基于PLC的寒地水稻育秧大棚无线监控系统设计
农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案
农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案一、引言农业大棚是现代农业生产中常用的一种种植方式，通过大棚的建设可以提供良好的生长环境，保护作物免受恶劣天气的影响。
然而，传统的农业大棚管理方式存在一些问题，如人工操作繁琐、难以实时监控和控制等。
为了解决这些问题，我们提出了一种农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案。
二、系统架构1. 远程智能监控系统远程智能监控系统由传感器、数据采集模块、数据传输模块和监控中心组成。
传感器可以实时监测大棚内的环境参数，如温度、湿度、光照强度等。
数据采集模块将传感器采集到的数据进行处理和存储，并通过数据传输模块将数据传输到监控中心。
监控中心可以实时监测大棚的环境参数，并对数据进行分析和处理，提供智能决策支持。
2. PLC自动化控制系统PLC自动化控制系统由PLC控制器、执行器和人机界面组成。
PLC控制器是系统的核心，负责接收监控中心发送的指令，并控制执行器完成相应的动作。
执行器可以控制大棚内的灯光、通风、水肥等设备的开关和调节。
人机界面提供操作员与系统交互的界面，操作员可以通过人机界面监控大棚的状态和进行操作。
三、系统功能1. 远程监控功能系统可以实时监测大棚内的温度、湿度、光照强度等环境参数，并将数据传输到监控中心。
监控中心可以通过图表、曲线等形式展示数据，帮助农户了解大棚内的环境状态。
2. 远程控制功能通过PLC自动化控制系统，农户可以远程控制大棚内的灯光、通风、水肥等设备。
农户可以根据大棚内的环境需求，调节设备的开关和参数，实现智能化的管理。
3. 报警功能系统可以根据预设的阈值进行数据分析，当环境参数超出阈值范围时，系统会自动发出报警。
农户可以通过监控中心接收报警信息，及时采取措施进行处理。
4. 数据分析功能系统可以对大棚内的环境数据进行分析，并生成报表和曲线图等形式的统计分析结果。
农户可以通过这些数据分析结果，了解大棚的生长情况，优化种植策略。
基于PLC的温室大棚控制系统设计
摘要温室大棚是用来栽培农作物的设施，它能改变农作物的生长环境，使其能够外界的四季变化和恶劣气候，为农作物的生长创造适宜的条件。
温室大棚作为高效农业的重要组成部分，已经成为我们研究的方向。
如何利用科学技术控制温室内的各种环境因子，已成为我国温室大棚行业研究的重要课题之一。
本论文主要介绍了基于PLC控制的温室大棚系统设计方案，该研究中浓度传感器、光照传感器对温室大棚中各项指标将采用温度传感器、CO２进行检测，将测量值送入PLC中，在PLC中将其与设定值进行比较，再发出相应的指令驱动外围设备来调控温室大棚内的环境参数，从而实现了温室大棚的自动化、智能化控制。
在此基础上，实现监测、数据记录、数据输出显示等功能，实现了控制系统优良的人机界面，为温室大棚的研究提供新的方向。
关键词：温室大棚；可编程控制器（PLC）；传感器；控制；ABSTRACTGreenhouses are used for growing plants in a range of facilities, it can change the crop growing environment, enabling it to the outside of four seasons and harsh climate, creating suitable conditions for crop growth. Greenhouses as important component of agriculture, has become our research directions. How to use science and technology to control environmental factors within the greenhouse, greenhouse industry has become an important subject of study.Described in this paper, based on Siemens S7-200 series PLC control system design of greenhouseThe research will be used temperature sensor, andCO2 concentration sensor, and light sensor on greenhouse big shed in the the index for detection, will measurement value into PLC in the, in PLC will be its and set value for compared, again issued corresponding of instruction drive peripheral equipment to Regulation greenhouse big shed within of environment parameter, to achieved has greenhouse big shed of automation, and intelligent of control. On this basis, using configuration software configuration design of control systems, monitoring, data logging, data output function, achieving excellent control system human-machine interface, for greenhouse research to provide new direction.Keywords:greenhouse; programmable logic controllers(PLC); sensor; control;application.目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)目录 (Ⅲ)1 绪论 (1)1.1课题概述 (1)1.1.1课题简介 (1)1.1.2研究目的及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国内研究现状 (2)1.2.2国外研究现状 (2)1.3研究内容 (3)2 控制系统的整体控制方案 (4)2.1控制系统的设计任务 (4)2.2系统的控制方案 (4)3 控制系统的硬件设计 (7)3.1电气控制系统设计 (7)3.1.1系统主电路设计 (7)3.1.2控制系统各部分控制电路设计 (7)3.2 PLC简介 (12)3.2.1 PLC的产生和系统组成 (12)3.2.2 PLC的工作原理 (12)3.3 PLC控制系统设计的基本原则及步骤 (14)3.3.1设计PLC控制系统的基本原则 (14)3.3.2 PLC控制系统的设计步骤 (14)3.4 PLC硬件电路设计 (17)3.4.1 PLC型号的选择 (17)3.4.2传感器的选型 (17)3.4.3模拟量输入模块EM235 (19)3.4.4 PLC O/I地址分配表 (21)3.4.5 PLC硬件接线图设计 (23)4 控制系统的软件设计 (24)4.1 PLC程序设计方法 (24)4.2编程软件STEP7-MICRO/WIN概述 (24)4.3控制系统的程序设计 (25)4.3.1程序的设计思路 (25)4.3.2程序控制流程图 (26)4.3.3控制程序设计及分析 (29)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录1 外文资料翻译 (40)附录2 电气原理图 (53)附录3 软件程序 (54)1 绪论1.1课题概述1.1.1课题简介温室大棚是用来栽培植物的设施。
基于PLC的温室大棚自动化控制
关键词：温室大棚，PLC，温湿控制
第一章
1.1 课题研究的背景和意义
1．对大棚内的温度与湿度进行监控、调节
不同的植物生长所需的最适温度也不同，如：蒜黄生长所需的最适温度图1-2
植 物
生长周期
温 度（度）
蒜 黄
20天
20～25
图1-2蒜黄最适生长温度
系统中通过一个温度传感器来控制温度，同时对温度进行调节。
湿度传感器在系统中控制大棚内的湿度，通过湿度传感器设定的值与当前大棚内的值进行比较，来控制风门电机的开启来使箱内的湿度达到设定值。
图2-6加热风机主回路电路
5.加湿电机主回路设计
加湿电机在系统中主要为植物正常生长提供适宜湿度，本系统中采用的是由北京瀚宁空气技术有限公司生产的高压微雾加湿机，加湿主机采用高压陶瓷柱塞泵，压力大硬度强。接触器KM2的型号为CJ20-10A，当接触器KM2主触头闭合时，加湿电机M2运行。右图2-7为加湿电机主回路。
温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、化工、农业等各类工作中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。
本设计是基于三菱FX2N-32MR系列PLC为主要控制元件进行设计的，可编程控制器(PLC)是综合了计算机技术、自动控制技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便，易于编程及适应恶劣环境下应用等一系列优点，近年来的工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面应用越来越广，成为现代工业控制三大支柱之一。PLC的最终目标是用于实践，提高生产力。如今，应用PLC已经成为世界潮流，PLC将在我国得到更全面的推广运用。
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计
清华大学毕业设计（论文）题目基于PLC的大棚温度自动控制系统设计系（院）自动化系专业电气工程与自动化班级2009级3班学生姓名学号2009022321指导教师职称副教授二〇一三年六月二十日基于PLC的大棚温度自动控制系统设计摘要大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。
该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。
这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。
关键词：大棚，温度控制，PLCThe Automatic Greenhouse Temperature ControlSystem Based on PLCAbstractThe system is a way to providing the best conditions to plants and promoting them growth very well ,avoiding the bad weather and effect of seasons outside the shed .This system uses FX2N series PLC as the next machine and PC as upper machine, using the Mitsubishi D-720 general frequency Manager. The sensor of temperature, humidity and light collecting scene signal, these simulation volumes are turned into digital signal by PLC, then compared with the setting value. At last, the PLC disposes of them, then contorts with wind machine, covering Yin curtain. According to the actual measured value of each sensor and the value determined in advance about greenhouse environmental factors. This system can suitable for the automation and mass production, the laboring productivity has been increasing by a wide margin through changing the target value of greenhouse environment, and we can control the greenhouse temperature automatically.Key words: greenhouse, temperature control, PLC目录第一章绪论 (1)1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状 (1)1.2 大棚温度控制系统研究目的及意义 (2)第二章系统概述 (3)2.1 系统设计任务 (3)2.2 系统技术介绍 (3)2.2.1 传感技术 (3)2.2.2 PLC (4)2.2.3 上位机 (5)2.3 系统工作原理 (5)2.4小结 (7)第三章硬件部分设计 (8)3.1 环境调控系统 (8)3.2 传感器的选择 (10)3.3 系统硬件接线图 (12)3.3.1 系统主电路设计 (12)3.3.2 系统其他部分电路设计 (14)3.3.3 PLC部分电路设计 (15)3.4小结 (16)第四章软件设计 (17)4.1 PLC的I/O分布图 (17)4.2 系统程序 (18)4.2.1 系统温度PID调节程序 (18)4.2.2 系统主程序 (18)4.3 小结 (19)第五章结论 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)第一章绪论1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状如今塑料大棚、日光温室逐渐成为我国设施结构的主要结构类型。
基于PLC的现代农业大棚自动控制设计
基于PLC的现代农业大棚自动控制设计摘要：现代农业技术的不断更新换代，使得农业生产由传统种植、养殖慢慢转变为自动化大棚种植、养殖。
本文以PLC技术为基础，介绍了一种自动控制系统的设计，该系统可以实现大棚内环境的自动调节、作物生长监控，有效提高农作物产量和质量。
关键词：PLC、现代农业、大棚、自动控制、环境调节、作物生长监控。
一、引言现代农业技术的发展，已经推动了农业生产的快速发展，为了提高农业生产效率，节约人力资源，并增强农作物保护能力，在大棚内投入了前所未有的自动化技术。
目前，大棚种植、养殖业已经成为现代农业生产的一个重要组成部分。
在自动控制方面，PLC作为一种广泛应用的控制技术，已经成功应用于农业大棚的自动控制系统中。
二、PLC技术基础PLC（Programmable Logic Controller）是一种常用的可编程控制器，主要应用于工业自动化领域。
它是一种专门的计算机，具有较强的控制能力，可以根据程序对输入进行判断，从而对输出进行控制。
PLC的硬件主要由CPU、IO、电源、通信等部分组成，软件主要由程序编辑器、编译器、调试器和执行器等组成。
三、大棚自动控制系统设计本文基于PLC技术，设计了一套大棚自动控制系统，主要功能包括环境调节、作物生长监控和安全保护等。
（一）环境调节大棚内环境的温度、湿度、光照等因素，对于农作物的生长十分重要。
系统设定一定的温度、湿度、光强阈值，测量大棚内的环境数据，当环境数据达到设定值时，系统会启动相应的设备，如加热器、通风机、喷水器等，进行环境的自动调节。
（二）作物生长监控从作物的萌芽到成熟，需要不断采集和分析作物生长环境的数据，以便实现对农作物的精准管理。
大棚内安装一系列的传感器，测量大棚内温度、湿度、CO2浓度、土壤水分含量等指标，并通过PLC控制系统将数据实时传输到控制室，通过数据的分析来进行作物的生长监控并调节。
（三）安全保护在大棚内，需要对环境变化进行实时监测，并及时采取相应的安全保护措施。
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述
随着科技的进步，人们对于农业的生产和管理也提出了更高的要求。
智能化、自动化
成为了现在农业发展的趋势。
本文基于PLC技术，设计了一种智能蔬菜大棚控制系统，以
提高蔬菜生产管理的效率和质量。
本系统的硬件设备包括PLC、传感器、执行器、人机界面等。
PLC是整个系统的核心，用于采集传感器的数据，根据用户设定的策略实现控制指令，将控制信号发送给执行器，
实现大棚内环境参数的控制。
传感器包括土壤水分、温度、湿度、二氧化碳浓度等，可以
实时采集大棚内环境参数数据。
执行器包括喷水装置、通风机、光照设备等，可以根据
PLC的指令进行自动控制。
人机界面可以通过电脑或者移动设备进行监测和控制。
本系统的实现将大大提高蔬菜大棚管理效率和质量。
通过实时监测和控制大棚内的环
境参数，可以保证蔬菜生长所需的最佳生长条件，避免在生产过程中受到不必要的环境干扰，同时通过数据采集和分析，为蔬菜种植周期提供科学参考，提高蔬菜生产管理的精准度。
综上所述，本文基于PLC技术，设计了一种智能蔬菜大棚控制系统，通过实时监测、
自动控制和数据分析等手段，帮助用户提高蔬菜大棚生产效率和质量，是一种应用前景广
泛的农业智能化技术。
基于plc的农业养殖大棚监控系统设计
基于plc的农业养殖大棚监控系统设计摘要：随着科技进步与社会进步，人民已不能满足于衣食住行，也不能以适时收成为知足。
只要你愿意，你就可以随时随地地享用你喜欢的食物。
本文就是为了解决上述问题而研制的一种 PLC监测装置。
能适应不同时期的不同情况，从而保证环境的总能适应作物的成长。
在设计中，利用 PLC进行了一系列的控制，采集了大量的植物，并将这些植物的生长情况进行了模拟，在测试的时候，可以根据周围的环境参数来调整和调整，从而保证植物的健康。
最后，实现了作物在适宜的生长条件下，适应了适宜的生长条件，进入了一个智能化的循环体系，形成了低成本高效的工厂化生产。
关键词：PLC；大棚养殖；智能化系统；农作物1绪论通过对温室内环境的监控，可以使温室内的作物得到精确的控制。
通过对室内大气中的水分、气温和光线进行监控，可以对周围的环境因子进行动态调节，使之适合于农作物的生长。
它使生产更加系统化，培育更多技术作物，提高了产品的质量和经济价值。
为了提供有利于农业科学研究活动的科学方法，将自动控制引入农作物生产中，通过数据记录和参数设置，组织农业科学研究以及各种农作物使用的生产决策条件，为农业研究人员提供实用的方法。
2总体方案设计2.1控制器的比较与选择可编程序控制器具有成本高、尺寸大、抗干扰性好、编程简单、不易出错、研制时间较少等优点。
因此，许多复杂的控制系统都采用了可编程控制器，这是一种非常可靠的方法。
可编程控制器具有低成本、低功耗、低体积、高性价比等优点，但是由于其对周围的环境条件和器件性能的限制，很难适应多种场合，并且存在着一定的抗干扰性和失效风险，并且在不进行长期试验的情况下，其性能不稳定。
由于设计应用于农业养殖大棚，有时候环境可能是比较的恶劣，各种环境因素都可能有，单片机这种集成电路的芯片，保护包装对于这种环境是非常差的，对于这种需要投入长期使用的环境，使用单片机肯定是不行的，所以设计采用了使用PLC作为此次系统控制的控制大脑，PLC本身就是为了去满足工业的恶劣环境控制而生的，其能适应各种恶劣的环境，有的还有专门的防护型PLC，其防护等级可以达到IP65，这种防护等级已经几乎达到了防护的最大等级了。
基于PLC的大棚温室控制系统的设计
基于PLC的温室控制系统的设计摘要随着人们生活水平的提高，由温室大棚种植的反季节蔬菜成为人们越来越离不开的食物，所以温室大棚技术越来越重要，而温度控制是最为重要的一环。
考虑到PLC 具有灵活性、操作简单等优点，所以设计出了基于PLC的温度控制系统。
该论文介绍了温室控制系统的构成，包括信息采集部分、智能控制部分以及最后的执行部分。
由于温度的变化因素很多，包括光照、湿度、通风等因素，所以本次设计的系统中包括了升降温系统、补光系统、遮阳系统、加湿系统、CO2系统、通风系统，来综合调整温度的变化保证温度的准确度。
根据设计需要和经济综合因素的考虑选用了西门子S7-200型PLC的控制，这样既能够满足输入与输出控制，又有比较高的性价比。
在设计中给出了控制系统的软硬件设计，并用STEP7软件进行对梯形图的输入、调试与仿真，能够完全符合设计需求。
关键词传感器PLC 模糊控制器MCGS组态软件电机Greenhouse Control System Based on PLCABSTRACTWith the improvement of people's living standard anti season vegetables become people are increasingly inseparable from the food, so the greenhouse technology is more and more important, and the temperature control has become the most important part, so the PLC control system of greenhouse based on. Temperature sensor and PLC are the core of the greenhouse control system, they have a direct impact on the working status of the system. Its working process is the when the temperature sensor to collect the signal is transmitted to the fuzzy controller, the fuzzy controller by the signal conversion and comparative analysis, then the signal transformation output signal to the MCGS configuration software is used to judge the and the signal is transmitted to the PLC, PLC receives the signal and control motor working temperature control. MCGS configuration software where the computer is also a platform for human-computer interaction.Key words Temperature Sensor PLC Fuzzy ControllerMCGS Configuration Software Electric Machinery目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3内容安排 (2)第2章系统总设计方案 (2)2.1 系统总体设计思路 (2)2.2设计概要图 (3)第3章系统硬件方案设计 (4)3.1信息采集电路的设计 (4)3.1.1温/湿度传感器的选择 (4)3.1.2光照传感器的选择 (5)3.1.3CO2传感器的选择 (5)3.2主控制电路设计 (6)3.2.1PLC的选择 (6)3.2.2PLC内部接线图 (7)3.2.3模糊控制器设计原理 (7)3.3系统执行部分设计 (8)3.3.1正反转部分设计 (8)3.3.2开关类设计 (8)3.4系统主电路图 (9)第4章系统软件方案设计 (9)4.1 STEP7 Micro/Win软件简介 (9)4.2 STEP7-Micro/WIN编程软件主要功能 (10)4.3STEP7-Micro/WIN编程方法 (10)4.4 PLC系统软件介绍 (10)第5章系统调试 (13)5.1 仿真软件简介 (13)5.2控制程序的仿真与调试 (13)5.2.1仿真与调试准备工作 (13)5.2.2程序仿真与调试 (14)结论 (14)致谢 (14)参考文献 (15)第1章绪论1.1 课题背景时代在进步社会在发展人民的生活水平也在不断地提高，而反季节蔬菜已经成为人们餐桌上必不可少的食物，所以以大棚温室为主的农业种植面积不断增大，温室大棚主要就是为植物的生长创造合适的温度环境，但是如何创造合适的温度环境成为摆在人们面前一大难题。
基于PLC的智能温室监控系统
基于PLC的智能温室监控系统PLC，全称可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业控制的计算机系统。
它具有可靠性高、抗干扰能力强、适应性强等特点，被广泛应用于各种工业自动化领域。
在智能温室监控系统中，PLC作为一种核心控制部件，负责接收和处理传感器采集的各种环境参数信号，并根据预设的算法指令控制温室环境设备的运行。
基于PLC的智能温室监控系统设计原理主要包括电路连接和程序设计两个部分。
电路连接方面，需要将各类传感器（如温度、湿度、光照等）连接到PLC的输入端口，并将环境设备（如风机、遮阳网等）连接到PLC的输出端口。
程序设计方面，需要根据实际需求编写PLC 程序，以实现数据的处理和设备的控制。
基于PLC的智能温室监控系统具有多种功能特点。
它能够实时监测温室内的温度、湿度、光照等环境参数，并自动调节环境设备以保持最适宜的温室环境。
它还具有远程控制功能，可通过手机APP或其他终端设备对温室环境设备进行远程操控。
该系统还具备自动报警功能，当监测到异常数据时会自动发出警报，以便工作人员及时采取措施。
基于PLC的智能温室监控系统被广泛应用于农业生产、花卉种植、养殖业等领域。
例如，在农业生产中，该系统能够根据作物的生长需求自动调节温室环境，从而提高作物产量和品质；在花卉种植中，该系统可确保温室内的环境参数始终保持在最佳状态，从而提高花卉的品质和观赏价值；在养殖业中，该系统可以监控养殖场的环境参数，为动物的生长提供最适宜的条件。
随着科技的不断发展，基于PLC的智能温室监控系统在未来的发展方向也更加广阔。
一方面，系统的智能化程度将越来越高，能够实现更加复杂的环境调控算法，提高温室的自动化程度；另一方面，系统的互联网化将更加普及，能够实现远程实时监控和数据分析，为农业生产和管理提供更加科学的决策依据。
随着技术的不断发展，基于PLC 的智能温室监控系统将有望实现自主决策和控制，进一步提高农业生产的效益和品质。
基于PLC的智能温室监控系统在现代农业和设施园艺领域中具有广泛的应用价值，能够提高作物产量和品质，降低生产成本，促进农业可持续发展。
基于PLC的智能温室大棚系统设计
甚 至不仅 要求冬 季制 热 ， 还 要实 现夏 季制 冷 ， 造 价 高昂， 动辄 十几 万甚 至几 十万一 亩 的售价 ， 已经 基
本脱 离 了种植 的实 际需要 ， 性价 比较 低． 以草莓 种 植 为例 ， 一 般 草莓 每 亩 年 量 约 ４ ０ ０ ０ —６ ０ ０ ０斤 ， 产
切换 至 手动模 式 ． １ ． ２ 浇 水 的 自动 控 制
高工作 效率 ， 增 箱 、 管道、 喷淋设 备组
１ 整体 控 制 思 路
系统 主要完 成 的 自动 控 制 要 实 现两 个 功 能 ，
一
成． 鉴 于棚 内地面 不一定 水平 ， 喷 淋后 测量 土壤湿
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａｒ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ）
Ｖｏ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． ４
Ｊ ｕ １ ．２ ０ １ ５
文章 编 号 ：２ ０ ９ ５ — ６ ９ ９ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ０ ４ １ — ０ ５
基 于 ＰＬ Ｃ 的 智 能 温 室 大 棚 系统 设 计
徐 晖
（ 安徽机电职业技术学院 ， 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ０ ）
摘
要： 随着 务农 人 员 的减 少 以及 人 力 成 本 的增 加 ， 传 统 的 主要 依 靠 人 力 的 农 业 模 式 越 来 越 难 以 为 继 ， 减 少 人
调解 、 自动 浇灌 的 过程 中 ， 以较低的成本 ， 实 现 主要 种 植 过 程 的 自动化 控 制 ， 确 实 完 成 种 植 要 求 并 大 幅 提 高 生 产
基于PLC的智能育秧温室控制系统设计
plc大棚课程设计
plc大棚课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在大棚控制系统中的应用。
2. 使学生掌握大棚环境控制的基本参数，如温度、湿度、光照等，并理解它们对作物生长的影响。
3. 引导学生掌握PLC编程的基本步骤，学会编写简单的控制程序。
技能目标：1. 培养学生运用PLC技术对大棚环境进行有效监控与控制的能力。
2. 培养学生通过团队合作，解决实际大棚种植过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对农业自动化技术的兴趣，提高对现代农业的认识。
2. 培养学生的环保意识，让他们认识到节能环保在农业生产中的重要性。
3. 培养学生勇于探索、敢于创新的精神，增强他们解决实际问题的自信心。
本课程针对初中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，让学生在实际操作中掌握知识，提高技能，培养正确的情感态度价值观。
后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. PLC基本原理：介绍PLC的组成、工作原理及在大棚控制系统中的应用。
- 教材章节：第三章《可编程控制器基础》- 内容列举：PLC的硬件结构、软件组成、工作过程。
2. 大棚环境控制参数：讲解大棚环境控制中的关键参数，如温度、湿度、光照等，分析它们对作物生长的影响。
- 教材章节：第四章《农业环境控制技术》- 内容列举：环境参数对作物生长的影响、大棚环境控制策略。
3. PLC编程与应用：教授PLC编程的基本步骤，通过实例讲解如何编写简单的控制程序。
- 教材章节：第五章《PLC编程与应用》- 内容列举：编程软件的使用、基本指令、程序设计方法。
4. 大棚环境控制实践：组织学生进行大棚环境控制实践，运用所学知识解决实际问题。
- 教材章节：第六章《PLC在农业自动化中的应用》- 内容列举：实践项目安排、设备操作、问题分析与解决。
教学内容安排和进度：第一周：PLC基本原理及硬件结构；第二周：PLC软件组成及工作过程；第三周：大棚环境控制参数；第四周：PLC编程基本步骤；第五周：编写简单的控制程序；第六周：大棚环境控制实践。
plc农业大棚课程设计
plc农业大棚课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）在农业大棚中的应用原理，掌握其基本结构和工作方式。
2. 学生能够描述并分析农业大棚中常见的传感器类型及其功能，如温度、湿度、光照传感器等。
3. 学生掌握通过PLC编程实现对农业大棚内环境的监测与调控的基本方法。
技能目标：1. 学生能够独立操作PLC设备，进行基础的编程和调试。
2. 学生能够结合大棚环境需求，设计并实施简单的自动化控制程序。
3. 学生通过小组合作，解决农业大棚自动化控制中的实际问题，提高团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习PLC在农业领域的应用，培养对现代化农业的认同感，增强对农业科技的兴趣。
2. 学生在课程实践中，培养创新思维和探究精神，形成积极的学习态度。
3. 学生通过了解PLC技术在农业中的实际应用，认识到科技对提高农业生产效率的重要性，增强社会责任感。
二、教学内容1. PLC基础知识：介绍PLC的定义、结构、工作原理及其在工业控制中的应用。
- 教材章节：第二章“可编程逻辑控制器概述”- 内容列举：PLC的组成部分、编程语言、扫描周期等。
2. 农业大棚环境控制需求：分析农业大棚内环境因素对作物生长的影响，提出环境控制需求。
- 教材章节：第三章“农业自动化技术”- 内容列举：温度、湿度、光照、二氧化碳等环境因素的控制要求。
3. PLC在农业大棚中的应用实例：讲解PLC在农业大棚环境控制中的具体应用。
- 教材章节：第四章“PLC在农业自动化中的应用”- 内容列举：传感器与PLC的连接、控制策略、编程实例等。
4. PLC编程与调试：学习PLC编程软件的使用，进行基础编程和调试。
- 教材章节：第五章“PLC编程与仿真”- 内容列举：LAD、FBD等编程语言、编程技巧、仿真调试方法。
5. 小组实践：分组进行农业大棚环境控制系统的设计与实施。
- 教材章节：第六章“农业自动化项目实践”- 内容列举：项目要求、实施步骤、评价标准等。
基于PLC的寒地水稻催芽温湿度控制系统的研究与设计
基于PLC的寒地水稻催芽温湿度控制系统的研究与设计文章设计水稻催芽温湿度控制系统以PLC为主控制器，用无线通信和有线两种通信方式与现场控制单元、工业触摸屏和上位机PC进行时时的通信。
该系统通过对电炉丝、排风扇、水泵等控制，能实现对系统中的水温、水位、催芽环境的温度和湿度进行立体监测及精确控制，同时该系统具有故障自诊断功能及开放性优点，也具有较高的稳定性，能够达到水稻催芽的“快、齐、匀、壮”的工艺要求和水稻催芽的工厂化生产需要。
标签：水稻催芽；PLC；无线通信水稻是我国的主要粮食作物之一，全国常年水稻种植面积约占粮食作物的27%，水稻总产量约占粮食作物总产量的37%[1]。
催芽是水稻育苗生产过程中的第一个环节，也是水稻生产过程中重要的关键技术，对培育壮秧起着决定性的作用[2]。
在我国东北地区，对水稻芽种的需求量大，主要采用控制水稻芽种温度方式完成催芽。
水稻的催芽是一复杂过程，受温度、湿度、二氧化碳、氧气等环境因素共同作用的，因此单一控制水稻芽种的温度，显然并不能高效和保质对水稻芽种进行催芽[3]。
因此，研究并设计水稻芽种催芽环境温湿度的集散控制系统，以满足水稻芽种催芽的工厂标准化生产的需要，并有效提高芽种出芽质量。
1 系统整体设计控制器PLC先采集现场的模拟量数值，然后根据相应的系统控制程序和用户设定的系统参数，最后控制现场设备。
可将控制系统主要分为三大闭环控制回路：水温、环境温度和环境湿度，因此系统可根据水稻催芽过程中的不同阶段，将上面它们控制在相应的范围。
另外，当系统需要扩展的时候，仅需要扩展PLC 及现场设备[4-5]。
整个生产流程不仅可以在现场组态屏和上位机PC进行监控，也可用网络技术进行远程监视与操作。
使水稻催芽生产的各个阶段都在系统的监视与控制下进行，提高生产的安全性。
2 硬件设计水稻催芽控制系统中，硬件设计主要分为催芽箱的结构和控制系统的硬件选择。
2.1 催芽箱设计催芽箱的箱体结构采用上、下两部分的布局，中间采用金属骨架隔开。
基于plc控制的苗圃温室大棚系统设计
基于PLC苗圃大棚自动控制系统设计基于PLC苗圃大棚自动控制系统设计摘要：本文是针对现代农业对智能温室的需求而自行设计的温室自动控制系统。
通过分析温室执行机构的相应动作对温室环境的影响，将PLC和传感器技术应用到温室控制系统设计，开发了基于PLC控制的苗圃大棚智能控制系统。
大棚的环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统，难以建立系统的数学模型，采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。
本次设计控制系统硬件部分主要由PLC、各类传感器构成的，传感器是来检测大棚内部的温度、湿度、二氧化碳的浓度、光照度等，PLC是控制温室内双向天窗、侧窗，遮阳网驱动，湿帘水泵，环流风机，降温排湿风扇，C02补气阀、补光灯等执行设备的。
本系统的智能温室大棚投入运行后可以很好地实现了对温室大棚内的各个环境因子的控制调节，为苗圃创造了良好的生长环境。
本系统操作简单、工作稳定可靠,实用性强,适应当前农业现化的需要,适用范围广,经济效益很好，有好很的发展前景。
关键词：大棚，温度控制，PLCNursery Greenhouses Based on PLC Automatic ControlSystem DesignAbstract: This article is in view of the modern agriculture demand for intelligent greenhouse and greenhouse automatic control system design. Through the analysis of the corresponding action of greenhouse actuators on the greenhouse environment, the influence of the PLC and sensor technology is applied to the greenhouse control system design, the development of the nursery greenhouse intelligent control system based on PLC control. Greenhouse environment system is a nonlinear, time-varying, lagging of large complex system is difficult to establish a system of mathematical model, the conventional control method is difficult to obtain satisfactory static and dynamic performance. The design of control system hardware part mainly composed of PLC, all kinds of sensors, sensor is to detect the temperature inside the greenhouse, humidity, carbon dioxide concentration, light, etc., the PLC is to control the bidirectional skylight, side window in greenhouse, sun-shade net drive, wet curtain pump, circulation fan, the platoon is wet cooling fan, our fleet air compensating valve, execute equipment such as the fill light. After the intelligent greenhouses into operation of this system can well realize the control of various environmental factors within the greenhouses adjustment, created a good growth environment for the nursery. This system operation is simple, stable and reliable work, strong practicability, adapt to the needs of the current agricultural modernization, applicability is wide and its economic benefit is very good, has good prospects for developmentKey words: greenhouse, temperature control, PLC基于PLC苗圃大棚自动控制系统设计目录基于PLC苗圃大棚自动控制系统设计 (1)1概述 (1)1.1国内外温室控制技术的研究现状 (1)1.2研究的意义 (2)2 本系统研究方案 (2)2.1控制系统设计目标 (2)2.2控制方案 (3)3系统硬件设计 (4)3.1系统的硬件组成 (4)3.2温湿度采集电路的设计 (5)3.3光照度传感器 (6)3.4C02传感器 (7)3.5执行机构系统设计 (8)3.5.1湿帘降温系统的设计 (8)3.5.2天窗、侧窗、风扇、遮阳网的开闭系统设计 (8)3.6 PLC的配置 (9)3.6.1输入信号端子的确定： (10)3.6.2输出信号端子的确定： (10)3.6.3 PLC部分电路设计 (11)4系统的软件设计 (13)4.1大棚自动控制系统PLC软件部分的设计 (13)4.1.1控制系统软件设计要求 (13)4.1.2系统工作原理 (13)4.2 PLC的I/O分布图 (15)4.3主程序梯形图 (16)5结束语 (18)参考文献 (19)基于PLC苗圃大棚自动控制系统设计1概述1.1国内外温室控制技术的研究现状现代温室中常见的能自动控制的调控机构有:顶部通风窗、侧面通风窗、外遮阳帘幕、内遮阳帘幕、轴流通风机、降温湿帘、人工补光灯、二氧化碳施肥器、加热设备、喷雾系统及熏蒸设备。
基于PLC的寒地水稻灌溉控制系统的研究
基于PLC的寒地水稻灌溉控制系统的研究摘要：在节水控制灌溉的条件下为了促进寒地水稻的生长发育，对基于PLC的寒地水稻灌溉控制系统进行了研究。
该控制系统以PLC为控制器，通过安装于水稻格田的各类型传感器，监测寒地水稻各种生长信息参数并提取出其中的4种主要参数构建寒地水稻用水模型，为农场水稻的生产提供决策支持信息。
该系统能精确计算出每亩格田的灌溉水量，数据分析处理功能较强，在两年多的运行过程中，系统运行稳定，数据处理可靠，操作界面友好，日常维护便捷，可扩展性和实用价值较好。
项目已经在八五九农场、胜利农场，绥滨农场、前进农场、富锦县等取得了成功应用及推广，目前技术成熟，正在加大完善和更新力度。
设计的系统能立即投入实际应用，可移植性强。
关键词：可编程控制器；寒地水稻；灌溉控制；节水灌溉；组态王引言在国外，节水方面的研究较早，相应灌溉控制系统方面的技术逐步成熟，自动化发展水平较高。
而我国，起步晚，与国外的先进技术比较仍存较大差距，主要体现在设备落后，自动控制系统参数少，水平低[1]。
近年来，PLC因其稳定性高、操作简单、程序编写简洁，在灌溉中被广泛应用[2]。
水稻灌溉的自动化、智能化程度越高，越会对其增产、品质的提高和用水效率的提高有利[3]。
实现寒地水稻灌溉用水的循环利用，把田间多余灌溉用水排进蓄水池（回水池）进行保存，最大限度地节约水资源。
由于循环水中含有化肥、农药、养料，使之循环利用，做到不污染环境，节约农药、化肥、节约生产成本，绿色环保。
水稻农田架设给排水管线、电动进排水阀门、电磁流量计、水质检测仪等，按照寒地水稻的整个生育期的灌溉需求，做到循环利用，减轻劳动强度，降低人工成本，防止环境污染。
灌溉适时，又要做到适量，用最少的水量来获得最大的收益。
为此，笔者针对黑龙江省建三江地区寒地水稻灌区的气候、土壤条件、地下水温、生产技术等特点，在基于寒地水稻用水模型的基础上，设计一种基于PLC的寒地水稻智能灌溉控制系统。
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图1系统总体结构基于PLC 的寒地水稻育秧大棚无线监控系统设计石建飞，曹洪军，田芳明，衣淑娟（黑龙江八一农垦大学信息技术学院，黑龙江大庆163319）摘要：为了加快垦区水稻育秧的智能化、规范化统一管理，提高水稻育秧的生产效率，以PLC 为核心，对育秧棚的空气温湿度、土壤温度、土壤水分等参数进行实时采集和监控，实现根据育秧环境信息自动控制微喷和卷帘。
同时利用无线通信方式也可以通过上位机系统进行数据处理和控制，实现数据报表的自动生成、数据库的访问、排序、查询等多种功能，达到远程实时监控的目的。
关键词：PLC ；无线通信；水稻育秧中图分类号：S26.+1文献标识码：A文章编号：1004-274X （2012）24-0199-03Wireless monitoring and controlling system design ofrice seeding in the cold field based on PLCSHI Jian-fei,CAO Hong-jun,TIAN Fang-ming,YI Shu-juan（College of Information Technology,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319,China ）Abstract:In order to speed up the unified management of intelligent and standardization of rice seedlings,and improve the production efficiency of rice seedlings,air temperature and humidity,soil temperature,soil moisture parameters in rice seedlings tabernacle were real -time acquisited and monitored with PLC as the core.The system realized automatic control of micro spray and shutter according to environmental information.At the same time,we could processe and control date through the upper machine system with wireless communication realizing automatic generation of data report,database accessing,sorting,query and other functions,to achieve the purpose of real-time monitoring.Key words:PLC;wireless transmission;rice seedlings随着数字化大农业的快速发展，越来越多的数字化和信息化手段应用于垦区的农业生产、农产品加工等各个领域。
其中，水稻的生产对于垦区的发展乃至全国的粮食储备起到至关重要的作用。
水稻的生产主要包括浸种催芽、育秧和本田种植3个阶段。
由于黑龙江地处寒地，每年育秧时间为4月，而这个时期北方垦区的天气变化较大，昼夜温差较大，易出现出苗慢、生长不匀、秧苗长势弱、烂芽和死苗等不良现象，从而影响插秧后水稻的正常生长。
经过多年的探索发现，只有按照标准化育秧、严格控制秧棚内环境才能培育出壮秧[1]。
因此，如何控制好育秧棚内的环境参数和进行及时的自动监控来提供适合水稻秧苗生长的环境将成为研究的关键问题之一。
现今，水稻育秧棚的多种环境参数多采用以单片机为核心的控制器来实现数据的采集和算法控制，成本相对较低。
但是，由于单片机的可靠性低、易受外界干扰，在比较恶劣的环境下很难达到预期的控制效果[2]。
可编程控制器（简称PLC ）在工业自动化领域早已成为实时监控的最主要控制手段之一[3-4]，其具有结构简单、性能优良、抗干扰性能好、可靠性高、编程简单、调试方便、易于功能扩展等诸多特点。
同时，利用PLC 所具有的串行通信和计算机的远程通信功能，可实现计算机对多台PLC 控制装置的远程集中监控，从而能够更好地对水稻秧苗的生长环境进行实时监控，不仅可提高育秧的质量，而且能够降低技术人员的劳动强度，提高工作效率。
1系统组成及其功能基于PLC 的系统总体结构如图1所示。
该系统可分为两个部分：一是以PLC 作为远程现场数据采集和控制终端，根据农艺要求采集的环境参数包括土壤水分、pH 值、棚内CO 2含量、空气温湿度、土壤温度和光照强度等[5]。
同时，通过触摸屏或上位机可以对PLC 预设数据参数，PLC 经过逻辑判断后，可以实现手动或自动控制卷帘的开启与关闭和微喷操作。
二是上位机（PC ）通过无线数传模块与下位机（PLC ）实时进行数据交换，完成数据的处理和控制，以达到远程实时监控的目的。
收稿日期：2012-11-02基金项目：黑龙江农垦总局科技计划项目（HNK10A-07-01-05）；黑龙江省教育厅科学技术研究（重点）项目（12511z021）作者简介：石建飞（1975-），男，硕士，讲师，E-mail ：526375219@ 广东农业科学2012年第24期199C M Y KFX2N-4AD0V 24V图2传感器与PLC 端子接线图上位机与下位机可以构成主从式一点对一点或者一点对多点的远程无线监控网络[6-7]。
上位机与PLC 之间采用异步串行通讯协议，以RS485通信方式通过无线数传模块数据采集和控制指令的传输。
其中，无线数传模块采用透明方式工作，只起数据传输作用，整个网络数据收发采用同一频率，通讯时将PLC 的站号进行统一编号就能够实现数据的准确读取。
1.1主控制器本监控系统控制器以三菱FX2N 系列的可编程控制器为核心。
FX2N 系列采用模块化结构，具有工作可靠性高、高性价比的优势，在国内很多监控系统中都有广泛的应用[6-7]。
同时，其具有高速的运算能力和灵活的扩展能力，常见的扩展模块有FX2N-4AD 模拟量输入模块、FX2N-4DA 模拟量输出模块和FX2N-485BD 通信模块等，同时能与多家人机界面连接（如台达、显控等），通用性强。
FX2N 系列PLC 具有多种通信协议，可以通过编程进行网络设置，设置内容包括网络设备地址、网络通讯数据内容、网络数据通讯速度等，可以根据系统的不同要求灵活转换。
1.2传感器设计根据设计要求，各类传感器选择如下：1.2.1土壤水分传感器型号DBT －1，其具有密封性好、精度高和灵敏度高的特点，可长期埋入土壤中使用，且不受腐蚀。
由于DBT-1采用了电流环传送技术，其抗干扰能力大大增强、传输距离较远，响应速度也快，其输出信号为0~2.5V 。
1.2.2pH 值传感器型号为GS650，其是一种具有金属锑电极探头的pH 传感器，此探头比较坚固耐用，输出信号为模拟量，分辨率和精度较高。
1.2.3CO 2传感器采用防护型CO 2传感器NDIR ，它是在进口红外CO 2传感器基础上设计的一款专门用于农业等多种高湿场合的产品，采用多重防护，确保内部的传感器不受外界高湿等环境影响，从而达到工作稳定可靠的目的，该传感器输出信号为4~20mA 。
1.2.4温湿度传感器一般多为数字式传感器，更适用于单片机为核心的控制系统使用。
如果采用数字式的传感器，PLC 将占用很多I/O 端口，故设计时选用带变送器的温湿度传感器，这样直接可以通过FX2N-4AD 模块进行数据采集，供主控制使用。
为了满足上述要求，选择WS402VA 型温湿度变送器，其性能指标：湿度测量范围为0%~100%，精度为4%，敏感元件为湿敏电容；温度测量范围为0~120℃，精度为0.5%，敏感元件为铂电阻；变送器工作环境为温度0~50℃、湿度<85%。
1.2.5土壤温度传感器采用LVDWZ-31温度智能传感器，工作电压为直流5V ，工作电流小于10mA ，分辨率可达到0.1℃，精度为0.2级，传感器内部具有变送模块和漂零及温度补偿模块，能够输出模拟量信号，通过模块内置信号采样及放大具有漂零及温度补偿功能，提供多种用户接口，根据用户使用情况可以任意选择，且安装接线简洁、方便，广泛应用于农业、林业、气象等需要测量土壤、物体表面等温度的领域[8]。
1.2.6光照强度传感器采用西门子光照强度传感器QLS60型，工作电压为直流24V ，模拟量输出直流为4~20mA ，测量范围在0~1000W/m 2之间。
由于传感器输出信号均为模拟量信号，故不需进行A/D 转换，直接可以与FX2N-4AD 模拟量采集模块相连，FX2N-4AD 可以同时接采集四路模拟量信号，通过对PLC 的相应寄存器设置可以分别采集电压和电流信号，不需要经过信号调理电路，抗干扰型强。
传感器的输出信号线与FX2N-4AD 的接线图如图2所示。
1.3执行器系统执行器主要包括微喷和卷帘两部分，为了能够实现远程控制和操作，通过PLC 对棚内的环境信息进行数据采集，以无线通信方式传送到上位机，上位机对环境数据进行分析处理，然后将控制信号发送给PLC ，通过PLC 的输出信号对电磁阀开关和直流电机的正反转进行控制，实现自动卷帘通风和微喷[9-10]。
上位机不但可以通过PLC 对二者进行操作控制，同时也可以通过与PLC 的数据交换实时监测它们的工作状态。
阀门执行器主要由一个直流电机、减速机构和限位开关构成，通过PLC 的输出信号可以实现对电动机的正反转控制，完成卷帘的开启和关闭，同时限位开关能够输出一对无源信号作为到达位置信号供PLC 使用。
阀门执行器的控制端与PLC 输出端子接线方式如图3所示。
2系统软件设计系统采用的是三菱FX2N 系列可编程控制器。
三菱FX2N 系列可根据具体情况定制特殊功能的产品：温度控制模块、位置控制模块、模拟量输入输出模块、RS485通信模块等。
它具有体积小、工作可靠性高、高性价比的优势，在国内外很多监控系统中都有广泛的应用[11-12]。
2.1协议研究监控系统采用FX2N 与计算机链接通信方式，该通信方式可以直接访问PLC 内部的D 寄存器和辅助功能继电器M 等，可以直接对他们进行读、写操作。
这种通信方式200C M Y K图6主程序流程图5上位机写数据格式图4上位机读数据格式的数据通信格式为：数据长度8位，停止位1位，无奇偶校验位，传输速率9600bp/s 。
2.1.1上位机读下位机数据通信协议上位机读下位机数据格式如图4所示，横线上方是上位机向下位机发送的数据格式,当下位机收到上位机数据后PLC 进行自动响应，此时横线下方为下位机发送给上位机的响应数据。