溫室大棚控制系統(tǒng)

吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 I\o"CurrentDocument"ABSTRACT II\o"CurrentDocument"第1章 緒論 1\o"CurrentDocument"引言 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)目的 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)任務(wù) 2\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)要求 2\o"CurrentDocument"第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 3\o"CurrentDocument"集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3\o"CurrentDocument"集散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3第3章 硬件選型與連接 5\o"CurrentDocument"主控的選型與連接 5\o"CurrentDocument"熱風(fēng)機(jī)的選型與連接 7\o"CurrentDocument"遮陽簾的選型與連接 7\o"CurrentDocument"溫度傳感器的選型與連接 8\o"CurrentDocument"光照傳感器的選型與連接 8\o"CurrentDocument"光照傳感器的選型與連接 9\o"CurrentDocument"模擬量的選型與連接 9\o"CurrentDocument"第4章 軟件設(shè)計(jì)與運(yùn)行 11\o"CurrentDocument"光照控制軟件設(shè)計(jì) 11\o"CurrentDocument"CO2濃度控制軟件設(shè)計(jì) 11\o"CurrentDocument"PIC軟件設(shè)計(jì) 13\o"CurrentDocument"第5章 調(diào)試與總結(jié) 20\o"CurrentDocument"軟件的調(diào)試 20\o"CurrentDocument"軟件的總結(jié) 21結(jié)論 23致謝 24\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 25吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)第I頁共n第I頁共n頁摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長，人民生活水平不斷提高，資源短缺、環(huán)境惡化與人口劇增的矛盾越來越突出。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)中，主要依靠人力、畜力和各種手工工具以及一些簡(jiǎn)單的機(jī)械動(dòng)作，農(nóng)業(yè)科技含量、裝備水平相對(duì)滯后，澆水、燈光、施肥等控制全憑經(jīng)驗(yàn)、靠感覺，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)率低下、產(chǎn)量增長緩慢，從而阻礙了農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步以及生產(chǎn)工具的創(chuàng)新。據(jù)此，特設(shè)計(jì)了智能化農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)目標(biāo)指在實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的溫度、適度、光照、二氧化碳濃度、土壤酸堿度等環(huán)境進(jìn)行智能化的采集，并通過PC主機(jī)對(duì)大棚進(jìn)行無人管理，達(dá)到節(jié)省資源、提高效率的目的。該智能農(nóng)業(yè)大棚主要包括:智能通風(fēng)控制、智能補(bǔ)光、智能灌溉、大棚空氣質(zhì)量(C02)自動(dòng)調(diào)整等組成部分。關(guān)鍵詞：智能；采集；管理吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)第n第n頁共n頁ABSTRACTWiththerapidgrowthofsocialeconomyandthecontinuousimprovementofpeople'slivingstandards,thecontradictionbetweenshortageofresources,environmentaldeteriorationandpopulationincreaseisbecomingmoreandmoreprominent.Intraditionalagriculturalgreenhouseproduction,mainlyrelyonmanpower,animalpowerandvarioushandtoolsaswellassomesimplemechanicalactions,agriculturalscienceandtechnologycontent,equipmentlevelisrelativelylaggingbehind,watering,lighting,fertilizationandothercontrolallrelyonexperience,relyonfeeling,resultinginlowproductivityandslowyieldgrowthinagriculturalgreenhouse,thushinderingtheprogressofagriculturaltechnologyandinnovationofproductiontools.Accordingtothis,theintelligentagriculturalgreenhousecontrolsystemisspeciallydesigned.Thedesignobjectivereferstotherealizationofthetemperature,Appropriate,light,carbondioxideconcentration,soilpHandotherenvironmentsforintelligentcollection,andthroughthePChosttothegreenhouseunmannedmanagement,toachievethepurposeofsavingresourcesandimprovingefficiency.Andtheintelligentagriculturalgreenhousemainlyincludes:intelligentventilationcontrol,intelligentlightsupplement,intelligentirrigation,greenhouseairquality(C02)automaticadjustmentandothercomponents.Keywords:Singlechipcomputer;Intelligence;Collection;Manageme吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)吉林建筑科技學(xué)院電氣信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)第#頁共23頁圖4-15補(bǔ)光燈編程圖在溫室大棚的光照控制過程中，自動(dòng)模式下，當(dāng)光照傳感器測(cè)量的光照強(qiáng)度低于設(shè)定的光照值時(shí)，中間繼電器M2.1得電，補(bǔ)光燈開啟補(bǔ)光；手動(dòng)模式下，按下補(bǔ)光燈的啟停按鈕，中間繼電器M2.4得電，補(bǔ)光燈開啟補(bǔ)光。圖4-16自動(dòng)情況下的CO2濃度控制編程圖當(dāng)中間繼電器M0.0得電時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行方式為自動(dòng)模式。在自動(dòng)情況下，CO2濃度傳感器將測(cè)得的模擬量通過模擬量輸入模塊EM235送入PLC中，通過整數(shù)比較指令，將CO2濃度傳感器檢測(cè)到的測(cè)量值A(chǔ)IW4與設(shè)定值“1000”進(jìn)行比較，當(dāng)AIW4<1000時(shí)，中間繼電器M3.0得電，添加溫室中的CO2。I同絡(luò)情手刪忍下的匚除■制MQ.1 I1..5 M311圖4-17手動(dòng)情況下的CO2濃度控制編程圖當(dāng)中間繼電器M0.1得電時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行方式為手動(dòng)模式?？赏ㄟ^控制CO2調(diào)節(jié)閥I1.5,進(jìn)行溫室大棚CO2濃度的手動(dòng)控制。|網(wǎng)絡(luò)珀匚口加能陶工作M3.0 0-I I_I-C )|-r'i—I在溫室大棚的CO2濃度控制過程中，自動(dòng)模式下，當(dāng)CO2濃度傳感器測(cè)量的濃度低于設(shè)定的濃度時(shí)，中間繼電器M3.0得電，打開CO2調(diào)節(jié)閥添加CO2；手動(dòng)模式下，按下^2添加器的啟停按鈕，中間繼電器M3.1得電，打開CO2調(diào)節(jié)閥添加CO2。第5章調(diào)試與總結(jié)軟件的調(diào)試軟件運(yùn)行結(jié)果如下圖所示:圖5-1軟件界面圖MVRW4MSrM4j"圖5-2軟件報(bào)表輸出圖圖5-3軟件曲線輸出圖軟件的總結(jié)整個(gè)設(shè)計(jì)報(bào)告思路，首先講述了溫室大棚的一般概況及工作原理；其次講述了溫室大棚自動(dòng)控制的工作原理及硬件系統(tǒng)和組成；第三論述溫室大棚的系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)與研究，及其硬件各系統(tǒng)的作用；第四講述軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；最后總結(jié)在設(shè)計(jì)中得到的寶貴經(jīng)驗(yàn)及發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的問題。溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)是近年來逐步發(fā)展起來的一種資源節(jié)約型高效農(nóng)業(yè)發(fā)展技術(shù)，它是在普通日光溫室的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)自控技術(shù)、智能傳感技術(shù)等高科技手段發(fā)展起來的。溫室控制主要是根據(jù)外界環(huán)境的溫度、濕度等氣候因素，來控制溫室內(nèi)的溫度、濕度，創(chuàng)造出適合作物生長的最佳環(huán)境。在這種控制中，溫度、濕度等被控量之間存在著強(qiáng)烈的相互關(guān)系，某個(gè)被控量的改變，會(huì)影響到其他被控量的變化。所以對(duì)這些參數(shù)的控制是至關(guān)重要的。本控制系統(tǒng)由西門子S7-300PLC實(shí)現(xiàn)，由溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器和土壤水分傳感器反應(yīng)相應(yīng)的參數(shù)以實(shí)現(xiàn)智能化控制。溫室環(huán)境控制的目的是把各被控變量（溫室大棚環(huán)境因子），如溫度、濕度等，維持在作物生長發(fā)育要求的范圍內(nèi)。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)。它是借助溫室及其配套裝置來調(diào)節(jié)和控制作物生產(chǎn)環(huán)境條件的新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是農(nóng)業(yè)擺脫自然制約的有效手段。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(shí)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。如何促進(jìn)溫室的有效控制，使氣候與季節(jié)信息技術(shù)共享和完成最佳的自動(dòng)化生產(chǎn)控制過程，是目前溫竄生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重要方向。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(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)溫室環(huán)境參數(shù)，并給PLC指令以調(diào)節(jié)各電動(dòng)執(zhí)行器，自動(dòng)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(bào)警。另外系統(tǒng)采用分散控制，結(jié)構(gòu)合理，易于控制和擴(kuò)展，價(jià)格便宜，可靠性高。溫室環(huán)境控制系統(tǒng)正在不斷吸收相關(guān)領(lǐng)域新的理論和方法，結(jié)合溫室作物種植的特點(diǎn)，不斷創(chuàng)新，逐步完善。我相信在不斷的發(fā)現(xiàn)在問題、解決問題中中國的溫室產(chǎn)業(yè)將走上更加輝煌的道路。本次的課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用課本理論解決實(shí)際問題的能力；我覺得課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的幫助是很大的，它需要我們將學(xué)過的理論知識(shí)與實(shí)際系統(tǒng)地聯(lián)系起來，加強(qiáng)我們對(duì)學(xué)過的知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力！在設(shè)計(jì)的過程中還培養(yǎng)出了我這們的團(tuán)隊(duì)精神，同學(xué)們共同協(xié)作，解決了許多個(gè)人無法解決的問題；在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。但是由于水平有限，我們的課程設(shè)計(jì)難免會(huì)有一些錯(cuò)誤和誤差，還望老師批評(píng)指正。在此要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。參考文獻(xiàn)[1]張?jiān)?集散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)總線J].機(jī)械工業(yè)出版社2018[2]鄧璐娟，張侃諭，龔幼民，智能控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2003