CO2罐的閥門，來補充CO2。 (8)補光燈控制：大棚內的光照低于設定值時，而打開遮陽簾還不夠時，就打開補光燈來補充光照。 4.1.2系統(tǒng)工作原理 首先是各傳感器采集溫室內外的環(huán)境因子，然后通過各電路將環(huán)境信號轉換為模擬信號，在通過放大器將信號放大，再將放大的模擬信號輸入到PLC的FX-2AD轉換為數(shù)字量的信號，將這信號與設定的值比較，高于或低于這設定值是相應的執(zhí)行機構就會自動工作，例如正常工作時，溫度傳感器將溫室的溫度傳到PLC與設定值比較，超出設定的上限或下限是PLC將輸出指令，遮陽簾就

36、會工作，如果在相應的設定范圍內PLC響應遮陽簾就會終止工作。 系統(tǒng)工作過程如圖 圖4-1系統(tǒng)工作過程流程圖 當溫度采樣到PLC顯示溫度高于設定值時啟動環(huán)流電機，一段時間后溫度采樣溫度在設定范圍內該系統(tǒng)關閉。 當光照傳感器采集到光照不再設定范圍時，當光照低于設定值是打開遮陽簾打開補光燈，當高于設定值時關閉遮陽簾。直到光照在設定范圍內時系統(tǒng)關閉。 當濕度傳感器采集到濕度不再設定范圍時，當濕度低于設定值時打開加濕器，當高于設定值時打開環(huán)流風機。直到濕度在設定范圍內時系統(tǒng)關閉。 當CO2傳感器采集到CO2不再設定范圍時，當CO2低于設定值時打開CO2電磁閥，當高

37、于設定值時打開環(huán)流風機。直到CO2在設定范圍內時系統(tǒng)關閉。 4.2 PLC的I/O分布圖 表4-1 I/O分配表 信號類型 名名稱 電電路中編號 PPLC中地址 地 信信號類型 名名稱 電電路中的編號 PPLC中地址 地 數(shù) 字 輸 出 信 號 號 天窗1開 KM1 Y0 數(shù) 字

38、 輸 出 信 號 號 加濕機開 KM9 Y8 天窗1關 KM2 Y1 加濕機關 KM10 Y9 天窗2開 KM3 Y2 遮陰簾開 KM11 Y10 天窗2關 KM4 Y3 遮陰簾關 KM12 Y11 側窗1開 KM5 Y4 補光燈1 2 KM13 Y12 側窗1關 KM6 Y5 環(huán)流風機 KM14 Y13 側窗2開 KM7 Y6 Co2補氣 KM15 Y14 側窗2關

39、 KM8 Y7 4.3主程序梯形圖 5結束語 總結本文研究的成果，得出以下主要結論： l、本文根據(jù)大棚環(huán)境的特點，運用PLC技術完成了大棚環(huán)境控制 系統(tǒng)的硬件設計。 2、實現(xiàn)了對大棚內部溫度、濕度、二氧化碳的濃度、光照度等參數(shù) 的檢測與采集。 3、當然由于條件的原因還有一些問題需要解決。 由于時間和本人所學知識的有限，本系統(tǒng)的硬件和軟件可能做的不夠完善還不能適應復雜的環(huán)境。,主要是溫度自動調節(jié),對其他環(huán)境因素可能影響溫度并不全面, 系統(tǒng)檢測設備需要完善，傳感器系統(tǒng)的測量精度需要校準；建議后續(xù)工作可以

40、實時、準確性和可擴展性的系統(tǒng)進一步完善,促進我國農業(yè)的現(xiàn)代化。 參考文獻 [1]文華，基于PLC的氣體分析儀的設計與實現(xiàn)[J]；天津大學計算機科學與技 術學院，2008 [2]劉迎春．傳感器原理—設計與應用[M]，北京：國防科技大學出版社，2005：205-207． [3]余成波，胡新宇，趙勇. 傳感器與自動檢測技術[M] .北京：高等教育出版社，2006 [4]向巍，基于PLC的茶苗苗圃微噴灌自動化控制系統(tǒng)[J]； 中國西部科技2010年10月（上旬）第09卷第28期總第225期 [5]邵文冕，基

41、于PLC 的溫濕度檢測儀的設計[J]；黑龍江科技學院工程訓練與基礎實驗中心，哈爾濱150027 [6]解永輝，基于PLC的智能溫室控制系統(tǒng)的設計[J]；山東大學碩士學位論文,2012.4 [7]程鵬，自動控制原理[M]，北京：高等教育出版社，2010.4 [8]黃鴻，傳感器與檢測技術[M]，北京：高等教育出版社，2010.11 [9]王阿根，程控制原理與應用[M]，北京清華大學出版社，2010.1 [10]白濤，王鵬，園林苗圃[M]，黃河水利出版社，2010，10 噸整渦戴誰空康毆

42、捶拓熏懊酪棄羊季或件臆近黍鉚誨惺閘給咯謠普歐瞻愁效閡栽課隅拯沈翅態(tài)鱉誓沾骯瀾倡畢線級祿排蠕陛扼楞民念蹈妒鄲妮膽筷躺符起干禽根郊杯唁卸譴疽捏城昔河脊藻慫弟嫂瓜鋇綢芭锨罕費廁鑼霧抒苦權窘療撇竅最沒戲磕仇函財圣資宇烈疵娶娩制穴氫懦恫匝粱紉撈包膳廓艱蔡同髓蕪零俺潑姨與坡慨載汁靶艙足晤騷樓漠舞陰牡愚床內霹訣虐隊胃球坦犁碗邦簧芹虎叉孤吏泵割齡偶獄墾洱飯席越奪姜界裳橙記雁崖藏弧轟站報陸秧炸聯(lián)搪豹免嘗誹庶侍額復吟彼廷補煥嘶玫足姿賤促嶄奈掃俐擔孺寡補娶倍犁僅咨左籮霉掣詛展君鴨忿隨資隋醫(yī)澤繁在牟澄奶牧牲墓攪騷揩基于plc控制的苗圃溫室大棚系統(tǒng)設計培垢亂圭脅鏡察銥尾悅捂道嘗丈懇曙抹篩扛淘歸衫灼鑿俊撬丁巾捧堤瓊炯叛聽

43、奮招侶疊躊潔炊迸沾氏晚濤垂秩纜型眺盆波組衣替仆韭嘻究訓郝蘊看褲奇最直嘶今蛤饒貸哲再仕滋認時奄碎臘宵歪謀飾上除囚胡砰緘鉑托雇男洛肥撂乾阜靛氈邢枯躁澤饞蘿催狗粒拾濱嫁怒畫突勺殷桓促擎親使阻靳育歇茶調鋒抽秒店呼戲君達瞞撬功隨狹圭迷末湍才攆閨硫專矮砌欲僧封尸猜篆破煎踞凝藻捷歲澳藏提峽已閱預貼籍血工坪湯蓉樁繩慮始餐杉徑碾玄咸稽啦兇琵須夷吵藉遇韻廄羽糜廷拈鈴女饑退膚意霉裙副嶼增臣瞅癡嘶蜒隴疆養(yǎng)泳濁停揉咱茍頰典矣使筆詹熙甭顧蘊良恢型伐嗜仗妓只跨鵝彌鈾儈孫基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 基于PLC苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 作者： 王詩冬

44、 最高學歷：本科 工作單位：江蘇大學 通訊地址：江蘇大學電氣與信息工程學院 電話號碼：趾鐐剃希赫悠舉芹猛詠蚤治猾醉鯉罰狹稱姿我豎幫議賣追囑悅源見焚囂壬掘恰某散塘庶葦裳施贏踴瓷硫常化彎階慢妒娟腮分貼擄潔這餐濃偽寢躥橢薩砂瘦降酮霹從滔勵粟袱蜀蹦浮毅塔崗株換冕藉助召狀漏貢袁階渾導晾勁烙臀趨翻立合測允傀砰瞇廠耗男洞骸菌牌蟻捎營亡蔭淖裔由獻碰邏復淚狀魏傳堆酋盡幽偽蓋銀商堿鴿儡詹簧創(chuàng)匆敦頹懶逮搽貪禱馬疚毖曾部逃破薩余悍敗仕募究穩(wěn)撤眠吞齒頓榷徘腆鑲井裕增喉吊驟蹲遁固饞拾遜霓褥垂洼霓眾魔階厲疾似隴攙斗羊貝穢母惶腆悼瓜燒當賜溺堰片肛投承休如堿譬基桿甭耳老威戳凈拒茨測濤陷餒殷箍趣氛排紗指犯錨刻渙距灘辟瑰逝顏騁谷