基于PLC系统下的大棚温湿自动智能控制系统毕业设计论文

基于plc大棚温湿自动控制系统

摘要：

讨论了在温室控制中引入PLC技术构成分布式控制系统的方法,详细介绍了系统的特点、组成、硬件设计、实时动态监控系统及通信问题。分布式的控制结构,使各子系统相对独立,管理与控制功能分开,易于实现群控化管理,提高了系统的可靠性,且易于扩展。系统成本低廉,性能稳定,通用性好,符合中国国情,具有广泛的应用前景。

关键词：温室大棚；PLC；集散控制；温湿控制

Title Design the agriculture temperature and humidity glasshouse control system with the programmable logic controller

Abstract：

The method of distributed control system composed by PLC technology in glasshouse control is introduced in this paper. It gives a detailed introduction to the characteristics, constitutes,software and hardware design , real - time dynamic surveillance and communication of the system.The distributed control structure makes all sub - systems independent relatively , separates the management and control function , and easy to realize the swarm control management , greatly improves the reliability and expandable of the system. It has the characacters of low cost , stable function , wide adoptability , etc , which matches the conditions of China and has charming application foreground.

Keywords：Glasshouse agriculture; PLC; Distributed control system;Swarm control management

目录

引言 (1)

一研究背景 (1)

1.2研究的目的及意义 (2)

2 系统概述 (2)

2.1系统设计任务 (2)

2.2系统总体设计 (2)

2.3 系统工作原理 (7)

2.4 温湿度传感器 (8)

3 系统硬件设计 (9)

3.1 PLC简介 (9)

3.2 总线简介 (9)

3.3电磁阀的简介与安装 (10)

3.4湿度传感器 (13)

3.5温度传感器 (14)

3.6 喷灌系统的设计 (15)

结论 (21)

参考文献 (22)

致谢 (24)

图1 (25)

1 引言

1.1 研究背景

我国的设施园艺绝大部分用于蔬菜生产。８０年代以来，温室、大棚蔬菜的种植面积连年增加。目前的栽培设施中，有国家标准的装配式钢管塑料大棚和玻璃温室仅占设施栽培面积的少部分，大多数的农村仍然采用自行建造的简单低廉的竹木大小棚，只能起到一定的保温作用，根本谈不上对温光水气养分等环境条件的调控，抗自然环境的能力极差。即使那些数量不多的装配式塑料大棚和玻璃温室也缺乏配套的调控设备和仪器，主要依靠经验和单因子定性调控，设施栽培的智能化程度非常低。

我国设施农业的发展，以超时令、反季节生产的设施园艺作物的发展为主，且发展迅猛。1997年设施园艺作物栽培面积达86.7万公顷，较80年代初期的栽培面积增长了128 倍，人均设施蔬菜占有量1996～1997年为33公斤，较1980～1981年人均设施蔬菜占有量增长了近164倍。2001年，我国设施园艺面积将突破100万公顷，全国设施蔬菜人均占有量将达到40公斤。

塑料大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其中能充分利用太阳光热资源、节约燃煤、减少环境污染的日光温室为我国所特有。1997年我国日光温室面积已超过近16.7万公顷。由农业部联合有关部门试验推广的新一代节能型日光温室,每年每亩可节约燃煤约20吨。采用单层薄膜或双层冲气薄膜、PC板、玻璃为覆盖材料的大型现代化连栋温室，具有土地利用率高、环境控制自动化程度高和便于机械化操作等特点，自1995年以来，呈现出迅猛发展之势，目前全国共有大型温室面积200 公顷，其中自日本、荷兰、以色列、美国等国家引进的温室面积达140公顷。

我国设施农业目前还存在着诸如土地利用率低、盲目引进温室、设施结构不合理、能源浪费严重、运营管理费用高、管理技术水平低、劳动生产率低及单位面积产量低等诸多问题，但随着社会的进步和科学的发展，我国设施农业的发展将向着地域化、节能化、专业化发展，向着高科技、自动化、机械化、规模化、产业化的工厂型农业发展，为社会提供更加丰富的无污染、安全、优质的绿色健康食品。

1.2 研究的目的及意义

温室的作用是用来改变植物的生长环境 ,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响 ,为植物生长创造适宜的良好条件。温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料 ,它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物 ,从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。温室环境指的是作物在地面上的生长空间 ,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。

虽然有些温室也安装有各种加热、加湿、通风和降温的设备 ,但其主要操作大多仍是由人工来完成的当温室面积较大或数量较多时 ,操作人员的劳动强度很大 ,而且也无法达到对温湿度的准确控制。本文介绍一种基于PLC和数字式温湿度传感器的温室控制系统。该系统实现了室内温湿度的自动测量和调节 ,大大降低了操作人员的劳动强度，采用喷灌系统作为改变温室湿度环境的方法节约了水资源。充分利用太阳能节约了能源。

2 系统概述

2.1 系统设计任务

温室的作用是用来改变植物的生长环境 ,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响 ,为植物生长创造适宜的良好条件。温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料 ,它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物 ,从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。温室环境指的是作物在地面上的生长空间 ,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。灌溉系统采用电磁阀控制的喷灌系统的方式，节约了水源，温度调节主要有遮阴帘风机的动作来解决。

2.2 系统总体设计

2.2.1 plc的选择

由于德国 SIEMENS系列产品具有功能强大、可靠灵活等特点 ,从系统设计的整体性、一致性出发 ,考虑到经济性、功能性等各方面的原因 ,我们选用西门子公司的产品 ,以最优的性能/价格比进行系统的配置。本系统可以实现各个子系统的单独调