基于PLC的温室环境控制系统研究与开发

发布时间：2017-03-29 08:02

  本文关键词：基于PLC的温室环境控制系统研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国作为农业大国,农业生产在国民经济中有着举足轻重的地位。近些年来,我国温室产业发展迅速,随着温室种植技术的不断推广和普及,中小农户温室种植越来越多,但由于我国设施农业的现代化应用技术普及较为缓慢,根据杨凌农业示范区调研数据,很多温室种植中的温湿度、光照度等参数的测控还主要以人工监测、手动控制为主,其劳动强度大,效率低,效果差。本文通过对温室环境系统特点和控制对象的分析与研究,设计了一种基于PLC的温室环境控制系统,该设计方案以PLC为控制核心,高精度的数字式温湿度和光照度传感器作为测量设备并结合组态控制技术,利用MCGS组态软件设计了人机交互界面,以达到对温室环境参数进行实时监测、控制及数据分析,解决了人工检测及控制效率低及劳动强度大的缺点。主要研究的内容包括:(1)研究了基于PLC的温室环境控制系统的总体设计方案。(2)研究了温室控制系统参数的整体性能指标,提出了元器件的选型以及硬件电路的设计方法。(3)研究了下位机PLC实现数据采集和手动、自动控制的程序设计方法。(4)研究了利用MCGS组态技术实现上位机人机监控界面的设计方法。(5)研究了利用MCGS触摸屏如何采集温湿度实时数据、存储历史数据、生成曲线、温湿度上下限的修改、报警参数的设定与在线修改的软件设计方法。(6)硬件部分与软件部分的调试,设计实物模型。(7)整机调试运行,并进行实验测试。本文通过研究分析,对系统进行运行调试和实验测试,该系统运行可靠、操作方便,对作物有一定的促进生长作用,具有很强的实用和推广价值。
【关键词】：智能温室 环境控制 手动/自动控制 PLC MCGS
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACTS5-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 国外研究现状10
• 1.2 国内研究现状10-11
• 1.3 温室环境控制技术的发展趋势11
• 1.4 本文研究的必要性11
• 1.5 本文研究的主要内容11-12
• 1.6 技术路线12
• 1.7 本章小结12-13
• 第二章 控制系统整体设计13-17
• 2.1 控制目标设计13
• 2.2 控制措施设计13-14
• 2.2.1 土壤湿度控制措施13
• 2.2.2 空气温度控制措施13
• 2.2.3 空气湿度控制措施13-14
• 2.2.4 光照度控制措施14
• 2.3 控制系统整体结构设计14-15
• 2.4 控制系统功能分析15-16
• 2.5 本章小结16-17
• 第三章 控制系统硬件设计17-35
• 3.1 硬件电路结构图17-19
• 3.2 FX2N—32MR PLC控制器19-20
• 3.2.1 FX2N—32MR PLC的内部资源19-20
• 3.2.2 FX2N—32MR PLC I/O地址分配20
• 3.3 模拟量模块FX0N-3A20-23
• 3.3.1 性能特点21
• 3.3.2 性能规格21-22
• 3.3.3 输入输出特点22
• 3.3.4 模拟量与PLC的链接22-23
• 3.3.5 端子接线23
• 3.3.6 缓冲存储器的分配（BFM）23
• 3.4 HMI触摸屏23-24
• 3.4.1 TPC7062K触摸屏参数指标24
• 3.5 光照度传感器24-25
• 3.5.1 光照传感器性能特点25
• 3.5.2 光照传感器性能指标25
• 3.6 温湿度传感器25-26
• 3.7 土壤水分湿度传感器26-28
• 3.7.1 土壤水分湿度传感器性能指标27
• 3.7.2 土壤水分湿度传感器特点27
• 3.7.3 土壤水分湿度传感器工作原理27-28
• 3.8 双路开关电源28-29
• 3.8.1 性能参数28
• 3.8.2 性能特点28
• 3.8.3 接线端子28-29
• 3.9 超限报警29
• 3.10 执行机构——温室环境调控设备29-34
• 3.10.1 控制信号输出继电器29-31
• 3.10.2 加热设备31
• 3.10.3 补光设备31-32
• 3.10.4 通风设备32-33
• 3.10.5 喷灌设备33
• 3.10.6 滴灌设备33-34
• 3.11 本章小结34-35
• 第四章 控制系统软件设计35-46
• 4.1 下位机PLC编程软件选择35
• 4.2 下位机PLC程序设计35-39
• 4.2.1 主程序设计36-37
• 4.2.2 报警子程序设计37
• 4.2.3 温度控制子程序设计37-38
• 4.2.4 湿度控制子程序设计38-39
• 4.3 上位机组态软件的选择39
• 4.4 上位机组态界面开发与设计39-45
• 4.4.1 建立工程39-40
• 4.4.2 建立实时数据库40-41
• 4.4.3 触摸屏控制与监测界面设计41-43
• 4.4.4 设备连接43
• 4.4.5 通用串口父设备设置方法43-44
• 4.4.6 三菱FX系列编程口的属性设计44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 控制系统测试与对比试验46-59
• 5.1 温室模型制作46-48
• 5.2 控制系统测试48-52
• 5.2.1 传感器性能测试48-50
• 5.2.2 控制功能实现情况测试50-52
• 5.3 控制系统应用效果对比试验52-58
• 5.3.1 对比试验设计52
• 5.3.2 对比试验过程52-58
• 5.3.3 对比试验结论58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 结论与展望59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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本文编号：273965