發(fā)布時間：2022-08-11 19:36

　　作為一個農(nóng)業(yè)大國,我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值在國民經(jīng)濟占有重要的地位。近幾年,我國溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展的十分迅速,伴隨著溫室的種植技術的普及,中小型的溫室發(fā)展最為迅速。溫室作物生長狀態(tài)的好壞與溫室內(nèi)的環(huán)境因子息息相關,只有確保了作物生長在適宜的環(huán)境下,才能保證作物良好的生長,產(chǎn)量達到我們的預期。與目前大型溫室的控制系統(tǒng)不同的是,本文針對的是現(xiàn)代化小型溫室系統(tǒng)設計一種基于PLC的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),能夠實時遠程監(jiān)控溫室的環(huán)境變量,系統(tǒng)會根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)自動調控執(zhí)行設備,實現(xiàn)環(huán)境變量的調節(jié)。該系統(tǒng)具有安裝簡單、成本低、穩(wěn)定、擴展性好等特點。該系統(tǒng)的設計方案是以PLC為核心,高精度的數(shù)字式傳感器來實現(xiàn)對溫室空氣溫濕度、土壤濕度、光照度、二氧化碳濃度等參數(shù)實時采集和控制。本系統(tǒng)為使用組態(tài)王軟件做了人機交互界面,方便用戶操作系統(tǒng),通過組態(tài)畫面就可以顯示下位機傳來的參數(shù)、執(zhí)行部件狀態(tài)、故障報警等信息,同時也提供查詢實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報表等功能。下位機為西門子S7-200PLC,與各種傳感器、電源和執(zhí)行部件相連,處理傳感器采集來的數(shù)據(jù),并且做出相應的控制決策。為了實現(xiàn)遠距離對溫室的實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)的查詢,本文使用... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景
    1.2 國內(nèi)外溫室環(huán)境監(jiān)控裝置發(fā)展狀況
        1.2.1 國外溫室環(huán)境監(jiān)控裝置發(fā)展狀況
        1.2.2 國內(nèi)溫室環(huán)境監(jiān)控裝置發(fā)展狀況
        1.2.3 溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
    1.3 論文的結構和主要研究內(nèi)容
        1.3.1 論文的結構
        1.3.2 研究的內(nèi)容
        1.3.3 擬解決的關鍵問題
        1.3.4 系統(tǒng)研究線路線
    1.4 本課題研究的目的與意義
    1.5 本章小結
第二章 溫室系統(tǒng)控制方案的確定
    2.1 溫室環(huán)境的特點
    2.2 溫室控制理論
    2.3 系統(tǒng)設計目標
    2.4 控制器的確定
    2.5 系統(tǒng)的整體方案
    2.6 本章小結
第三章 溫室溫度控制算法的研究與優(yōu)化
    3.1 溫室溫度控制的數(shù)學模型
        3.1.1 溫室控制對象微分方程的分析
        3.1.2 溫室具體參數(shù)的測量和放大系數(shù)(K)的估算
    3.2 夏季降溫PID控制仿真
    3.3 冬季升溫控制方案
        3.3.1 加熱水箱大滯后系統(tǒng)數(shù)學模型建立
        3.3.2 模糊控制器的設計
        3.3.3 參數(shù)的確定和隸屬函數(shù)的選定
        3.3.4 控制規(guī)則的確定
        3.3.5 解模糊算法和模糊PID參數(shù)自整定
        3.3.6 控制方法的仿真搭建
        3.3.7 仿真結果分析
    3.4 本章小結
第四章 溫室系統(tǒng)的硬件設計
    4.1 硬件系統(tǒng)的搭建
        4.1.1 溫度控制系統(tǒng)的搭建
        4.1.2 濕度控制系統(tǒng)的搭建
        4.1.3 CO_2補給系統(tǒng)的搭建
        4.1.4 補光系統(tǒng)的搭建
    4.2 PLC選型及其配置
    4.3 傳感器和執(zhí)行設備的選型
    4.4 溫室執(zhí)行機構的總體結構設計
    4.5 本章小結
第五章 溫室系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設計
    5.1 控制系統(tǒng)PLC軟件設計
        5.1.1 編程環(huán)境
        5.1.2 編程步驟和注意事項
        5.1.3 編程電纜與通訊設置
        5.1.4 PLC與遠程模塊GM10的通訊設置
    5.2 上位機系統(tǒng)的設計
        5.2.1 上位機功能要求
        5.2.2 組態(tài)王與數(shù)據(jù)庫通信
    5.3 組態(tài)王與下位機通信
    5.4 監(jiān)控系統(tǒng)設計
        5.4.1 監(jiān)控畫面設計
        5.4.2 權限管理設計
        5.4.3 系統(tǒng)內(nèi)的命令語言
    5.5 組態(tài)軟件與MATLAB的OPC協(xié)議通信
        5.5.1 OPC協(xié)議簡介
        5.5.2 MATLAB與組態(tài)王混合編程
        5.5.3 基于OPC協(xié)議的數(shù)據(jù)交換
        5.5.4 溫度控制系統(tǒng)測試
    5.6 PLC采用查表的方式實現(xiàn)模糊控制
    5.7 本章小結
第六章 溫室系統(tǒng)實驗驗證與調試結果
    6.1 分析干擾源與抗干擾措施
    6.2 系統(tǒng)測試與驗證
        6.2.1 傳感器的重新校準
        6.2.2 系統(tǒng)內(nèi)部功能測試
        6.2.3 故障報警
        6.2.4 數(shù)據(jù)的處理分析
        6.2.5 系統(tǒng)遠程功能的測試
    6.3 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 論文的總結
    7.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3675261