基于PLC的智能温室控制系统设计

江苏农林职业技术学院毕业设计（论文）SNL/QR7.5.4-3基于PLC的智能温室控制系统设计专业数控设备应用与维护学生姓名姜启洲班级11数控设备应用与维护学号201110170105指导教师孙昌权完成日期2014年5月25日成绩评议毕业设计（论文）任务书姓名姜启洲学号201110170105班级11数控设备应用与维护题目基于PLC的智能温室控制系统设计设计(论文)主要内容1.控制系统设计2.系统硬件的组成3.软件系统的设计4.温室产业发展趋势重点研究问题1.系统总体方案设计2.研究方案的设计主要技术指标系统设计要有时间价值，要求考虑全面，软件运行可靠稳定其它要说明的问题指导老师意见指导教师签字：年月日指导教师意见对论文的简短评价：1.指出论文存在的问题及错误2.对创造性工作评价3.建议成绩优良中及格不及格指导教师签字年月日评阅教师意见对论文的简短评价：1.指出论文存在的问题及错误2.对创造性工作评价3.建议成绩优良中及格不及格评阅教师签字年月日答辩小组评议意见学号201110170105姓名姜启洲题目基于PLC的智能温室控制系统设计答辩小组意见：1、对论文的评价2.建议成绩等级优良中及格不及格3.需要说明的问题答辩小组长签字年月日摘要：可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。编程时调用了编程软件STEP7-MicroWIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。关键词：温度控制;可编程控制器;人机界面Abstract:ProgrammableLogicController(PLC)isakindofautomaticcontrolequipmentwhichiswidelyusedintheindustrialmanufacture.Itmergesthetraditionalcontroltechnology,computerandcommunicationtechnologieswithastrongabilitytocontrol,flexibleoperation,highreliabilityandsuitableforlong-termcharacteristicsofcontinuouswork.Itisverysuitablefortemperaturecontrolrequirements.Intheindustrialfield,withtherapidincreaseinthedegreeofautomation,itismoreandmoreimportanttomonitortheprocessofcontrolsystemfortheusers.Theemergenceofhuman-machineinterfacemeetstheneedsofusers.Man-machineinterfacecancomprehensivelymonitorthecontrolsystem,includingprocessmonitoring,alarm,dataloggingandotherfunctions,sothatthecontrolsystemshavebecomeuser-friendlyoperation,theprocessofvisualizationanditwillplaymoreandmoreimportantpartinthefieldofautomaticcontrol.weusethePIDcontrolarithmeticsoftwaremodulewhichiscontainedintheprogramsoftwareSTEP7-MicroWINsothattheprogramlookseasierandoperatesmorequickly.Inordertomonitorthecontrolsystemandprocessdatainactualtime,wedesignedHumanMachineInterface(HMI)withtheconfigurationsoftwareKingview.Theresultofexperimentprovesthatthistemperaturecontrolsystemcouldrunquickly,accuratelyandhavegoodstability,whichistheadvantageofthecontrolsystem.Thiscontrolsystemhasbeenwidelyusedintheindustrialtemperaturecontrolfield.Withthecontinuousdevelopmentofautomaticscienceandtechnology,high-precision,intelligent,user-friendlytemperaturecontrolsystemistheinevitabletrendofdevelopmentathomeandabroad.Keywords:TemperatureControlPLCHMI目录1.温室市场现状与技术发展形势.................................11.1温室产业的现状........................................11.1.1发达国家温室产业的现状.............................11.1.2国内温室产业的现状及存在的问题.....................21.2国内外温室控制技术的研究现状..........................41.2.1国外温室控制技术的研究现状..........................41.2.2国内温室控制技术的研究现状..........................51.3温室环境控制技术的发展趋势............................62.研究方案的设计.............................................72.1温室大棚内重要参数的调节与控制........................72.1.1温度的调节与控制...................................72.1.2湿度的调节与控制...................................72.1.3温度、湿度之间的耦合...............................82.1.4光照的调节与控制...................................82.1.5二氧化碳含量的调节与控制...........................83.系统总体方案设计...........................................83.1系统分析...............................................93.2控制系统..............................................103.2.1控制系统设计目标..................................103.2.2控制模式......................................................................................103.2.3控制方案...........................................104.系统硬件组成与软件设计....................................104.1系统的硬件组成........................................104.2系统的软件设计.......................................114.2.1温室控制系统PLC软件的设计.........................114.2.2温度控制...........................................114.2.3湿度控制...........................................124.2.4光照控制...........................................124.3控制系统软件设计......................................124.4温度采集程序...........................................134.5PID程序设计............................................144.6系统的组态监控软件的设计..............................175.结论和展望................................................175.1结论.................................................175.2进一步研究方向.......................................17参考文献....................................................17致谢................................................................................................20姜启洲：基于PLC的智能温室控制系统设计11.温室市场现状与技术发展形势1.1温室产业的现状1.1.1发达国家温室产业的现状温室产业及相关技术在国内外的发展速度很快。如在荷兰的阿姆斯特丹RAI展览馆每年11月举办一次国际花卉展览会，2003年就有来自世界各国的477个厂商展示了各自的产品和实力。荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，温室以大型温室为主。这些高水平大型温室的环境控制系统能够根据传感器采集室温、叶湿、地湿、室内湿度、土壤含水量、溶液浓度、二氧化碳浓度、风速、风向、以及植物作物生长状态等有关参数，结合作物生长所需最佳条件，有效调节有关设备装置，将室内温、湿、光、水、肥、气等诸因素综合协调调节到最佳状态。欧美等国家在30年代就相继建立了人工气候室。温室调控技术至今经历了几十年的发展过程。初期是使用仪表对温室设施中的光照、温度等参数进行测量，再使用手动或电动执行机构（如幕帘、通风设备等）施行简单控制，随着传感元件、仪表及执行器技术的进步，逐步发展成为对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数分别进行自动控制。计算机技术的发展使环境参数的综合控制成为可能。70年代中期，荷兰、日本、美国、意大利等国家已使用微型计算机控制植物生长环境。从80年代开始，根据不同作物、不同生长阶段及外界环境变化对温室环境进行综合调节控制的技术得到了快速的发展。目前，在温室控制技术方面，荷兰、美国、以色列、日本等国较为先进。由于借鉴了工业、航空航天等领域的先进成果