温室大棚控制系统

吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 I\o"CurrentDocument"ABSTRACT II\o"CurrentDocument"第1章 绪论 1\o"CurrentDocument"引言 1\o"CurrentDocument"设计目的 1\o"CurrentDocument"设计任务 2\o"CurrentDocument"设计要求 2\o"CurrentDocument"第2章 系统总体方案设计 3\o"CurrentDocument"集散控制系统结构 3\o"CurrentDocument"集散控制系统设计 3第3章 硬件选型与连接 5\o"CurrentDocument"主控的选型与连接 5\o"CurrentDocument"热风机的选型与连接 7\o"CurrentDocument"遮阳帘的选型与连接 7\o"CurrentDocument"温度传感器的选型与连接 8\o"CurrentDocument"光照传感器的选型与连接 8\o"CurrentDocument"光照传感器的选型与连接 9\o"CurrentDocument"模拟量的选型与连接 9\o"CurrentDocument"第4章 软件设计与运行 11\o"CurrentDocument"光照控制软件设计 11\o"CurrentDocument"CO2浓度控制软件设计 11\o"CurrentDocument"PIC软件设计 13\o"CurrentDocument"第5章 调试与总结 20\o"CurrentDocument"软件的调试 20\o"CurrentDocument"软件的总结 21结论 23致谢 24\o"CurrentDocument"参考文献 25吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计第I页共n第I页共n页摘要随着社会经济的快速增长，人民生活水平不断提高，资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾越来越突出。传统农业大棚生产中，主要依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单的机械动作，农业科技含量、装备水平相对滞后，浇水、灯光、施肥等控制全凭经验、靠感觉，导致农业大棚生产率低下、产量增长缓慢，从而阻碍了农业技术的进步以及生产工具的创新。据此，特设计了智能化农业大棚控制系统。设计目标指在实现对农业大棚内的温度、适度、光照、二氧化碳浓度、土壤酸碱度等环境进行智能化的采集，并通过PC主机对大棚进行无人管理，达到节省资源、提高效率的目的。该智能农业大棚主要包括:智能通风控制、智能补光、智能灌溉、大棚空气质量(C02)自动调整等组成部分。关键词：智能；采集；管理吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计第n第n页共n页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吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计吉林建筑科技学院电气信息工程学院课程设计第#页共23页图4-15补光灯编程图在温室大棚的光照控制过程中，自动模式下，当光照传感器测量的光照强度低于设定的光照值时，中间继电器M2.1得电，补光灯开启补光；手动模式下，按下补光灯的启停按钮，中间继电器M2.4得电，补光灯开启补光。图4-16自动情况下的CO2浓度控制编程图当中间继电器M0.0得电时，系统的运行方式为自动模式。在自动情况下，CO2浓度传感器将测得的模拟量通过模拟量输入模块EM235送入PLC中，通过整数比较指令，将CO2浓度传感器检测到的测量值AIW4与设定值“1000”进行比较，当AIW4<1000时，中间继电器M3.0得电，添加温室中的CO2。I同络情手删忍下的匚除■制MQ.1 I1..5 M311图4-17手动情况下的CO2浓度控制编程图当中间继电器M0.1得电时，系统的运行方式为手动模式。可通过控制CO2调节阀I1.5,进行温室大棚CO2浓度的手动控制。|网络珀匚口加能陶工作M3.0 0-I I_I-C )|-r'i—I在温室大棚的CO2浓度控制过程中，自动模式下，当CO2浓度传感器测量的浓度低于设定的浓度时，中间继电器M3.0得电，打开CO2调节阀添加CO2；手动模式下，按下^2添加器的启停按钮，中间继电器M3.1得电，打开CO2调节阀添加CO2。第5章调试与总结软件的调试软件运行结果如下图所示:图5-1软件界面图MVRW4MSrM4j"图5-2软件报表输出图图5-3软件曲线输出图软件的总结整个设计报告思路，首先讲述了温室大棚的一般概况及工作原理；其次讲述了温室大棚自动控制的工作原理及硬件系统和组成；第三论述温室大棚的系统硬件的设计与研究，及其硬件各系统的作用；第四讲述软件系统的设计方案；最后总结在设计中得到的宝贵经验及发现发现的问题。温室大棚自动控制系统是近年来逐步发展起来的一种资源节约型高效农业发展技术，它是在普通日光温室的基础上，结合现代化计算机自控技术、智能传感技术等高科技手段发展起来的。温室控制主要是根据外界环境的温度、湿度等气候因素，来控制温室内的温度、湿度，创造出适合作物生长的最佳环境。在这种控制中，温度、湿度等被控量之间存在着强烈的相互关系，某个被控量的改变，会影响到其他被控量的变化。所以对这些参数的控制是至关重要的。本控制系统由西门子S7-300PLC实现，由温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器和土壤水分传感器反应相应的参数以实现智能化控制。温室环境控制的目的是把各被控变量（温室大棚环境因子），如温度、湿度等，维持在作物生长发育要求的范围内。随着科学技术的不断发展，设施农业已成为提高农业生产效益和增强抗灾能力的一种农业新兴产业。它是借助温室及其配套装置来调节和控制作物生产环境条件的新农业生产方式，是农业摆脱自然制约的有效手段。作为设施农业主体的温窀技术近年来在我国得到了迅猛发展，温窀可创造出适合农作物生长的与季节无关的人工气候环境，实现作物优质、高效、低耗的工业化规模生产，从而达到增产增收目的。如何促进温室的有效控制，使气候与季节信息技术共享和完成最佳的自动化生产控制过程，是目前温窜生产发展的一个重要方向。笔者运用PLC和组态软件搭建了一套分布式监控系统，旨在为促进设施农业的发展提供基础归纳起来，温拳监控系统采用计算机实时检测温室环境参数，并给PLC指令以调节各电动执行器，自动控制作物生长所需温度、湿度、水等生长条件，根据风速、风向、雨最等气候条件，进行紧急状态的报警。另外系统采用分散控制，结构合理，易于控制和扩展，价格便宜，可靠性高。温室环境控制系统正在不断吸收相关领域新的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善。我相信在不断的发现在问题、解决问题中中国的温室产业将走上更加辉煌的道路。本次的课程设计，培养了我们综合应用课本理论解决实际问题的能力；我觉得课程设计对我们的帮助是很大的，它需要我们将学过的理论知识与实际系统地联系起来，加强我们对学过的知识的实际应用能力！在设计的过程中还培养出了我这们的团队精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。但是由于水平有限，我们的课程设计难免会有一些错误和误差，还望老师批评指正。在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。参考文献[1]张岳.集散控制系统及现场总线J].机械工业出版社2018[2]邓璐娟，张侃谕，龚幼民，智能控制技术在农业工程中的应用，现代化农业，2003