蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC程序设计毕业设计.docx
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蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC程序设计毕业设计.docx
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蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC程序设计毕业设计
LANZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY
毕业设计
题目蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC程序设计
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指导教师签名:
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摘要
温室大棚对现在的人们来说,是非常熟悉的一个名词,因为现在我们生活中的很多花卉、蔬菜、水果都是从温室大棚中种植出来的。
如何利用自动检测与自动控制系统有效的控制好温室大棚内的各种环境因子,以提高温室大棚环境的控制精度和效果,对我国温室业的发展有着不可估量的重要意义。
本设计采用西门子S7-300系列可编程控制器来实现自动化控制的温室大棚。
温度、湿度等环境因子在植物过程中起重要作用,在检测这环境因子的时候考虑到精度,反应速度,方便设备连接等问题,将采用温度传感器,湿度传感器对环境各项指标进行检测,传感器将检测的结果送入PLC中,由PLC将其与设定值进行比较,再发出相应的指令驱动电机﹑卷帘等设备运行或停止来调节室内的温度、湿度,从而达到智能化,自动化控制的目的。
使用step7及winccflexible实现上下位连调,详细的介绍系统的特点,组成,硬件设计及软件设计等问题。
关键词:
蔬菜大棚;PLC;温湿度控制
Abstract
Greenhouseforthepeoplenowisaveryfamiliarnoun,becausenowweliveinalotofflowers,vegetables,fruitwhichfromgreenhouseshelterofplantingout.Howtouseautomaticdetectionandautomaticcontrolsystemofeffectivecontrolofgreenhousetrellisinside,inordertoimprovetheenvironmentalfactortrellisenvironmentcontrolprecisionofthegreenhouseeffectandhasbecomethegreenhouseindustryresearchinChinaatpresent.ThisdesignUSEStheSiemenss7-300PLCtorealizetheautomationcontrolgreenhousetrellis.Temperature,humidityenvironmentfactorsintheprocessofplantsplaysanimportantroleindetectingtheenvironmentalfactor,whenconsideringtheaccuracy,thereactionspeed,convenientdeviceconnectedbysuchissues,willthetemperaturesensor,humiditysensorsdetecttheindicatorsofenvironment,thesensorwilltestresultsbyPLCsentPLCcompareitwithsetting,thensendsoutthecorrespondingorder-drivenheatingelement,,thefan,ventilationwindow,fillinglightequipment,sunshadeshadeequipmentoperationorstoptoadjustindoortemperature,light,humidity,soastoachievethepurposeofintelligent,automationcontrol.DiscussPLCcontrolsystemapplicationinplantsgreenhousecanopy,Usethestep7andwinccflexibletoachievetheupperandlowersandhidetailedintroducesthecharacteristicsofthesystem,thecomposition,thehardwaredesignandsoftwaredesign.
Keywords:
Vegetablesgreenhouse;PLCsystem;Temperatureandhumiditycontrol
第一章绪论
1.1课题背景及研究意义
中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
例如:
空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
在农业种植问题中,温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境条件,使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数,直接关系到蔬菜和水果的生长。
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度,并形成了一定的标准,但是价格非常昂贵,缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理,这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端,容易造成不可弥补的损失,结果不但大大增加了成本,浪费了人力资源,而且很难达到预期的效果。
因此,为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性,推动我国农业的发展,必须大力发展农业设施与相应的农业工程,科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量,使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境,是大棚蔬菜和水果早熟、优质高效益的重要环节。
目前,随着蔬菜大棚的迅速增多,人们对其性能要求也越来越高,特别是为了提高生产效率,对大棚的自动化程度要求也越来越高。
由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高,使得这种要求变为可能。
当前农业温室大棚大多是中、小规模,要在大棚内引人自动化控制系统,改变全部人工管理的方式,就要考虑系统的成本,因此,针对这种状况,结合郊区农户的需要,设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。
该系统采用传感器技术和PLC相结合,由上位机和下位机(都用单片机实现)构成,采用MPI网络进行通讯,实现温室大棚自动化控制。
中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
例如:
空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
在农业种植问题中,温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境条件,使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数,直接关系到蔬菜和水果的生长。
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度,并形成了一定的标准,但是价格非常昂贵,缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理,这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端,容易造成不可弥补的损失,结果不但大大增加了成本,浪费了人力资源,而且很难达到预期的效果。
因此,为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性,推动我国农业的发展,必须大力发展农业设施与相应的农业工程,科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量,使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境,是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。
目前,随着蔬菜大棚的迅速增多,人们对其性能要求也越来越高,特别是为了提高生产效率,对大棚的自动化程度要求也越来越高。
由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高,使得这种要求变为可能。
1.2国内外温室控制技术发展概况
温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。
它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料,可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。
温室生产以达到调节产期,促进生长发育,防治病虫害及提高质量、产量等为目的。
而温室设施的关键技术是环境控制,该技术的最终目标是提高控制与作业精度。
从国内外温室控制技术的发展状况来看,温室环境控制技术大致经历三个发展阶段:
(1)手动控制。
这是在温室技术发展初期所采取的控制手段,其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。
生产一线的种植者既是温室环境的传感器,又是对温室作物进行管理的执行机构,他们是温室环境控制的核心。
通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测,凭借长期积累的经验和直觉推测及判断,手动调节温室内环境。
种植者采用手动控制方式,对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的,它符合传统农业的生产规律。
但这种控制方式的劳动生产率较低,不适合工厂化农业生产的需要,而且对种植者的素质要求较高。
(2)自动控制。
这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数,计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较,以决定温室环境因子的控制过程,控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。
计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化,适合规模化生产,劳动生产率得到提高。
通过改变温室环境设定目标值,可以自动地进行温室内环境气候调节,但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应,难以介入作物生长的内在规律。
目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。
(3)智能化控制。
这是在温室自动控制技术和生产实践的基础上,通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统,以建立植物生长的数学模型为理论依据,研究开发出的一种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术。
温室控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程,向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。
由此可见,温室环境控制朝着基
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