【基于PLC的大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文）6800字】

摘要在智能溫室大棚的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，采用可編程控制器作為主控制單元，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的溫度和濕度的檢測(cè)，并且對(duì)光照度進(jìn)行檢測(cè)，完成智能溫室大棚的各種設(shè)備的打開和關(guān)閉功能。采用三菱FX2N系列可編程控制器進(jìn)行外部命令輸入和外部執(zhí)行單元的輸出控制。按照功能設(shè)計(jì)思路要求，對(duì)可編程控制器接線圖等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，根據(jù)功能要求，分析系統(tǒng)功能流程，完成梯形圖的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，達(dá)到了基本的自動(dòng)控制功能。關(guān)鍵詞：溫濕度檢測(cè)；智能溫室大棚；可編程控制器；MCGS目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 31.緒論 51.1研究的目的和意義 51.2課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 61.3課題研究的思路 62.智能大棚的總體設(shè)計(jì) 72.1智能大棚的設(shè)計(jì)要求 72.2智能大棚的方案分析 82.3設(shè)計(jì)方案的確定 83.智能大棚的硬件設(shè)計(jì) 93.1系統(tǒng)的I/O分配設(shè)計(jì) 93.2系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì) 103.3系統(tǒng)的PLC電路設(shè)計(jì) 113.4系統(tǒng)的模擬量電路設(shè)計(jì) 124.溫室大棚的軟件設(shè)計(jì) 134.1系統(tǒng)的功能流程設(shè)計(jì) 134.2模擬量處理程序設(shè)計(jì) 154.3手動(dòng)程序設(shè)計(jì) 164.4自動(dòng)程序設(shè)計(jì) 174.5系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)計(jì) 18參考文獻(xiàn) 19附錄一 221.緒論1.1研究的目的和意義在農(nóng)業(yè)發(fā)展的今天，智能溫室大棚作為發(fā)展的趨勢(shì)，其應(yīng)用越來越廣泛。智能溫室大棚的種植使人們?cè)谌魏渭竟?jié)都可以嘗到新鮮的蔬菜和水果。對(duì)于智能溫室大棚的環(huán)境，影響到農(nóng)作物生長(zhǎng)的因素主要包含了溫室內(nèi)的溫度、濕度以及光照度。當(dāng)智能溫室大棚內(nèi)的溫度和濕度以及光照度達(dá)到了植物生長(zhǎng)的要求，才能使植物按照預(yù)期的目標(biāo)生長(zhǎng)，達(dá)到比較理想的效果。本設(shè)計(jì)主要按照智能溫室大棚的農(nóng)作物生長(zhǎng)的依賴條件，對(duì)溫度、濕度和光照度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并控制大棚的各種設(shè)備，達(dá)到調(diào)節(jié)各種參數(shù)的控制目的。1.2課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容在智能溫室大棚的控制中，根據(jù)智能溫室大棚的使用面積，對(duì)溫度參數(shù)進(jìn)行三個(gè)傳感器的檢測(cè)，對(duì)反饋的溫度值進(jìn)行求平均值，從而和溫度上限值以及下限值比較，對(duì)保溫簾和噴淋泵進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。對(duì)濕度參數(shù)也進(jìn)行三個(gè)傳感器的檢測(cè)，對(duì)反饋的濕度值進(jìn)行求平均值，與濕度上限值以及下限值比較，對(duì)加濕器和風(fēng)干機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。對(duì)光照度度參數(shù)也進(jìn)行三個(gè)光照度傳感器的檢測(cè)，對(duì)反饋的光照度值進(jìn)行求平均值，與光照度上限值以及下限值比較，對(duì)遮陽(yáng)簾和補(bǔ)光燈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式，采用可編程控制器作為控制單元，采用上位機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)單元，對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，通過仿真運(yùn)行達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。1.3課題研究的思路根據(jù)對(duì)大棚環(huán)境智能的設(shè)計(jì)內(nèi)容要求，設(shè)計(jì)思路是采用順序控制和經(jīng)驗(yàn)控制的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，確定大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，具體的設(shè)計(jì)思路如下：（1）對(duì)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和基本功能要求進(jìn)行分析，明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，完成系統(tǒng)的控制方案。（2）通過最佳設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行系統(tǒng)輸入和輸出部分的確定，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行分析。（3）繪制系統(tǒng)控制方案原理圖，按照該方案框圖進(jìn)行硬件和軟件分布設(shè)計(jì)。（4）大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的硬件選型設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包含PLC的選型、傳感器元件的選型和電動(dòng)機(jī)的選型等，設(shè)計(jì)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的I/O分配表。（5）采用AUTOCAD繪圖軟件設(shè)計(jì)電氣接線圖，特別是可編程控制器的電氣接線圖，對(duì)輸入部分電路，輸出部分電路以及電源電路進(jìn)行分別設(shè)計(jì)和說明。（6）繪制大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的功能流程圖，，按照功能流程圖的設(shè)計(jì)，進(jìn)行梯形圖的設(shè)計(jì)，詳細(xì)實(shí)現(xiàn)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的各個(gè)功能。（7）通過系統(tǒng)的上位機(jī)軟件，對(duì)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)各個(gè)功能監(jiān)控和仿真。對(duì)每個(gè)分部的功能進(jìn)行仿真和修改，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求。2.智能大棚的總體設(shè)計(jì)2.1智能大棚的設(shè)計(jì)要求智能溫室大棚的使用主要依靠溫度、濕度以及光照度來滿足植物生長(zhǎng)的條件，為了更好的滿足植物生長(zhǎng)條件，需要對(duì)智能溫室大棚的溫度、濕度、光照度這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制。對(duì)著三個(gè)參數(shù)分別輸入到可編程控制器的模擬量輸入模塊，對(duì)實(shí)時(shí)反饋的溫度值進(jìn)行系統(tǒng)的溫度上限值和下限值比較，控制保溫簾和噴淋泵的打開和關(guān)閉；對(duì)實(shí)時(shí)反饋的濕度值進(jìn)行系統(tǒng)的濕度上限值和下限值比較，控制加濕器和風(fēng)干機(jī)的打開和關(guān)閉；對(duì)實(shí)時(shí)反饋的光照度值進(jìn)行系統(tǒng)的光照度上限值和下限值比較，控制遮陽(yáng)簾和補(bǔ)光燈的打開和關(guān)閉。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本控制要求，具體分析如下：（1）在智能溫室大棚內(nèi)，對(duì)每個(gè)參數(shù)采用三個(gè)傳感器在不同的區(qū)域進(jìn)行溫度、濕度、光照度的檢測(cè)。將這些檢測(cè)值反饋到可編程控制器，實(shí)現(xiàn)平均值的計(jì)算，對(duì)平均值進(jìn)行上限值和下限值的比較，控制相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行。（2）對(duì)于溫度的控制，上限值設(shè)置為30攝氏度，下限值設(shè)置為20攝氏度。當(dāng)溫度反饋值高于上限值30攝氏度時(shí)，將打開噴淋泵，為智能溫室大棚降溫。當(dāng)溫度反饋值低于下限值20攝氏度時(shí)，將打開保溫簾為智能溫室大棚保溫。（3）對(duì)于濕度的控制，上限值設(shè)置為70RH，下限值設(shè)置為50RH。當(dāng)濕度反饋值高于上限設(shè)定值70RH時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)干機(jī)。當(dāng)濕度反饋值低于下限值50RH時(shí)，啟動(dòng)加濕器。（4）對(duì)于光照度的控制，上限值設(shè)置為60%，下限值設(shè)置為50%。當(dāng)光照度反饋值高于上限值時(shí)，將打開遮陽(yáng)網(wǎng)，當(dāng)光照度反饋值低于下限值時(shí)，將打開補(bǔ)光燈。2.2智能大棚的方案分析根據(jù)本設(shè)計(jì)的大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)而言，為了實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的控制要求和功能，并且滿足后期升級(jí)改造方便，開發(fā)周期小，采用可編程控制器作為本設(shè)計(jì)的控制單元，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，為了滿足大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的可視化管理，需要對(duì)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)修改，查詢當(dāng)前的報(bào)警信息等，需要設(shè)計(jì)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的上位機(jī)。通過對(duì)上位機(jī)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，將上位機(jī)和可編程控制器之間進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。上位機(jī)的設(shè)計(jì)包含了驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)置、通訊變量的設(shè)計(jì)、畫面的設(shè)計(jì)和報(bào)表設(shè)計(jì)、動(dòng)畫設(shè)計(jì)、命令語言的編譯等，通過這些設(shè)計(jì)步驟，可以實(shí)現(xiàn)可編程控制器和上位機(jī)之間的相互通信和信息顯示，反應(yīng)當(dāng)前大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的工況。所以按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，綜合考慮采用可編程控制器+上位機(jī)的控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)以上的設(shè)計(jì)，按照智能溫室大棚的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。2.3設(shè)計(jì)方案的確定對(duì)于智能溫室大棚控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能描述，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的系統(tǒng)的溫度和濕度、對(duì)光照度進(jìn)行檢測(cè)，完成設(shè)備的打開和關(guān)閉功能。智能溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包含通過溫度檢測(cè)控制保溫簾和噴淋泵、通過濕度檢測(cè)控制加濕器和風(fēng)干機(jī)，通過光照度檢測(cè)控制補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)簾等功能。對(duì)智能溫室大棚控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，綜合考慮采用可編程控制器+上位機(jī)的控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，在手動(dòng)控制方式中，主要按照相關(guān)的設(shè)備啟停按鈕對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟停。自動(dòng)控制的方式中，主要通過傳感器的反饋值和設(shè)定上下限值比較來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。輸入部分主要包括：?jiǎn)⑼０粹o、手自動(dòng)模式、手動(dòng)啟停、故障檢測(cè)等；系統(tǒng)輸出部分包括運(yùn)行指示、報(bào)警指示、手自動(dòng)選擇指示、噴淋泵、保溫簾等設(shè)備輸出。具體的設(shè)計(jì)方案圖如下所示。圖2-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制方案圖3.智能大棚的硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的I/O分配設(shè)計(jì)對(duì)于智能溫室大棚控制系統(tǒng)來說，需要考慮各種輸入信號(hào)功能和輸出信號(hào)功能，通過方案的描述，和可編程控制器的選型，以及充分考慮系統(tǒng)各種信號(hào)的采集輸入和執(zhí)行單元的輸出功能，按照基本分配的原則，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)的分配。輸入輸出點(diǎn)的分配主要有利于系統(tǒng)的接線圖設(shè)計(jì)，可以按照I/O分配的具體要求，對(duì)可編程控制器接線圖的輸入部分和輸出部分進(jìn)行線路設(shè)計(jì)，規(guī)定每個(gè)輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的具體功能。系統(tǒng)的輸入點(diǎn)分配原則是先進(jìn)行按鈕或旋鈕的分配，再進(jìn)行外部傳感器輸入分配，再進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)信號(hào)分配；系統(tǒng)的輸出點(diǎn)分配原則是先進(jìn)行執(zhí)行單元的分配，再進(jìn)行系統(tǒng)指示的分配等。具體的I/O分配設(shè)計(jì)如下表所示。表3-1I/O分配設(shè)計(jì)表輸入地址系統(tǒng)功能輸出地址系統(tǒng)功能X0啟動(dòng)按鈕Y0運(yùn)行指示燈X1停止按鈕Y1報(bào)警指示燈X2手動(dòng)模式Y(jié)2手動(dòng)指示燈X3自動(dòng)模式Y(jié)3自動(dòng)指示燈X4噴淋泵啟動(dòng)Y4噴淋泵X5噴淋泵停止Y5保溫簾開X6保溫簾開啟Y6保溫簾關(guān)X7保溫簾關(guān)閉Y7濕簾X10保溫簾停止Y10風(fēng)干機(jī)X11水簾啟動(dòng)Y11遮陽(yáng)網(wǎng)開X12水簾停止Y12遮陽(yáng)網(wǎng)關(guān)X13風(fēng)干機(jī)啟動(dòng)Y13補(bǔ)光燈X14風(fēng)干機(jī)停止X15遮陽(yáng)網(wǎng)開啟X16遮陽(yáng)網(wǎng)關(guān)閉X17遮陽(yáng)網(wǎng)停止X20補(bǔ)光燈打開X21補(bǔ)光燈關(guān)閉X22故障檢測(cè)3.2系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)根據(jù)智能溫室大棚控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和方案,對(duì)系統(tǒng)的主電路進(jìn)行設(shè)計(jì),系統(tǒng)主電路主要為電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì),該電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)自鎖啟停控制、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，在主電路設(shè)計(jì)中，QF為斷路器的電氣符號(hào)、KM為接觸器的電氣符號(hào)，F(xiàn)R為熱繼電器的電氣符號(hào)。具體的主電路圖如下圖所示。在系統(tǒng)為正轉(zhuǎn)自鎖控制時(shí)，主要按照可編程控制器發(fā)出接觸器吸合的控制指令，此時(shí)接觸器線圈得電，主觸點(diǎn)吸合，電動(dòng)機(jī)可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，如果可編程控制器發(fā)出主接觸器斷開的控制指令，此時(shí)接觸器線圈失電，主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，這樣就形成了自鎖控制電路。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過流或短路故障時(shí)，斷路器迅速動(dòng)作斷開。當(dāng)熱繼電器發(fā)生故障時(shí)，可編程控制器收到故障保護(hù)指令，將主觸點(diǎn)自動(dòng)斷開。在系統(tǒng)為正反轉(zhuǎn)控制時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制需要兩臺(tái)接觸器互鎖進(jìn)行，主要按照可編程控制器發(fā)出電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的控制指令，此時(shí)正轉(zhuǎn)接觸器線圈得電，主觸點(diǎn)吸合，電動(dòng)機(jī)可以正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，如果可編程控制器發(fā)出電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的控制指令，此時(shí)反轉(zhuǎn)接觸器線圈得電，主觸點(diǎn)吸合，電動(dòng)機(jī)可以反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器之間互鎖，不能同時(shí)接通。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過流或短路故障時(shí)，斷路器迅速動(dòng)作斷開。當(dāng)熱繼電器發(fā)生故障時(shí)，可編程控制器收到故障保護(hù)指令，將主觸點(diǎn)自動(dòng)斷開。圖3-1主電路設(shè)計(jì)原理圖3.3系統(tǒng)的PLC電路設(shè)計(jì)可編程控制器的接線設(shè)計(jì)主要包含了三個(gè)部分，首先是電源部分的設(shè)計(jì)，按照可編程控制器的選型，PLC的電源電壓等級(jí)為AC220V，輸入部分和輸出部分的電壓等級(jí)和電源電壓等級(jí)相同，電源采用DZ47-60的2P開關(guān)進(jìn)行電源的通斷。其次為輸入部分設(shè)計(jì)，不同的電器元件，電氣符號(hào)不相同，輸入部分的公共端子為正極端子，接入電器元件的一端，另一段子為相應(yīng)的PLC輸入端子?？删幊炭刂破鞯慕泳€設(shè)計(jì)主要包含了三個(gè)部分，首先是電源部分的設(shè)計(jì)，按照可編程控制器的選型，PLC的電源電壓等級(jí)為AC220V，輸入部分和輸出部分的電壓等級(jí)和電源電壓等級(jí)相同，電源采用DZ47-60的2P開關(guān)進(jìn)行電源的通斷。其次為輸入部分設(shè)計(jì)，按照I/O分配的要求，對(duì)每個(gè)地址的輸入點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)接入，并且對(duì)電器元件的符號(hào)進(jìn)行命名，不同的電器元件，電氣符號(hào)不相同，輸入部分的公共端子為正極端子，接入電器元件的一端，另一段子為相應(yīng)的PLC輸入端子。比如X0，該電器元件的類型為按鈕，命名為SB1，該按鈕的一端接入公共線AC220V，另一端子接入可編程控制器的X0端子，當(dāng)X0的電器元件接通時(shí)，X0得電輸入，相應(yīng)的輸入指示燈亮，表示該點(diǎn)已經(jīng)有信號(hào)輸入。再次為輸出部分設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的執(zhí)行單元或指示燈，進(jìn)行命名設(shè)計(jì)，不同的執(zhí)行單元，電氣符號(hào)不相同。比如Y0，該執(zhí)行電器元件為KM1，線圈的一端接線為公共端0V，線圈的另一端接入Y0，當(dāng)可編程控制器輸出Y0執(zhí)行命令時(shí)，線圈得電，將輸出執(zhí)行元件運(yùn)行。對(duì)于可編程控制器的接線，按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和后期升級(jí)改造的需求，需要留有足夠的余量，以備后期改造使用。本系統(tǒng)的硬件接線如下圖所示。圖3-2可編程控制器設(shè)計(jì)原理圖3.4系統(tǒng)的模擬量電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的模擬量擴(kuò)展模塊為三菱FX2N-4AD和FX2N-2AD模擬量輸入模塊，根據(jù)模擬量擴(kuò)展模塊的外部結(jié)構(gòu)及自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制要求畫出模擬量擴(kuò)展模塊的外部硬件接線圖。下圖為模擬量擴(kuò)展模塊的外部硬件接線圖。圖3-3模擬量模塊設(shè)計(jì)接線圖模擬量輸入模塊的每個(gè)回路均有三個(gè)端子，以第一路為例說明，A+端子接入模擬量信號(hào)的正極，A-端子接入模擬量信號(hào)的負(fù)極。由于現(xiàn)場(chǎng)的工況比較復(fù)雜，時(shí)常有干擾信號(hào)對(duì)模擬量進(jìn)行干擾，所以需要采用專用的屏蔽電纜進(jìn)行模擬量信號(hào)的傳輸，屏蔽電纜的屏蔽層要可靠接地。對(duì)于模擬量來說，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為4-20mA，或者0-10V，需要通過模擬量模塊的撥碼開關(guān)進(jìn)行選擇，當(dāng)DIP開關(guān)為0時(shí)選擇的信號(hào)類型為0-10V，當(dāng)DIP開關(guān)為1時(shí)，選擇的信號(hào)類型為4-20mA。4.溫室大棚的軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)的功能流程設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)農(nóng)作物程序流程功能圖進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)如下所示。圖4-1程序功能流程圖按照以上程序功能流程圖所示，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式設(shè)計(jì)，當(dāng)在手動(dòng)控制狀態(tài)下，通過外部的輸入按鈕，對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制。在自動(dòng)控制狀態(tài)下，通過系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，使系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)，并且通過外部的傳感器監(jiān)測(cè)值，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行條件判斷，并且按照條件判斷的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的控制。當(dāng)智能溫室大棚內(nèi)的平均溫度低于20攝氏度時(shí)，打開保溫簾，當(dāng)達(dá)到30攝氏度，將關(guān)閉保溫簾。當(dāng)溫度超過40攝氏度，開啟噴淋泵，當(dāng)降到30攝氏度時(shí)，將關(guān)閉噴淋泵。當(dāng)平均濕度低于50RH時(shí)，打開加濕器，當(dāng)濕度達(dá)到70RH，將關(guān)閉加濕器。當(dāng)濕度超過90RH，將開啟風(fēng)干機(jī)，當(dāng)下降到70RH時(shí)，將關(guān)閉風(fēng)干機(jī)。當(dāng)平均光照度低于50%時(shí)，打開補(bǔ)光燈，當(dāng)光照度達(dá)到60%，將關(guān)閉補(bǔ)光燈。當(dāng)光照度超過70%，將開啟遮陽(yáng)網(wǎng)，當(dāng)下降到60%時(shí)，將關(guān)閉遮陽(yáng)網(wǎng)。按照此功能圖，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。4.2模擬量處理程序設(shè)計(jì)對(duì)大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)來說，往往需要滿足某些條件后，才能執(zhí)行動(dòng)作。所以對(duì)于這類的控制要求來說，需要采用條件判斷設(shè)計(jì)思路進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。比如要執(zhí)行某一輸出動(dòng)作，往往需要好幾個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)才能執(zhí)行，那么這些條件可能包含了啟動(dòng)運(yùn)行使能、自動(dòng)使能、傳感器信號(hào)輸入、其他聯(lián)鎖使能等，那么需要對(duì)這些條件進(jìn)行整理，當(dāng)條件都滿足時(shí)，就可以執(zhí)行元件輸出。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過可編程控制器的外部輸入按鈕X0，系統(tǒng)將啟動(dòng)，此時(shí)Y0得電并自鎖。如果按下停止按鈕X1時(shí)，系統(tǒng)將停止。如果外部發(fā)生故障，系統(tǒng)將自動(dòng)停止，并且輸出報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過外部的按鈕進(jìn)行手自動(dòng)選擇，當(dāng)選擇手動(dòng)控制時(shí)，將調(diào)用手動(dòng)程序，并且手動(dòng)指示燈亮，當(dāng)選擇自動(dòng)控制時(shí)，調(diào)用自動(dòng)程序，并且自動(dòng)指示燈亮。對(duì)外部的溫度檢測(cè)值進(jìn)行采集，并且通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為0-100的攝氏度單位值，同理，對(duì)濕度采集和光照度采集，采用數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)值。通過以上的轉(zhuǎn)換之后，對(duì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出平均值。按照計(jì)算的結(jié)果可知，D40為溫度平均值，D60為濕度平均值，D80為光照度平均值。4.3手動(dòng)程序設(shè)計(jì)通過外部相應(yīng)的按鈕啟動(dòng)，相應(yīng)的設(shè)備輸出。按照相同的手動(dòng)控制原理，對(duì)其他的設(shè)備都采用自鎖控制的原理進(jìn)行程序設(shè)計(jì)輸出。4.4自動(dòng)程序設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制流程，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)比較，當(dāng)比較滿足時(shí)，將輸出相應(yīng)設(shè)備控制，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的功能。4.5系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)計(jì)按照大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和方案，對(duì)系統(tǒng)的上位機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過可編程控制器和上位機(jī)之間的通訊，實(shí)現(xiàn)信息的相互通訊，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)控制要求，進(jìn)行系統(tǒng)相應(yīng)的調(diào)節(jié)。上位機(jī)采用MCGS6.2進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以在上位機(jī)直觀地監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài),顯示當(dāng)前報(bào)警,對(duì)生產(chǎn)報(bào)表或歷史趨勢(shì)進(jìn)行查詢,達(dá)到優(yōu)化控制的目的。在大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的溫度和濕度的檢測(cè)，并且對(duì)光照度進(jìn)行檢測(cè)，完成智能溫室大棚的各種設(shè)備的打開和關(guān)閉功能。按照這些功能，需要通過上位機(jī)進(jìn)行展現(xiàn)，并且通過相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，完成這些功能的優(yōu)化，更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。在上位機(jī)的開發(fā)設(shè)計(jì)中，主要設(shè)計(jì)包含了與可編程控制器驅(qū)動(dòng)的建立、上位機(jī)的變量設(shè)計(jì)、畫面設(shè)計(jì)、動(dòng)畫設(shè)計(jì)以及命令語言設(shè)計(jì)等。通過大棚環(huán)境智能控制系統(tǒng)的在線仿真調(diào)試，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。按照此設(shè)計(jì)思路，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行MCGS上位機(jī)的設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)仿真調(diào)試時(shí)，要按照智能溫室大棚控制系統(tǒng)的功能流程要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行接線，包括主電路接線和PLC電路接線，按照接線圖要求進(jìn)行嚴(yán)格檢查。當(dāng)接線完畢后，檢查電壓等級(jí)準(zhǔn)確無誤后，就可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行上電。具體的調(diào)試結(jié)果如下圖所示。圖4-2MCGS的調(diào)試效果圖參考文獻(xiàn)[1]郁漢琪.可編程序控制器原理及應(yīng)用（第二版）[M].中國(guó)電力出版社,2010.[2]鄭鳳翼.怎樣看電氣控制電路圖[M].人民郵政出版社,2008.