基于PLC的智能温室控制系统的设计
《2024年基于PLC的智能温室监控系统》范文
《基于PLC的智能温室监控系统》篇一一、引言随着现代农业技术的不断发展和进步,智能温室已经成为现代农业生产的重要工具。
而智能温室监控系统作为其中的核心技术,对保障温室作物生长、提高农业生产效率和减少资源浪费具有重大意义。
本文将着重探讨基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能温室监控系统的设计及应用,通过高精度控制温室环境参数,以实现优化农业生产和资源管理。
二、系统架构设计基于PLC的智能温室监控系统主要包括以下几个部分:数据采集层、控制层和上层管理层。
1. 数据采集层:通过传感器网络实时采集温室内的环境参数,如温度、湿度、光照强度等,以及作物的生长状态等信息。
这些数据对于评估作物生长环境和进行实时调控具有重要意义。
2. 控制层:控制层由PLC控制器和执行机构组成。
PLC控制器接收数据采集层的数据,通过预先设定的逻辑程序进行分析和处理,然后向执行机构发出控制指令,以实现对温室环境的自动调节。
3. 上层管理层:通过计算机或移动设备等终端设备,实现对整个系统的远程监控和管理。
用户可以通过该层对系统进行配置、查询和操作,实现对温室的实时监控和远程控制。
三、系统功能实现基于PLC的智能温室监控系统具有以下功能:1. 环境参数监测:实时监测温室内的环境参数,如温度、湿度、光照强度等,为作物的生长提供适宜的环境条件。
2. 自动调控:根据监测到的环境参数和作物生长状态,通过PLC控制器和执行机构进行自动调控,以优化温室环境。
3. 远程监控:通过上层管理层,实现对温室的远程监控和管理,方便用户随时了解温室状况并进行操作。
4. 数据分析与优化:通过对历史数据的分析,发现作物生长的最佳环境参数范围,为优化农业生产提供依据。
5. 报警功能:当环境参数超出预设范围时,系统会发出报警信号,以便及时采取措施防止作物受损。
四、应用实例及效果分析以某蔬菜种植基地为例,引入基于PLC的智能温室监控系统后,取得了显著的效果:1. 提高了作物产量和质量:通过精确控制温室环境参数,为作物提供了适宜的生长环境,使得作物产量和质量得到了显著提高。
PLC温室温度控制系统设计方案
PLC温室温度控制系统设计方案嘿,大家好!今天咱们就来聊聊如何打造一套高效、稳定的PLC 温室温度控制系统。
这个方案可是融合了我10年的写作经验和实践心得,下面咱们就直接进入主题吧!一、系统概述咱们先来简单了解一下这个系统。
这个PLC温室温度控制系统是基于可编程逻辑控制器(PLC)技术,通过传感器实时监测温室内的温度,再通过执行机构对温室内的环境进行调节,从而达到恒定温度的目的。
这套系统不仅智能,而且高效,是现代农业发展的好帮手。
二、系统设计1.硬件设计(1)传感器:选用高精度的温度传感器,如PT100或热电偶,实时监测温室内的温度。
(2)执行机构:选用电动调节阀或者电加热器,用于调节温室内的温度。
(3)PLC控制器:选用具有良好扩展性的PLC控制器,如西门子S7-1200系列。
(4)通信模块:选用支持Modbus协议的通信模块,实现数据传输。
2.软件设计(1)温度监测模块:实时采集温室内的温度数据,并进行显示。
(2)温度控制模块:根据设定的温度范围,自动调节执行机构的动作,实现温室内的温度控制。
(3)报警模块:当温室内的温度超出设定的范围时,发出报警提示。
(4)通信模块:实现与上位机的数据交换,便于远程监控和操作。
三、系统实现1.硬件连接将温度传感器、执行机构、PLC控制器和通信模块按照设计要求进行连接。
其中,温度传感器和执行机构与PLC控制器之间的连接采用模拟量输入输出模块。
2.软件编程(1)温度监测程序:编写程序实现温度数据的实时采集和显示。
(2)温度控制程序:编写程序实现根据设定的温度范围自动调节执行机构的动作。
(3)报警程序:编写程序实现当温室内的温度超出设定的范围时,发出报警提示。
(4)通信程序:编写程序实现与上位机的数据交换。
3.系统调试(1)检查硬件连接是否正确,确保各个设备正常工作。
(2)运行软件程序,观察温度监测、控制、报警等功能是否正常。
(3)进行远程监控和操作,检验通信模块是否正常工作。
基于plc的智能温室综合控制系统
控制系统:在该案例中,PLC被广泛应用于多个温室的控制系统中,同时结合现代物联网技术实现整个园区的智能化管理。
该系统能够实现整个农业园区的智能化管理,提高生产效率和管理水平。
该农业园区基于PLC的智能温室综合控制系统,将多个温室进行统一管理,实现了环境参数的实时监测和设备的自动化控制。同时,通过物联网技术将各个温室的数据进行汇总和分析,为决策提供科学依据。此外,该系统还具备智能预警功能,能够及时发现环境异常并采取相应措施进行处理。通过该系统的应用,整个农业园区的生产效率和管理水平得到了显著提高。
基于plc的智能温室控制系统应用案例
该蔬菜温室基于PLC的智能控制系统,能够根据不同的蔬菜品种和生长阶段,对温室内的环境参数进行精细调节,营造适宜的生长环境。同时,该系统还具备远程监控和数据分析功能,方便管理人员及时掌握温室内的环境状况,预测作物生长趋势,为决策提供科学依据。
控制系统:采用PLC作为控制核心,通过传感器采集温室内温度、湿度、光照、CO2浓度等参数,通过算法控制温室设备(如风机、湿帘、喷淋、补光灯等)进行调节,实现智能化控制。
PLC控制程序使用Ladder逻辑编程语言编写,实现温室内环境参数的采集、处理和控制。
组态界面可以显示温室内环境参数的实时数据、趋势图和控制按钮等,方便用户进行操作和维护。
03
CHAPTER
基于plc的智能温室控制系统实现
总结词
合理、高效、节能
详细描述
在智能温室控制系统中,PLC控制器是整个系统的核心。选择合适的PLC控制器需要考虑控制精度、响应速度、可靠性、可扩展性以及成本等多个因素。同时,还需要根据实际需求对PLC进行配置,包括输入输出模块、通讯接口、编程语言等。
该系统能够显著提高蔬菜的产量和质量,降低能耗和人工成本,提高生也采用PLC作为控制核心,通过传感器采集温室内温度、湿度、光照、CO2浓度等参数,但需要根据花卉生长的不同要求进行个性化定制。
基于PLC和SCADA技术的智能温室控制系统设计与实现
基于PLC和SCADA技术的智能温室控制系统设计与实现随着农业现代化的进程,智能温室技术逐渐得到广泛关注和应用。
智能温室可以通过各种传感器实时采集温室内外的温度、湿度、光照等环境参数,并通过控制系统实现温室内环境的智能化调控,提高作物生长环境的稳定性和产量。
本文基于PLC和SCADA技术,设计并实现了一套智能温室控制系统,旨在提供一种可靠有效的温室环境监测与控制解决方案。
一、智能温室控制系统的需求分析1.1 温室环境参数监测对于温室环境参数的监测,需要实时采集温室内外的温度、湿度、光照等参数,并对其进行实时监测和记录。
需要对这些环境参数进行分析和处理,以确定最佳的生长环境条件。
在监测环境参数的基础上,需要通过控制系统实现对温室环境的智能化调控,包括空调设备的控制、遮阳设备的控制、灌溉设备的控制等,以保持温室内部的温湿度和光照等环境参数在合适的范围内。
1.3 远程控制与监测由于温室通常分布在不同的地理位置,需要通过互联网等远程方式实现对温室的远程监测和控制,提高温室管理的便捷性和效率。
2.1 系统架构设计本系统采用了PLC和SCADA技术相结合的架构,PLC负责对温室内外环境参数的采集和温室设备的控制,而SCADA系统负责对这些数据进行分析和处理,并提供远程监控与动态报警功能。
这种分布式的架构可以有效地实现温室环境的实时控制与监测。
2.2 传感器和执行器的选择在传感器方面,选用了温度传感器、湿度传感器、光照传感器等用于监测温室内外环境参数,并通过模拟信号传输给PLC。
在执行器方面,采用了空调设备、遮阳设备、灌溉设备等用于对温室环境进行控制,并通过数字信号接口控制。
2.3 PLC程序设计PLC程序设计主要包括对传感器数据的采集和对执行器的控制两个部分。
通过编写PLC 程序,可以实现对温室环境参数的实时监测和控制,提高温室内环境的稳定性和生产效率。
2.5 远程监控功能在SCADA系统中,通过建立互联网连接方式,可以实现对温室环境的远程监控和控制,温室管理人员可以通过手机、电脑等终端设备对温室内外环境进行实时监测和控制,提高了温室管理的便捷性和效率。
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)任务书指导教师意见评阅教师意见答辩小组评议意见摘要: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STEP 7 -Micro WIN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:Programmable Logic Controller (PLC) is a kind of automatic control equipment which is w idely used in the industrial manufacture. It merges the traditional control technology, computer and com munication technologies with a strong ability to control, flexible operation, high reliability and suitable for long-term characteristics of continuous work. It is very suitable for temperature control requirements. In the industrial field, with the rapid increase in the degree of automation, it is more and more important to monitor the process of control system for the users。
《2024年基于PLC的智能温室监控系统》范文
《基于PLC的智能温室监控系统》篇一一、引言随着现代农业技术的快速发展,智能温室监控系统逐渐成为农业现代化的重要组成部分。
这种系统不仅可以提高农作物的产量和质量,还可以节省能源和人力资源。
基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能温室监控系统以其高可靠性、灵活性和易维护性,成为了当前智能农业领域的研究热点。
本文将详细介绍基于PLC 的智能温室监控系统的设计、实现及其应用。
二、系统设计1. 硬件设计基于PLC的智能温室监控系统硬件主要包括传感器、执行器、PLC控制器、上位机等部分。
传感器负责实时监测温室内的温度、湿度、光照、CO2浓度等环境参数,执行器则根据PLC控制器的指令对温室内的环境进行调节,如调节遮阳网、加湿器、通风设备等。
上位机则是与PLC进行数据交互的人机界面,实现数据的可视化展示和操作控制。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC控制程序的设计和上位机监控界面的设计。
PLC控制程序采用梯形图或指令表编程,实现对温室环境的实时监测和控制。
上位机监控界面则采用图形化界面设计,方便用户进行操作和查看数据。
同时,系统还具有数据存储和分析功能,为农业生产和科研提供数据支持。
三、系统实现1. 数据采集与传输传感器实时采集温室内的环境参数,通过数据线与PLC控制器进行数据传输。
PLC控制器对数据进行处理后,通过以太网或无线通信方式将数据传输至上位机监控界面。
2. 控制策略实现根据预设的控制策略,PLC控制器对执行器发出控制指令,调节温室内的环境参数。
例如,当温度过高时,PLC控制器会控制遮阳网下降,降低温度;当湿度过低时,PLC控制器会控制加湿器工作,提高湿度。
四、系统应用基于PLC的智能温室监控系统在农业领域具有广泛的应用前景。
首先,它可以提高农作物的生长速度和产量,降低生产成本。
其次,它可以实现农作物的精准管理,提高农产品的品质和安全性。
此外,该系统还可以为农业科研提供数据支持,推动农业科技的进步。
五、系统优势与展望1. 系统优势基于PLC的智能温室监控系统具有以下优势:一是高可靠性,PLC控制器具有较高的抗干扰能力和稳定性;二是灵活性,系统可根据实际需求进行定制化设计;三是易维护性,系统采用模块化设计,方便维护和升级。
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智能蔬菜大棚控制系统是利用PLC(可编程逻辑控制器)作为核心,通过传感器、执行器等装置对大棚环境进行监测和控制,实现对蔬菜生长环境的精准调控。
本文将针对基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统的设计进行简述。
1. 系统结构智能蔬菜大棚控制系统的结构主要包括传感器、执行器、PLC控制器、人机界面(HMI)以及通信网络等组成。
传感器用于感知大棚内部的环境参数,例如温度、湿度、光照等;执行器用于控制大棚内的设备,例如通风系统、灌溉系统等;PLC控制器则是系统的核心,接收传感器的信号并根据预设的控制逻辑进行对环境的调控;人机界面则是用户与系统交互的接口,通过HMI界面用户可以实时监测大棚环境、设置参数以及进行控制操作;通信网络用于实现系统与外部设备的数据交换和远程监控。
2. 控制策略智能蔬菜大棚控制系统的控制策略主要包括温度控制、湿度控制、光照控制、CO2浓度控制、灌溉控制等。
通过传感器感知大棚内的环境参数,并根据预设的控制策略,PLC控制器可以对大棚内部设备进行精准的调控。
例如在温度控制方面,PLC控制器可以根据预设的温度范围,控制通风系统和加热系统的开关,以保持大棚内的温度在适宜的范围内;在灌溉控制方面,根据土壤湿度传感器的反馈,PLC控制器可以控制灌溉系统的开关,保持土壤的适宜湿度。
3. 系统优势基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统相较于传统的人工操作具有诸多优势。
系统能够自动化地监测和控制大棚内的环境参数,无需人工持续进行监测和调控,降低了劳动成本。
系统具有精准的控制能力,可以根据蔬菜的生长需求精确调控大棚内的环境,提高了蔬菜的产量和质量。
通过人机界面用户可以远程对大棚进行监控和控制,实现了远程智能化管理。
4. 系统实现基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统的实现需要经过系统设计、硬件选型、程序编写、现场调试等多个工程阶段。
在系统设计阶段,需要根据大棚的实际情况和蔬菜的生长需求,确定系统的功能模块和控制策略,并选择合适的传感器、执行器、PLC控制器和人机界面等硬件设备。
基于PLC和SCADA技术的智能温室控制系统设计与实现
基于PLC和SCADA技术的智能温室控制系统设计与实现智能温室控制系统是基于PLC(可编程逻辑控制器)和SCADA(监控和数据采集)技术的,它能够实现对温室环境参数的自动监测和控制,从而提高作物生长的质量和产量。
本文将探讨基于PLC和SCADA技术的智能温室控制系统的设计与实现。
一、智能温室控制系统的需求分析温室是为了创造适宜植物生长环境而设计的一种特殊建筑,通过控制温度、湿度、光照等参数,可以提高作物的生长速度和产量。
传统的温室管理方式主要依靠人工控制,存在劳动强度大、监测不精准、无法实时控制等问题。
需要一种智能化的温室控制系统,能够实现对温室环境参数的自动监测和控制,提高作物的生长质量和产量。
1. 系统整体架构设计智能温室控制系统主要由传感器、PLC控制器、执行机构和SCADA监控系统组成。
传感器用于监测温室内环境参数,将数据传输给PLC控制器;PLC控制器根据传感器数据,控制执行机构对温室环境进行调节;SCADA监控系统用于实时监测和远程控制温室环境。
2. 传感器选择及布置温室内的环境参数包括温度、湿度、光照等,因此需要选择相应的传感器进行监测。
比如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,这些传感器应该布置在温室内的不同位置,以保证对温室环境的全面监测。
3. PLC控制器选择及程序编写PLC控制器是智能温室控制系统的核心部件,它接收传感器数据,经过处理后控制执行机构对温室环境进行调节。
选择合适的PLC控制器并编写相应的程序是十分重要的。
通常采用的是西门子、施耐德等知名PLC品牌,编写程序可以使用类似LD、ST、FBD等语言。
4. 执行机构选择及控制根据温室的具体情况,选择合适的执行机构进行调节。
比如通风窗、遮光系统、加热器等,这些执行机构需要与PLC控制器相连,通过控制执行机构的开启与关闭来调节温室的温度、湿度等环境参数。
5. SCADA监控系统的设计与实现SCADA监控系统是智能温室控制系统的重要组成部分,它能够实时监测温室内环境参数,并能够实现远程控制。
基于PLC的智能温室控制系统的设计
基于PLC的智能温室控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和智能化的发展,温室控制技术已成为现代农业科技的重要组成部分。
传统的温室控制方法往往依赖于人工操作和经验判断,无法实现精准、高效的环境调控,而基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能温室控制系统则能够实现对温室内部环境参数的实时监控和精确控制,从而提高温室作物的生长质量和产量。
本文旨在探讨基于PLC的智能温室控制系统的设计方法,包括系统的硬件和软件设计,以及实际应用中的性能测试和效果评估。
通过对该系统的研究,旨在为现代农业温室控制提供一种新的、更加智能化和高效的控制方案,为农业生产的可持续发展做出贡献。
二、智能温室控制系统的总体设计在设计基于PLC的智能温室控制系统时,我们首先需要对整个系统的总体架构进行明确规划。
本系统的设计目标是实现温室环境的自动化、智能化调控,以提高农作物的生长质量和产量。
智能温室控制系统由传感器网络、PLC控制器、执行机构和用户交互界面等部分组成。
传感器网络负责采集温室内的温度、湿度、光照、土壤养分等环境参数;PLC控制器作为核心,负责接收传感器数据,进行逻辑运算和决策,向执行机构发送控制指令;执行机构根据指令调节温室内的环境设备,如通风设备、灌溉设备、遮阳设备等;用户交互界面则提供人机交互功能,便于用户查看当前环境参数、历史数据以及手动控制温室设备。
考虑到温室控制系统的复杂性和实时性要求,我们选用性能稳定、编程灵活的PLC控制器。
具体选型时,我们综合考虑了控制器的处理速度、输入输出点数、通信接口以及扩展能力等因素,确保所选PLC 能够满足智能温室控制系统的需求。
传感器是获取温室环境参数的关键设备,我们选择了高精度、快速响应的传感器,以确保数据的准确性和实时性。
执行机构则是实现温室环境调控的重要手段,我们根据温室内的设备类型和调控需求,选择了相应的执行机构,如电动阀、电动窗帘等。
在智能温室控制系统中,各个组成部分之间需要进行高效的数据传输和通信。
《2024年基于PLC的智能温室监控系统》范文
《基于PLC的智能温室监控系统》篇一一、引言随着现代农业技术的快速发展,智能温室成为了现代农业生产的重要组成部分。
智能温室能够为农作物提供适宜的生长环境,提高农作物的产量和质量。
而基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能温室监控系统则是实现这一目标的关键技术之一。
本文将详细介绍基于PLC的智能温室监控系统的设计、实现及其应用。
二、系统设计1. 硬件设计基于PLC的智能温室监控系统硬件主要包括PLC控制器、传感器、执行器、人机界面等部分。
其中,PLC控制器是系统的核心,负责接收传感器数据、控制执行器动作以及与人机界面进行通信。
传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器等,用于实时监测温室内的环境参数。
执行器包括灌溉系统、通风系统、遮阳系统等,根据传感器数据对温室环境进行调节。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC程序设计、上位机监控软件设计等部分。
PLC程序负责实时采集传感器数据,根据预设的逻辑关系和阈值,控制执行器动作,以调节温室环境。
上位机监控软件则提供人机交互界面,方便用户实时查看温室环境参数、控制执行器动作以及设置系统参数。
三、系统实现1. PLC程序设计PLC程序设计是整个系统的关键环节。
程序设计需要根据温室的实际情况,设定合适的逻辑关系和阈值。
例如,当温度过高时,启动通风系统;当湿度过低时,启动灌溉系统等。
同时,程序还需要考虑系统的稳定性、可靠性以及响应速度等因素。
2. 上位机监控软件设计上位机监控软件采用可视化界面设计,方便用户操作。
软件需要实时显示温室环境参数,如温度、湿度、光照强度等,同时提供控制执行器动作的界面。
此外,软件还需要具备数据存储功能,以便后续分析温室的生长环境及作物生长情况。
四、系统应用基于PLC的智能温室监控系统在实际应用中表现出了显著的优点。
首先,该系统能够实时监测温室内的环境参数,为作物提供适宜的生长环境。
其次,系统具有较高的稳定性和可靠性,能够保证温室的正常运行。
基于PLC的智能温室控制系统设计
技术平台基于PLC的智能温室控制系统设计温俊霞 (宁夏工商职业技术学院,宁夏 银川 750021)摘 要:针对温室中环境自动控制程度较差的现状,通过分析温室内环境因素对植物的影响,设计了基于PLC的智能温室控制系统。
本系统的硬件主要由PLC、上位机和传感变送器构成,用来检测和控制温室内部环境参数的变化量。
本系统上位机监控软件使用组态王6.55编写,并通过与PLC的通信,能够对温室内部环境的实时监控及数据的显示与报警。
下位机软件选用松下的FPWINGR 开发,在仿真中取得了良好的结果,实现了给作物提供良好生长环境的目标。
本系统操作简单,可靠性强,适应当前现代农业的 需求。
关键词:PLC;实时监控;自动控制;现代农业本文研究的智能温室控制系统,选用松下的PLC 为智能温室的核心控制器件,与旧式温室相比,本设计能够进一步提高农作物的生产水平,保证作物的正常生长发育,提高作物合格率,在保证经济效益的前提下,更人性化地减少了管理者的工作时间,节约投入资本,适合广泛应用。
1 系统总体设计方案1.1 控制系统分析通过对温室内环境要点分析,具有非线性、分布式参数、时变性等特点。
由于室内的面积比较大,所以室内各项物理因素不均且随环境分布不断变化。
比如二氧化碳浓度,一般离植物较远的地方的浓度会比较高,垂直方向上的位置不同,其参数也是不同的。
农作物在生长发育的不同阶段内,它自身合成有机物的能力,以及吸收土壤中的水分无机盐等物质的能力都是不同的,因此,该系统是一个需要随数据变化量进行合理调控的时变性系统。
1.2 控制系统设计该控制系统主要由四个部分组成:温度控制系统、湿度控制系统、光照强度控制系统和CO2浓度控制系统。
每个控制系统下的传感元件能够对应一项温室内部作物生长环境的基础参数,对这项参数进行一个实时的监控,并完成参数的采集。
利用微机与PLC组合成系统的方式,建立控制系统,针对温室内环境的参数变化量,调控整个温室内外的执行机构,让它们有目的性地改变温室内环境,达到栽培作物正常的生长减少窃电行为的出现。
《2024年基于PLC的智能温室监控系统》范文
《基于PLC的智能温室监控系统》篇一一、引言随着科技的快速发展和农业生产的需求变化,智能温室监控系统逐渐成为现代农业技术的重要组成部分。
该系统能够实时监测和控制温室环境,提高农作物的生长环境,从而提高农作物的产量和质量。
基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能温室监控系统更是成为了现代智能农业发展的趋势。
本文旨在详细介绍基于PLC的智能温室监控系统的设计与实现。
二、系统概述基于PLC的智能温室监控系统是一种集成了传感器技术、PLC控制技术、网络通信技术和人机交互界面的现代农业控制系统。
该系统通过实时监测温室内的环境参数(如温度、湿度、光照等),并利用PLC进行数据处理和控制决策,实现对温室环境的精确控制,为农作物提供最佳的生长环境。
三、系统设计1. 硬件设计硬件部分主要包括传感器、PLC控制器、执行器等。
传感器用于实时监测温室内的环境参数,如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
PLC控制器作为整个系统的核心,负责接收传感器的数据,进行处理和决策,然后通过执行器控制温室环境的参数。
执行器则包括加湿器、风扇、灯光等设备,用于调整温室环境。
2. 软件设计软件部分主要包括PLC程序设计、人机交互界面设计等。
PLC程序设计是整个系统的核心,它需要实现对传感器数据的实时采集、处理和决策,以及执行器的精确控制。
人机交互界面则用于显示实时数据、历史数据和报警信息等,方便用户进行操作和监控。
四、系统实现1. 数据采集与处理系统通过传感器实时采集温室内的环境参数,如温度、湿度、光照等。
这些数据经过PLC处理后,将实时数据与预设的阈值进行比较,判断当前环境是否适宜农作物的生长。
如果环境参数超出预设范围,PLC将自动调整执行器的工作状态,调整温室环境。
2. 执行器控制PLC根据数据处理结果,通过控制执行器的工作状态来调整温室环境。
例如,当温度过高时,PLC将控制加湿器或风扇工作,降低室内温度;当光照不足时,PLC将控制灯光设备工作,提高光照强度。
基于PLC的温室控制系统的设计开题报告
温室内的温度调节和控制包括保温、加温和降温。温度的调节和控制是通过温度传感器来检测温室内的温度参数, 传感器检测的信号转化成数字信号送入到PLC, 通过与PLC内部设定的参数进行比较后转化为电信号来控制遮阴帘, 改变温室内的温度, 是温室内温度保持在设定的范围内。
温室内的温度调节和控制包括保温、加温和降温。温度的调节和控制是通过温度传感器来检测温室内的温度参数,传感器检测的信号转化成数字信号送入到PLC,通过与PLC内部设定的参数进行比较后转化为电信号来控制遮阴帘,改变温室内的温度,是温室内温度保持在设定的范围内。
郑州科技学院毕业设计(论文)开题报告
课题名称
基于PLC的温室控制系统的设计
课题来源
课题类型
指导教师
学生姓名
学号
专业
一、选题背景及依据(简述题目的技术背景和设计依据,说明选题目的、意义,列出主要参考文献)
1.温室控制的背景
随着农业的现代化发展, 一些问世的温湿度监测与控制也越来越趋强与自动化、智能化的方向发展。而我国的现代化温室是在引进国外技术与自我开发的基础上发展起来的。实现温室的温度智能控制, 自动的调节温度以满足温湿度需要, 是本课题研究的重点。以往的一些温室都是靠温度计监测, 人工读取, 再由人来调节温度。这种方式不但浪费了大量人力物力, 控制的精度也很难保证。
.温室大棚智能控制系统流程主/控制电路图的设计及选型。
3.控制系统拟采取的总体方案
温室大棚自动控制系统是利用PLC对温室大棚内的温度参数的变化做出相应的控制。本设计针对且前国内对温室自动控制水平的要求及自动控制系统的需求情况, 采用中央控制计算机与PLC智能控制器的主从式体系结构, 实时多任务操作系统, 研制了这一套智能型温室控制系统。温室自动控制系统应是一种具有良好控制精度、较好的动态品质和良好稳定性的系统。按照系统的控制目的, 温室控制系统主要由温度监测传感器、PLC及上位机组成。能够实时、准确可靠的运行。
基于PLC的温室大棚控制系统设计
四、PLC程序设计
PLC(可编程逻辑控制器)是本系统的关键部件,负责实现模糊控制算法和 驱动执行器。在本系统中,我们将采用一种流行的PLC编程语言——Ladder Diagram(梯形图)来进行程序设计。梯形图是一种图形化编程语言,易于理解 和实现。在程序设计过程中,我们将根据模糊控制算法构建相应的逻辑控制流程, 包括数据采集、模糊化、模糊推理和去模糊化等步骤。
1、时钟和计数器:设置PLC的时钟和计数器,用于记录大棚内的温度、湿度、 光照等参数的平均值和变化量。
2、传感器数据读取:通过PLC的输入输出点读取温度、湿度、光照等传感器 的数据,并转换为实际数值。
3、控制逻辑:根据大棚的实际需求和控制目标,编写控制逻辑程序,实现 自动控制。例如,当大棚内温度过高时,启动通风设备进行降温;当大棚内湿度 过低时,启动灌溉设备进行浇水。
三、模糊控制算法
模糊控制算法是本系统的核心,它基于模糊集合论和模糊逻辑,能够处理不 确定性和非线性问题。在本系统中,我们将温度和湿度作为输入变量,将控制信 号作为输出变量。通过设定温度和湿度的上下限值,我们可以构建模糊条件语句, 并根据这些语句生成控制规则。在PLC控制器中,我们将采用模糊逻辑控制器来 实现这些控制规则,通过计算得出控制信号,以实现对温室大棚温湿度的精确控 制。
4、通讯接口:通过PLC的通讯接口将控制数据上传至计算机或云平台,实现 远程监控和管理。
参考内容
一、引言
温室大棚在现代农业生产中起到了关键作用,特别是在反季节种植和气候敏 感作物的种植上。温室内的温湿度环境是影响作物生长的重要因素,因此,如何 实现温湿度的精确控制是温室大棚管理的核心问题。本次演示将介绍一种基于模 糊控制理论的温室大棚温湿度控制系统,并详细阐述其PLC程序设计方法。
基于PLC的智能温室控制系统设计
基于PLC的智能温室控制系统设计毕业设计(论文)任务书题目基于PLC的智能温室控制系统设计学生姓名班级学号题目类型工程指导教师系主任一、毕业设计(论文)的技术背景和设计依据温室产业及相关技术在国内外的发展速度很快。
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、室内温度、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。
(1)根据外界环境对植物影响因素,选择作物环境条件的实时检测系统、智能温室控制系统两个部分。
自动检测包括:温室、湿度、光照、二氧化碳、土壤水分等传感器与变送器。
智能控制系统包括:双向天窗角度开闭驱动,遮阳网驱动,通风机,喷灌滴灌控制,节能加温、降温控制等。
(2)开发智能温室组态监控界面。
二、毕业设计(论文)的任务1.熟悉题目要求,查阅相关科技文献2.方案设计(包括方案论证与确定、技术经济分析等内容)3.硬件和软件设计(其中还包括理论分析、设计计算、实验及数据处理、设备及元器件选择等)4.撰写设计说明书(毕业论文),绘制图纸5.指定内容的外文资料翻译6.其它三、毕业设计(论文)的主要内容、功能及技术指标1、毕业设计(论文)的主要内容(1)智能温室控制系统硬件设计(2)智能温室控制系统程序设计2、功能与技术指标(1)介绍所使用PIC及控制系统所涉及其它设备的基本情况(2)系统软件设计主要包括PIC控制程序和上位机组态软件3、其它需要说明的问题四、毕业设计(论文)提交的成果1、开题报告(不少于3000字)2、设计说明书(约3万字左右),或毕业论文(约2万字左右)3、图纸(2#图纸至少三张,图纸数量根据论文情况自定)4、中、英文摘要(中文摘要约200字,3—5个关键词)5、论文简介6、外文资料翻译(约5000汉字)五、毕业设计(论文)的主要参考文献和技术资料1、参考文献和技术资料[1] 郁汉琪.可编程控制器原理及应用.中国电力出版社,2004[2] 努尔哈孜·朱玛力.可编程控制器在电炉温度控制系统中应用的研究.新疆大学学报,2006,13(2):267—268[3] 黄柱深,黄超麟.基于PLC的高精度温度控制系统.机电工程技术,2006,10(2):123—125[4] 高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例.人民邮电出版社,2004[5] 赵燕.可编程控制器原理及应用.中国林业出版社,2006[6] 李方园.人机界面设计及应用.化学工业出版社,2008[7] 严盈富.触摸屏与PLC入门.人民邮电出版社,2006[8] 张扬.S7—200PLC原理与应用系统设计.机械工业出版社,2007[9] 付家才.PLC实验与实践.高等教育出版社,2006[10] 刘继修.PLC应用系统设计.福建科技出版社,2007[11] 徐亚飞,刘官敏,高国章.温箱温度PID与预测控制.武汉理工大学学报交通科学与工程版,2004,28(4):554—557[12] 曾贵娥,邱丽,朱学锋.PID控制器参数整定方法的仿真与实验研究.石油化工自动化,2005,7(4):89—91[13] 肖宝兴.西门子S7—200PLC的使用经验和技巧.机械工业出版社,2011六、毕业设计(论文)加选专题部分毕业设计(论文)选做内容说明七、毕业设计(论文)各阶段安排摘要温室大棚对现在的人们来说,是非常熟悉的一个名词,因为现在我们生活中的很多花卉、蔬菜、水果都是从温室大棚中种植出来的。
基于PLC的智能温室控制系统的设计
基于PLC的智能温室控制系统的设计基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要:随着农业现代化的推进,智能农业技术的应用已成为农业发展的热点之一。
本文针对智能温室中的温度、湿度、光照等环境参数进行监测与控制,并基于PLC技术设计了一种可靠、稳定的智能温室控制系统。
该系统不仅能够提高温室作物的生产效益,还能够降低能源消耗,具有广泛的应用前景。
一、引言智能温室是利用现代信息技术和自动控制技术实现对温室环境的智能化监测与控制,提高温室作物生产效益的一种新型农业技术。
智能温室控制系统作为智能温室的核心部件之一,发挥着监测与控制温室环境的重要作用。
二、智能温室控制系统的需求分析1. 温度控制需求:由于温室内部光照强度高,容易产生热量聚集现象,导致温度升高,超过作物生长的适宜范围。
因此,智能温室控制系统需要能够及时监测温度,并通过控制空调或通风系统来调节温室内的温度。
2. 湿度控制需求:温室内湿度过高会造成作物病虫害的滋生,而湿度过低则会导致作物土壤干旱。
因此,智能温室控制系统需要能够监测湿度,并通过控制喷水系统和风机来调节温室内的湿度。
3. 光照控制需求:温室作物的生长和发育与光照强度密切相关,因此,智能温室控制系统需要能够实时监测光照强度,并通过控制灯光系统来调节温室内的光照。
三、基于PLC的智能温室控制系统设计1. 硬件设计:智能温室控制系统的硬件设计主要包括传感器、执行器、PLC和人机界面等组成部分。
传感器用于感知温室环境参数,执行器用于控制温室内的设备,PLC用于控制传感器和执行器之间的信息传递,人机界面用于操作与监测系统。
2. 软件设计:智能温室控制系统的软件设计主要包括信息采集、控制策略和人机界面设计。
信息采集模块负责采集温室环境参数的数据,将其传送给PLC进行处理。
控制策略模块根据设定的参数和规则,对PLC进行控制指令的生成,控制温室内的设备。
人机界面模块负责显示温室环境参数的实时数据,并提供给用户进行设定和操作。
基于PLC的温室温度控制系统设计
基于PLC的温室温度控制系统设计
简介
本文档介绍了基于PLC的温室温度控制系统的设计方案。
温
室作为植物生长的机械化生产基地,必须具备一定的环境条件,特
别是温度要满足植物生长的需要。
因此,为了保证温室内环境稳定,需要设计一套可以自动控制温室温度的系统。
系统组成
该系统由温度传感器、PLC控制器、电磁阀和风机等部分组成。
传感器负责感知温度,将采集的温度数据送至控制器进行处理。
控
制器根据设定的温度范围,遥控电磁阀和风机实现对温室温度的控
制和调节。
系统设计
1. 硬件设计
温度传感器采用DS18B20数字温度传感器,配合水晶震荡器,实现温度采集。
整个系统采用基于S7-200Smart PLC 的结构设计,
该PLC控制器内置模拟口和数字口,为系统搭建提供了保障。
电
磁阀选用2位通风电磁阀,以保障温室内环境的空气流动。
风机选
用5W风扇,配合两用龙头,实现温室内外空气的交替。
2. 软件设计
该系统采用WPL Soft进行编程设计。
根据采集到的温度数据,通过PLC对电磁阀和风机进行控制,实现温度的稳定控制。
具体
实现方式为:如果温度小于目标温度范围的下限值,PLC将打开电
磁阀和风机,吹入热空气;如果温度大于目标温度范围的上限值,PLC则将关闭电磁阀,同时打开风机,实现温室内外空气的交替。
总结
本文档介绍了基于PLC的温室温度控制系统的设计方案。
只
需要采集温度,然后将数据通过PLC进行控制,实现对温室温度
的自动调控,节省了人力和物力成本,提高了温室生产效率。
基于PLC的智能温室控制系统的设计_谢向花
智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。
本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,对温室温度、湿度、CO2浓度和光照等环境因子控制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。
1智能温室控制算法的研究1.1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模型很难实现。
由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因此,也没有必要将各种参数进行精确控制。
温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。
1.2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为:T dTndt+Tn=K(Ts+Tf)式中,K为智能温室的放大系数;T为智能温室的时间常数;Tf为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;Tn为智能恒温室室内温度。
2系统总体结构与硬件设计2.1系统总体结构2.1.1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO2浓度等环境参数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。
2.1.2控制模式以时间为基准的变温管理。
根据一天中时间的变化实行变温管理,根据作物的生长需要将1天分成4个时间段,4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。
1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。
不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参数调控到设定的参数附近。
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基于PLC的智能温室控制系统的设计
基于PLC的智能温室控制系统的设计
摘要:智能温室控制系统采用三菱FX2N-48MR型可编程序控制器(PLC)作为控制中心,其监控项目包括温度、空气湿度、CO2浓度、光照强度等。
操作人员可以通过智能温室中对应的开关对温室内的各种环境因素进行手动控制,还可以由微型自动循迹小车(AGV)采集温室内的各种环境因素,将数据传输给主控PLC。
PLC将各项数据分别求平均值后与设定范围做比较,自动做出相应判断,启停相应的环境调控设备,进行智能温室的自动控制。
关键词:PLC 智能温室控制系统
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:
1672-3791(2018)02(a)-0032-02
智能温室是一种现代化的生产技术,其综合了传感器技术、通信技术、控制技术等。
在培育经济价值较高且栽培难度大的盆栽作物时,智能温室发挥着至关重要的作用。
相比传统温室,智能温室不但能够实现对温度、湿度、CO2浓度等因素的监控,还能对数据进行记录、储存、分析,形成数据库,以便于工作人员改进种植技术[1-3]。
1 PLC的硬件设计
1.1 PLC的选型
1.1.1 PLC输入输出点数的估算
PLC选型时要根据系统的设计要求,统计输入/输出
(I/O)点数,考虑网络功能和扩展功能。
系统的I/O点数是根据所设计智能温室监控系统的输入开关点数和输出执
行部件数的实际需要,再加上10%~15%的备用量来确定,方便突发情况或以后增加新功能新设备。
系统监控的温室参数有温度、湿度、CO2浓度、光照强度和调控相应环境因素的执行设备。
本系统的开关量输入输出点数统计如表1所示。
1.1.2 用户程序储存容量估算
在PLC选型时,除了对I/O点数进行统计,还要对其程序储存容量进行计算。
通常估算程序存储容量的基本公式为:存储容量(字节)=(开关量I/O点数×10+模拟量I/O 通道数×100)×130%。
本系统同时采集温度、湿度、CO2
浓度、光照强度4路模拟量和22个开关量输入点,15个继电器输出点,所以存储容量=1001B,再考虑备用量,初步估计需要1200B。
通过上述计算,三菱FX1N-40MR可以满足I/O点数要求,但后期系统升级潜力低,且考虑到网络功能和编程指令的区别,功能更为强大的FX2N-48MR和FX1N-40MR价格上也相差不多。
因此,本系统选用三菱FX2N-48MR型PLC,该PLC为交流电源直流输入型,24个输入点数,24个继电器输出点数,完全满足设计需求,不需要扩展单元[4]。
1.2 模拟量输入模块的选型
对于温度、湿度、CO2浓度、光照强度这4种环境参数,需要模数转换功能模块来实现采集,系统最终选择了三菱FX2N-4AD模拟量输入功能模块。
FX2N-4AD有CH1~CH44个通道,每个通道都可进行AD转换,分辨率为12位,采集信号为电压时为-10~+10V,分辨率为5mV。
采集信号为电流时为4~20mA或-20~20mA,分辨率为20μA。
FX2N-4AD内部有32个16位的缓冲寄存器(BFM),用于与主机交换数据。
通过扩展电缆连接到FX2N-48MR基本单元的0号位置,由PLC 内部总线传输数据[1]。
1.3 PLC的硬件连接
1.3.1 PLC连接端
FX2N-48MR采用直流24V电源供电,电源输入连接端位于PLC基本单元的左上方,COM口接地,开关量输入端位于PLC的上部,继电器输出位于PLC下部,输出公共连接端为“COM1”等,不同控制端的输出公共端应该相互独立。
1.3.2 基本单元与FX2N-4AD特殊模块的连接
PLC基本单元的DC24V电源输出给FX2N-4AD扩展模块供电,即基本模块24+连接FX2N-4AD的24+,基本单元的COM 连接FX2N-4AD的24-,由内置连接电缆传输信号。
1.3.3 FX2N-4AD与传感器的连接
FX2N-4AD是FX系列PLC的模拟量输入特殊功能模块,
其通过扩展电缆与PLC主机相连,4个通道的外部连接则根据外部输入电压或电流量的不同而不同。
外部输入为?压量信号,则将信号的+、-极分别与模块V+和VI-相连;若外部输入为电流量信号,则需要把V+和I+相连;如有过多的干扰信号,应将系统机壳的FG端与
FX2N-4AD的接地端相连。
1.3.4 PLC基本单元与执行件的连接
本系统的执行部件分为四大类:(1)控制直流减速电机:天窗、侧窗电机;(2)控制三相交流电机:通风风机;(3)控制AC220V交流电机:遮阳网电机、湿帘水泵;(4)控制电磁继电器:补光灯、CO2发生器、加湿器、加热器[2]。
系统硬件接线图如图1所示。
2 PLC的软件设计
2.1 数据采集模块设计
温室环境参数的采集是通过FX2N-4AD同时采集4路电压信号,其中CH1采集温度,CH2采集空气湿度,CH3采集CO2浓度,CH4采集光照强度,然后分别存入PLC的寄存器D0~D3,平均取样次数为4次。
2.2 自动控制模块设计
智能温室中的影响因素有温度、湿度、CO2浓度、光照强度等,其中最重要的环境因素是温度,因此自动控制模块的设计以温度控制为例,其他影响因素的控制模块设计思路
与此基本相同。
智能温室的温度控制装置包括湿帘、通风机、加热器和遮阳网[2]。
2.2.1 PLC控制湿帘启动或加热器启动
温室内温度高于设定温度,PLC控制湿帘启动给温室降温;当温度低于设定温度,PLC控制加热器使温室升温。
程序设计中需利用比较指令按比较结果分别控制湿帘和加热
器动作。
2.2.2 通风变速控制
本设计使用变频器控制通风风机的转速,设置低、中、高3个档位。
以盆栽多肉植物为例,夏季最佳生长温度在26℃~30℃之间,温度超过45℃时控制通风机高档位运行迅速降温,温度在38℃~45℃时中档位运行降温,温度在30℃~38℃时低档位运行,其程序梯形图及调试过程如图2所示。
3 手动控制模块设计
该模块设计以天窗直流减速电机正反转手动控制程序
为例。
天窗直流减速电机分别由X002、X003和X004控制正转、反转和停止,天窗开窗行程限位开关为X005,关窗行程开关接口为X006,程序中设置了电机正反转互锁环节,并且程序要求停止2s后才能重新启动电机,防止电机过热。
4 结语
温室环境是一个复杂的大系统,温室环境控制涉及控制
工程、气象学、农业技术、电子技术、热力学、流体力学等多学科的知识和技术,涉及学科多、工作量大,本系统还有很多可以进一步开发和优化技术环节。
参考文献
[1] 时启凡.基于PLC的盆摘作物智能温室控制系统[D].东北农业大学,2015.
[2] 何川.基于PLC的智能温室监控系统[D].成都电子科技大学,2013.
[3] 舒宇.基于PLC的花卉温室自动控制系统研究[D].云南大学,2013.
[4] 李继强.基于单片机控制的一款电动小车的设计[J].硅谷,2012(23):51-52.。