温室大棚.

中北大学2015届毕业设计说明书毕业设计说明书蔬菜大棚温湿度实时测控系统设计学生姓名：苏庆庆学号：1102034221学院：机械与动力工程学院专业：过程装备与控制工程指导教师：崔宝珍2015年6月中北大学2015届毕业设计说明书蔬菜大棚温湿度实时测控系统的设计摘要温室大棚在现代农业得到了广泛应用。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。首先分析温湿度的控制要求，当温湿度超出设定值时，然后采取措施调控，从而确定控制方案。随后进行了硬件选型，确定I/O地址的分配，最后用梯形图编写环境温湿度控制的程序，并着重对梯形图进行仿真调试，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。关键词：蔬菜大棚，PLC，温湿度控制，梯形图中北大学2015届毕业设计说明书DesignofrealtimemeasurementandcontrollingsystemforgreenhousetemperatureandhumidityAbstractGreenhouseinmodernagriculturehasbeenwidelyused.Howtouseautomaticdetectionandautomaticcontrolsystemofeffectivecontrolofgreenhousetrellisinside,inordertoimprovetheenvironmentalfactortrellisenvironmentcontrolprecisionofthegreenhouseeffectandhasbecomethegreenhouseindustryresearchinChinaatpresent.ThisdesignUSEStheSiemenss7-300PLCtorealizetheautomationcontrolgreenhousetrellis.Temperature,humidityenvironmentfactorsintheprocessofplantsplaysanimportantroleindetectingtheenvironmentalfactor,whenconsideringtheaccuracy,thereactionspeed,convenientdeviceconnectedbysuchissues,willthetemperaturesensor,humiditysensorsdetecttheindicatorsofenvironment,thesensorwilltestresultsbyPLCsentPLCcompareitwithsetting,thensendsoutthecorrespondingorder-drivenheatingelement,,thefan,ventilationwindow,fillinglightequipment,sunshadeshadeequipmentoperationorstoptoadjustindoortemperature,light,humidity,soastoachievethepurposeofintelligent,automationcontrol.Keywords:Vegetablesgreenhouse，PLCsystem，Temperatureandhumiditycontrol，Ladder中北大学2015届毕业设计说明书目录1绪论.................................................................11.1课题背景及研究意义..................................................11.2国内外温室控制技术发展概况..........................................21.3选题的目的和意义....................................................32温湿度控制系统的整体设计方案..........................................42.1系统的设计任务......................................................42.2PLC控制系统设计的基本原则和步骤....................................42.3控制系统核心部件的选择..............................................52.3.1传感技术..........................................................52.3.2PLC...............................................................52.3.3上位机.............................................................62.4控制方案............................................................62.5温湿度控制系统工作原理..............................................62.6小结................................................................83温湿度控制系统的硬件选型与设计........................................93.1PLC的选型..........................................................93.1.1I/O地址分配.....................................................103.1.2接线图............................................................123.2传感器的选型........................................................133.2.1温度传感器........................................................134软件系统的的研究及控制程序的仿真调试.................................174.1STEP7软件编程简介.................................................174.1.1软件简介.........................................................174.1.2软件运行..........................................................194.1.3主要功能块简介....................................................204.2程序的仿真调试.....................................................20中北大学2015届毕业设计说明书5结论.................................................................25参考文献................................................................27致谢..................................................................28附录：程序梯形图........................................................29中北大学2015届毕业设计说明书第1页共39页1绪论如今塑料大棚、蔬菜大棚逐渐成为我国设施结构的主要结构类型。其能够充分利用阳光、减轻环境污染等特点。1997年我国的日光温室面积快速增加至16.7万公顷。农业联合部推广的新一代节能型的日光温室，可以节约大量的煤资源，每年没亩能节约燃煤约20吨[1]。越来越先进的现代化温室大棚采用的覆盖材料也越来越先进，大棚技术越来越普及，随之，对大棚蔬菜的温湿度控制技术要求也越来越严格。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。中北大学2015届毕业设计说明书第2页共39页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、为植物生长创造有利条件、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。越来越先进的现代化温室大棚采用的覆盖材料也越来越先进。一些发达国家也发现了现代化温室大棚土地利用率高、便于机械化操作等优点也大力发展面积也不断增加。世界发达国家如荷兰、美国以色列等大力发展集约化的温室大棚产业，温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。此外，国外温室业正致力于向高科技方向发展。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中。控制要求能在远离温室的计算机控制室能完成，即远程控制。另外该网络还连接有几个通讯平台，用户可以在遥远的地方通过形象直观的图形化界面与这种分布式的控制系统对话，就像在现场操作一样，给人以身临其境之感。设施农业的发展为大棚实现大型现代化、温室的发展进程提供很好的机会，使其能够快速发展。但是到目前为止，有相当一部分的大棚、温室还要靠种植者的经验来完成，缺乏根本