【基于PLC的智能溫室控制系統(tǒng)（論文）】

。我們采用遮陽簾和補(bǔ)光燈來進(jìn)行光照強(qiáng)度的調(diào)控。光照強(qiáng)度的單位為lx，在夏季的時(shí)候，光照直射情況下，光照強(qiáng)度可達(dá)到60000lx~100000lx，陰天的時(shí)候，室外的光照強(qiáng)度為1000lx~10000lx；本系統(tǒng)將取值28000lx。二氧化碳濃度：二氧化碳的作用主要是進(jìn)行光合作用，合適的二氧化碳濃度可以使農(nóng)作物更好的進(jìn)行光合作用。我們采用二氧化碳添加器來對二氧化碳濃度進(jìn)行調(diào)控。適合農(nóng)作生長的二氧化碳濃度需求為1000~1500ppm，本系統(tǒng)將取值為臨界點(diǎn)1000ppm。3.2控制系統(tǒng)的基任務(wù)本次設(shè)計(jì)的智能立體溫室大棚主要采用光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器和濕度傳感器來采集溫室大棚內(nèi)的光強(qiáng)、二氧化碳濃度和濕度信息，將傳感器采集到的環(huán)境因數(shù)值輸送到模擬量輸入模塊EM235，之后將模擬量與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)測量值與設(shè)定值不同時(shí)，可編程控制器將會(huì)控制通風(fēng)扇、熱風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、加熱器、二氧化碳添加器、遮陽簾等硬件設(shè)施，從而可以改變溫室中大棚的環(huán)境因素?？紤]到實(shí)際應(yīng)用的穩(wěn)定性和安全性，本設(shè)計(jì)設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)兩個(gè)模式，在自動(dòng)模式下，系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境參數(shù)的變化，用傳感器測得實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)，然后將環(huán)境參數(shù)輸送至PLC，根據(jù)不同情況控制設(shè)備的運(yùn)行。比如，當(dāng)溫度測量值高于設(shè)定值，PLC就會(huì)控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)行降溫（通風(fēng)扇正轉(zhuǎn)、冷風(fēng)機(jī)開啟）；當(dāng)溫度測量值低于設(shè)定值，PLC就會(huì)控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)行升溫（通風(fēng)扇反轉(zhuǎn)、熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、加熱器啟動(dòng)）；當(dāng)光照強(qiáng)度測量值高于設(shè)定值，PLC就會(huì)控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)行遮光（遮陽簾閉合）；當(dāng)光照強(qiáng)度低于測量值時(shí)，PLC就會(huì)控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)光（遮陽簾打開、補(bǔ)光燈開啟）；當(dāng)二氧化碳濃度測量值低于設(shè)定時(shí)，PLC就會(huì)控制相關(guān)設(shè)備添加二氧化碳（二氧化碳添加器開啟）。在手動(dòng)模式下，用戶可以自行控制設(shè)備的運(yùn)行，只需要撥動(dòng)相應(yīng)開關(guān)或按下相關(guān)設(shè)備按鈕，就可以根據(jù)需求控制溫室大棚內(nèi)的環(huán)境因數(shù)。自動(dòng)模式的優(yōu)點(diǎn)是很智能化，并且方便快捷，給用戶帶來極大的便利。手動(dòng)模式的優(yōu)點(diǎn)是可以更直接的改變環(huán)境因素，有更強(qiáng)的主動(dòng)性。無論在自動(dòng)模式還是手動(dòng)模式都可以按下緊急停止按鈕，這樣可以制止緊急情況的發(fā)生，不會(huì)給用戶帶來麻煩。3.3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)該系統(tǒng)基于PLC溫室應(yīng)用技術(shù)。它是一個(gè)集電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)于一體的溫室控制系統(tǒng)。本文的研究內(nèi)容是以PLC為核心的溫室智能控制系統(tǒng)。相關(guān)傳感器可以檢測溫度、光強(qiáng)、溫室氣體濃度等環(huán)境參數(shù)。風(fēng)扇、冷/熱溫室風(fēng)機(jī),遮陽簾、加熱器、和其他硬件裝置均由PLC控制系統(tǒng)控制、調(diào)節(jié)和控制溫室的環(huán)境因素,實(shí)現(xiàn)溫室的智能化控制目標(biāo)。3.4系統(tǒng)的控制方案為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，高效精確的溫室控制系統(tǒng)是必需的。PLC對測量結(jié)果進(jìn)行PLC處理,然后發(fā)出指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為確保設(shè)備的可靠工作。將傳感器測得的結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行比較，并通過軟件程序給出相應(yīng)的指令。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有成本低、節(jié)約資源、效益最大化，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。控制系統(tǒng)總框圖如圖2-1所示:圖4控制系統(tǒng)總框圖從圖中可以看出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、PLC系統(tǒng)和傳感器設(shè)備組成了溫室控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的核心是PLC控制系統(tǒng)。傳感器設(shè)備采集的結(jié)果通過EM235模擬輸入模塊發(fā)送到PLC。采集結(jié)果與給定值相比，驅(qū)動(dòng)裝置由輸出開關(guān)控制。詳細(xì)地說，按開始按鈕。系統(tǒng)啟動(dòng)后，光傳感器、溫度傳感器、CO2傳感器測量的信號(hào)由PLC進(jìn)行處理，輸出模塊輸出控制信號(hào)控制外部執(zhí)行裝置。若溫度過高，可以通過冷卻風(fēng)扇和通風(fēng)機(jī)來降低溫室內(nèi)的溫度。若溫度過低，傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，而熱風(fēng)扇，加熱器來提高房間的溫度。調(diào)節(jié)光強(qiáng)度的的設(shè)備是遮光簾和發(fā)光器;用來增加溫室氣體的設(shè)備是一種二氧化碳添加器。4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)組成了PLC控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，從主電路、電氣控制、電路、傳感器類型的選擇、PLC類型的選擇、PLC外部接線和EM235模擬量模塊的設(shè)計(jì)。4.1電氣控制系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)通風(fēng)設(shè)備類似于主電路的遮陽簾。都依靠電機(jī)的停止,和反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)和啟動(dòng)完成基本工作,不同的通風(fēng)設(shè)備和遮陽簾電動(dòng)機(jī)功率是有差異的,且遮陽簾電機(jī)有行程開關(guān),開關(guān)設(shè)備有發(fā)光體、CO2發(fā)生器、冷/熱風(fēng)機(jī)、加熱器，因此他們的工作原理是一樣的。控制系統(tǒng)的主電路如圖5所示。圖5控制系統(tǒng)的主電路圖從圖5可以看出，F(xiàn)R1-FR5熱繼電器起過載保護(hù)作用。FU1-FU7保險(xiǎn)絲起短路保護(hù)和過載保護(hù)作用。電動(dòng)機(jī)的啟/停和正反轉(zhuǎn)受主觸點(diǎn)KM1-KM9控制。4.2控制系統(tǒng)各個(gè)部分控制電路的設(shè)計(jì)開關(guān)設(shè)備和非開關(guān)設(shè)備組成了溫室控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。開關(guān)設(shè)備包括加熱器等；1.熱風(fēng)機(jī)為例介紹:（1）熱風(fēng)機(jī)的主電路保險(xiǎn)絲和熱繼電器在熱風(fēng)機(jī)的工作中起安全作用。下圖3-2是熱風(fēng)機(jī)的主電路圖：圖6熱風(fēng)機(jī)的主電路圖圖7熱風(fēng)機(jī)控制電路圖2.正反轉(zhuǎn)設(shè)備在執(zhí)行裝置中，遮陽簾和通風(fēng)機(jī)、遮陽簾等都是非開關(guān)裝置，即正向-反向裝置。因?yàn)樗鼈兊目刂齐娐吩肀容^相似。舉遮陽簾為例，進(jìn)行分析（1）遮陽簾主電路圖3-4是遮陽簾的主電路圖。從圖3-4中可以看出，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)受KM3和KM4控制。FU2保險(xiǎn)絲起安全作用。熱繼電器FR2起防止電機(jī)過載作用。圖8遮陽簾主電路圖（2）遮陽簾的控制電路遮陽簾控制的主電路圖如圖3-4所示。根據(jù)電路圖分析，手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)為SB1，按下主開關(guān)SB2，KM10導(dǎo)通，常開觸點(diǎn)閉合，形成自動(dòng)閉合；如果處于手動(dòng)模式，手動(dòng)變速開關(guān)和SB4開孔，則窗簾鎖定開關(guān)處于變速模式；如果SB4打開鑰匙以打開窗簾，則KM10處于打開狀態(tài)，觸點(diǎn)已正常打開和閉合，并且電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行；當(dāng)最大日照量達(dá)到SQ1時(shí)，通常觸點(diǎn)斷開，KM3斷開；當(dāng)電源開關(guān)SB4接通時(shí)，KM4接觸器被激活，通常斷開觸點(diǎn)將閉合，并且電動(dòng)機(jī)以相反的方向運(yùn)行。當(dāng)最后一個(gè)值達(dá)到最大值時(shí)，SQ2的閉合觸點(diǎn)通常處于斷開位置，KM4處于斷開位置，并且電動(dòng)機(jī)短路。SB3是緊急停止開關(guān)。當(dāng)SB3啟動(dòng)時(shí)，KM10關(guān)閉，常閉點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)停止。在自動(dòng)模式下，當(dāng)SB1返回到自動(dòng)位置時(shí)，陰影由PLC控制。當(dāng)KM3激活時(shí)，其常開點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)向前行駛且雨傘打開。當(dāng)KM4處于當(dāng)前狀態(tài)時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，遮陽簾處于閉合狀態(tài)。圖9遮陽簾控制電路圖4.3硬件選擇4.3.1PLC的型號(hào)選擇（1）控制系統(tǒng)所需要的I/O點(diǎn)數(shù)依據(jù)控制要求，首先確定所有輸入和輸出，確定PLC的I/O點(diǎn)。（2）選擇PLC的型號(hào)西門子PLC包括S7-200系列、S7-1200系列等。與S7-200配套使用的硬件有:編程器、操作面板、兼容PC等，CPU板、I/O板和電源組成了S7-200硬件結(jié)構(gòu)。此外，還有系統(tǒng)軟件和接口。本控制系統(tǒng)需要14個(gè)輸入、10個(gè)輸出。依照PLC硬件設(shè)計(jì)的需要，25%的備用點(diǎn)應(yīng)該被預(yù)留，有利于系統(tǒng)升級(jí)。盡管CPU-224的I/O點(diǎn)數(shù)也是14個(gè)輸入，10個(gè)輸出，可是無法預(yù)留I/O點(diǎn)數(shù)，給以后的升級(jí)帶來不便。因此，選擇CPU226，它有24輸入點(diǎn)、16輸出，下圖為西門子S7-200外形圖。圖10西門子S7-200的外形4.3.2PLC的I/O地址分配表依據(jù)溫室控制系統(tǒng)的要求，I/O地址分配表如表2所示表2I/O地址分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)名稱地址符號(hào)序號(hào)名稱地址符號(hào)1自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換I0.0SB11通風(fēng)電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.0KM12總啟動(dòng)I0.1SB22通風(fēng)電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.1KM23總停止I0.2SB33遮陽簾打開QO.2KM34窗簾開度I0.3SQ14遮陽簾關(guān)閉QO.3KM45窗簾關(guān)度I0.4SQ25熱風(fēng)機(jī)QO.4KM56遮陽簾打開I0.5SB46冷風(fēng)機(jī)QO.5KM67遮陽簾關(guān)閉I0.6SB47加熱器QO.6KM78通風(fēng)電機(jī)正轉(zhuǎn)I0.7SB58補(bǔ)光燈QO.7KM89通風(fēng)電機(jī)反轉(zhuǎn)I1.0SB59二氧化碳添加器Q1.0KM910熱風(fēng)機(jī)開/關(guān)I1.1SB610啟動(dòng)指示燈Q1.1KM1011冷風(fēng)機(jī)開/關(guān)I1.2SB712加熱器開/關(guān)I1.3SB813補(bǔ)光燈開/關(guān)I1.4SB914二氧化碳添加器開/關(guān)I1.5SB1015溫度傳感器AIW016光照度傳感器AIW217二氧化碳傳感器AIW44.3.3EM235模擬輸入模塊設(shè)計(jì)（1）EM235模擬輸入模塊簡介EM235模擬輸入模塊通過傳感器將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。本控制系統(tǒng)中有三個(gè)EM235模擬輸入，硬件設(shè)備需要EM235將標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入到PLC系統(tǒng)中進(jìn)行進(jìn)一步處理。本控制系統(tǒng)沒有采用模擬輸出，只采用了EM235模擬輸入。主電路的交流可通過EM235直接轉(zhuǎn)換成4-20毫安標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)，按線性比例輸出。系統(tǒng)可連續(xù)采集數(shù)據(jù)。EM235使用24V直流電壓的工作電源，有一個(gè)模擬輸出和四個(gè)模擬輸入，并通過DIP開關(guān)設(shè)置輸入信號(hào)的范圍。本控制系統(tǒng)模擬輸入模塊的范圍如下表3所示。表3模擬量模塊輸入范圍和開關(guān)分辨率單極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0-50mV12.5微伏OFFONOFFONOFFON0-100mV25微伏ONOFFOFFOFFONON0-500mV125微伏OFFONOFFONONON0-1V250微伏ONOFFOFFOFFOFFON0-5V1.25微伏ONOFFOFFOFFOFFON0-20mV5微安OFFONOFFOFFOFFON0-10V2.5微安通過對上表分析，SW1-SW2可以選擇模擬輸入的范圍。SW6確定模擬輸入的極性。SW6處于打開狀態(tài)時(shí)，模擬輸入是單極的。當(dāng)SW6關(guān)閉時(shí)，模擬輸入是雙極的。該控制系統(tǒng)采用單極性傳感器，選用0-20mA和0-5V范圍。通過調(diào)整上述步驟后，如果輸入0-20mA的模擬信號(hào)，則相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)結(jié)果為0-32000或設(shè)置所需的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。3.3.4PLC硬件接線圖控制系統(tǒng)采用S7-200系列CPU226和EM235模擬輸入。硬件部分接線圖如11所示圖11PLC接線圖4.4傳感器型號(hào)選擇（1）溫度傳感器溫度是反映環(huán)境質(zhì)量的重要參數(shù)。依據(jù)控制的需求,溫度傳感器的選用了基恩士公司的FT-H50系列中低溫，超長距離數(shù)字紅外傳感器。穩(wěn)定性高，傳感器小巧，貼在熱電堆上檢測溫度響應(yīng)，遠(yuǎn)紅外吸收膜非常薄，可以有效地檢測，快速可靠地吸收熱量，有效地提高了熱電響應(yīng)，傳感器設(shè)置簡單。外觀圖如圖12所示圖12溫度傳感器FT-H50該傳感器的主要性能指標(biāo)如下：溫度檢測范圍：-50～520℃；環(huán)境溫度：-10到55°C，無凍結(jié)相對濕度：35到85%，無凝結(jié)④抗震性：10到55Hz，雙倍振幅：1.5mm，X，Y，Z軸方向各2小時(shí)重復(fù)精度：±0.5°C（2）光照傳感器對遮陽簾的開關(guān)進(jìn)行控制，讓作物光照程度合理，達(dá)到以下目標(biāo):防止作物超過光飽和點(diǎn)，增強(qiáng)光合作用；合理控制不同光照水平的作物。光傳感器主要適用于光強(qiáng)測量，其工作原理是將光強(qiáng)值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓，主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。根據(jù)系統(tǒng)控制要求，選用的光傳感器為基恩士公司的LR-W500C光傳感器。該傳感器用于檢測環(huán)境光照、輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)和電流信號(hào)。它體積小，安裝方便，傳送距離遠(yuǎn)，抗干擾本領(lǐng)好，可分辨顏色、物體的差異，不易受工件角度、距離的影響。其結(jié)構(gòu)如圖13所示.圖13光照傳感器LR-W500C結(jié)構(gòu)圖電源電壓：10至30VDC包含紋波(P-P)10%、Class2或LPS消耗電流：24VDC時(shí)65mA以下，12VDC時(shí)120mA環(huán)境光照：白熾燈：10,000lux以下、陽光：20,000lux以下④環(huán)境溫度：-20至+50°C⑤相對濕度：35至85%RH（3）二氧化碳濃度傳感器CO2控制系統(tǒng)實(shí)監(jiān)測CO2的含量。當(dāng)若C02含量比給定值小時(shí)，CO2儲(chǔ)氣罐處于被開啟狀態(tài)或通過CO2發(fā)生器來施加氣肥。選用TGS4160型固態(tài)電化學(xué)氣體傳感器作為CO2傳感器。體積小巧、壽命長、可靠性性好等優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖14所示:圖14二氧化碳傳感器TGS4160內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖TGS4160傳感器的主要技術(shù)參數(shù)如下：測量范圍：300-50,000ppm對二氧化碳CO2濃度有高靈敏度賴濕性低，使用壽命長。④使用溫度：-10～+50℃5控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1STEP7

Micro/Win軟件簡介STEP7-MICRO/WIN是西門子公司專門為S7-200系列PLC的開發(fā)而設(shè)計(jì)的，是在Windows操作系統(tǒng)才能使用的軟件，它的功能應(yīng)用很廣泛，操作也非常的便利，能夠快速學(xué)會(huì)使用。該軟件支持中文界面。它的基本功能是建立和編輯用戶的程序，并且可以即時(shí)的修改，并且可以實(shí)時(shí)編譯和調(diào)試運(yùn)行監(jiān)控程序。5.2控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)思路系統(tǒng)當(dāng)處于自動(dòng)模式的情況下時(shí)，PLC處于運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)將設(shè)定值與傳感器測得的環(huán)境因素測量值值進(jìn)行比較，當(dāng)測得的光強(qiáng)高于規(guī)定值時(shí)，PLC發(fā)出相應(yīng)的命令，控制遮陽簾的關(guān)閉和補(bǔ)光燈的打開；反之，當(dāng)測得的光強(qiáng)低于規(guī)定值時(shí)，PLC發(fā)出相應(yīng)命令，打開遮陽簾。如果測得的溫度高于設(shè)定值，PLC應(yīng)發(fā)出啟動(dòng)冷卻風(fēng)扇和風(fēng)扇正向旋轉(zhuǎn)的命令；如果測量的溫度低于設(shè)定值，PLC發(fā)送命令啟動(dòng)風(fēng)扇并轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇。如果測得的二氧化碳濃度低于目標(biāo)值，SPS將發(fā)出啟動(dòng)二氧化碳發(fā)生器以增加濃度的命令。如果測量的環(huán)境因素與目標(biāo)相同，系統(tǒng)將禁用相應(yīng)的硬件以保持環(huán)境穩(wěn)定性。通過溫室氣體濃度獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)與控制系統(tǒng)的聲明值進(jìn)行比較。如果測量值超過聲明值，相應(yīng)命令將通過發(fā)出SPS控制冷卻風(fēng)扇的開啟和通風(fēng)系統(tǒng)（溫室氣體）的正向運(yùn)行；如果測量值低于規(guī)定值，則打開加熱器和風(fēng)扇以加熱溫室，并允許風(fēng)扇以相反方向運(yùn)行（將外部空氣插入溫室）。如果溫室的照度小于規(guī)定值，系統(tǒng)應(yīng)打開陽光和光束；如果溫室燈光強(qiáng)度超過指定值，系統(tǒng)將關(guān)閉遮蔭。如果溫室二氧化碳濃度低于規(guī)定值，系統(tǒng)將打開二氧化碳控制閥。如果溫度室內(nèi)的值等于規(guī)定值，則應(yīng)關(guān)閉相應(yīng)的設(shè)備，并保持環(huán)境值。溫室內(nèi)不同的作物對自然環(huán)境有不同的要求。該系統(tǒng)將其領(lǐng)域中的價(jià)值作為研究參考。溫室的溫度為25-30℃，以LX為光照強(qiáng)度單位，因此30000lx為系統(tǒng)的光照強(qiáng)度。5.3控制系統(tǒng)程序流程圖圖15溫室控制系統(tǒng)流程圖溫度控制流程圖，如下圖16所示:圖16溫度控制流程圖光照控制流程圖，如圖17：圖17光照控制流程圖CO2濃度控制流程圖，如圖18：圖18CO2濃度控制流程圖5.4控制程序設(shè)計(jì)及分析（1）自動(dòng)/手動(dòng)切換圖19自動(dòng)/手動(dòng)切換圖如圖19所示，自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換是I0.0，總啟動(dòng)是I0.1，若I0.1等于1，Q1.1通電，啟動(dòng)燈亮，I0.2為總停止，當(dāng)I0.0=1,I0.1=1時(shí)，中間繼電器M0.0通電。溫度控制圖20自動(dòng)情況下溫度控制圖如圖4-6所示，若中間繼電器M0.0處于通電狀態(tài)，系統(tǒng)以自動(dòng)方式運(yùn)行。若AIW0小于28時(shí)，中間繼電器M0.3將處于通電狀態(tài)，加熱設(shè)備將會(huì)被啟動(dòng)。圖21手動(dòng)情況下溫度控制圖如圖22所示，如果中間繼電器M0.1處于通電狀態(tài)，系統(tǒng)將手動(dòng)操作。相關(guān)的按鈕將會(huì)被控制——I0.7為通風(fēng)機(jī)向正向運(yùn)轉(zhuǎn)、I1.0為反向運(yùn)轉(zhuǎn)、I1.1為熱風(fēng)機(jī)、I1.2為冷風(fēng)機(jī)、I1.3為加熱器。人工控制溫室溫度。圖22通風(fēng)扇正轉(zhuǎn)圖如圖23所示，在溫度控制過程中，控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。單刀雙擲開關(guān)被撥至“通風(fēng)扇正向運(yùn)轉(zhuǎn)”，中間繼電器M0.4處于通電狀態(tài)，通風(fēng)扇處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。圖23通風(fēng)扇反轉(zhuǎn)圖如圖24所示，如果溫度傳感器的溫度檢測值低于手動(dòng)模式下的規(guī)定溫度，中間繼電器m0.3打開，風(fēng)扇在溫度控制中旋轉(zhuǎn)，風(fēng)扇向前旋轉(zhuǎn)，將室外空氣引入溫室，與室外空氣進(jìn)行交換；在手動(dòng)模式下，控制風(fēng)扇向前和向后旋轉(zhuǎn)的SPDT開關(guān)設(shè)置為“通風(fēng)風(fēng)扇向后旋轉(zhuǎn)”，中間繼電器m0.5充電，風(fēng)扇反轉(zhuǎn)。圖24熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)圖如圖25所示，如果溫度傳感器確定的溫度值低于手動(dòng)模式下指示的溫度值，則中間繼電器M0.3打開，熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。圖25冷風(fēng)機(jī)啟動(dòng)圖圖26加熱器啟動(dòng)圖如圖26所示，在自動(dòng)模式下，當(dāng)光傳感器測得的光強(qiáng)度高于規(guī)定值時(shí)，平均繼電器M2.0通電，遮陽板關(guān)閉以阻擋光線。4.二氧化碳濃度控制圖27二氧化碳濃度自動(dòng)控制就像Abb一樣。27，則通過整數(shù)比較命令將二氧化碳濃度傳感器的測量值與設(shè)定值“1000ppm”進(jìn)行比較。如果Aiw4低于1000，則中間繼電器M3.0通電，并向溫室中添加二氧化碳。圖28二氧化碳濃度手動(dòng)控制如圖28所示，當(dāng)中間繼電器m0.1接通時(shí)，系統(tǒng)處于手動(dòng)模式。通過控制二氧化碳控制閥I1.5，可以手動(dòng)控制溫室內(nèi)的二氧化碳濃度。如圖29所示，以溫度任務(wù)處理程序?yàn)槔?。此控制系統(tǒng)中使用的傳感器是單極性的，因此使用0-20mA和0-5V范圍。首先將SPS與給定的默認(rèn)值進(jìn)行比較。如果溫度不在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)，PLC將發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶钜詫?shí)時(shí)設(shè)置溫度。圖29溫度模擬量處理程序

5.5控制系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)計(jì)溫室控制系統(tǒng)接管西門子TP177B觸摸屏。對于環(huán)境參數(shù)，在觸摸屏界面上設(shè)置上下限值和實(shí)時(shí)值。系統(tǒng)控制區(qū)域也使用手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，以方便用戶切換。同時(shí)，屏幕上使用停止、報(bào)警和啟動(dòng)開關(guān)。在設(shè)計(jì)觸摸屏?xí)r，可以通過仿真軟件對其進(jìn)行仿真。系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)計(jì)如圖30所示。圖30觸摸屏設(shè)計(jì)6結(jié)論本文分析了我國智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，并以建立智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)為前提。與SPS技術(shù)一起，開發(fā)、測試和實(shí)施了許多智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)，以收集從溫室環(huán)境到自動(dòng)遠(yuǎn)程控制的數(shù)據(jù)。智能系列控制的設(shè)計(jì)基于西門子S7-200SPS系列?？刂颇Ｊ椒譃槭謩?dòng)和自動(dòng)兩種。它通常在自動(dòng)模式下工作。在緊急情況下，切換到手動(dòng)模式。當(dāng)控制系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，傳感器檢測環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，如溫度、光強(qiáng)和二氧化碳濃度，并將測量值與控制系統(tǒng)的規(guī)定值進(jìn)行比較。如果觀察到的溫度和其他數(shù)據(jù)值超過規(guī)定值，SPS應(yīng)提供適當(dāng)?shù)恼f明，以打開冷卻風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)。如果設(shè)定值低于規(guī)定值，加熱器和熱風(fēng)風(fēng)扇開始加熱溫室，風(fēng)扇朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果熒光燈的強(qiáng)度小于規(guī)定值，則打開屏幕并將燈充滿。如果溫室內(nèi)的光線超過一定值，請關(guān)閉屏幕。如果溫室內(nèi)的二氧化碳濃度低于一定值，打開二氧化碳控制閥添加二氧化碳。如果溫室內(nèi)的測量值等于規(guī)定值，設(shè)備將停止工作并保持該值。此外，溫度監(jiān)測系統(tǒng)還有一些局限性：（1）由于傳感器抗干擾能力弱，輸出信號(hào)電導(dǎo)率弱，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。（2）實(shí)際設(shè)計(jì)過程中沒有考慮系統(tǒng)的散熱，這影響了系統(tǒng)的合理高效運(yùn)行。雖然在不同的室溫下，溫度可以控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，但由于調(diào)節(jié)時(shí)間長，系統(tǒng)的適應(yīng)性不夠強(qiáng)。參考文獻(xiàn)[1]馮毅,吳必瑞.基于組態(tài)王和PLC的蔬菜溫室溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2015,36（1）：132-135.[2]孫凱.基于單片機(jī)的智能溫室控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2008，27(8):101-103．[3]孫碩碩,郭劉飛.智能溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].黃河科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2019,21（2）：76-78.[4]莫浩然,徐曉輝,張圣明,張鈺輝.多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2017，25（07）：144-147.[5]吳世海,鐘國榮,鮑義東.基于PLC的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].技術(shù)分析，2019.08.：67-69[6]郁漢琪,郭健.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2004.[7]蔡建華,溫秀蘭.計(jì)算機(jī)測控技術(shù)[M].東南大學(xué)出版社，2016.12.[8]翟玉芳.可編程序控制器的進(jìn)展與集散控制系統(tǒng)[J].渝州大學(xué)學(xué)報(bào)(02):69-73.[9]崔金玉,唐紅霞,郝利麗.電路中的理論計(jì)算及應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].黑龍江大學(xué)出版社，2014.06.[10]王海濤.基于S7-200-PLC的褐煤滾筒干燥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].華北理工大學(xué),2018[11]張萬忠,劉明芹.電氣與PLC控制技術(shù)（第二版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011.06.[12]王華威.智能溫室大棚系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].武漢輕工大學(xué),2018.[13]韓素云.氣