基于PLC大棚温度自动调节设计.docx
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基于PLC大棚温度自动调节设计
基于PLC大棚温度自动调节设计
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。
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。
温度、湿度等环境因子在植物过程中起重要作用,在检测这环境因子的时候考虑到精度,反应速度,方便设备连接等问题,将采用温度传感器,湿度传感器对环境各项指标进行检测,传感器将检测的结果送入PLC中,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。
使用step7及winccflexible实现上下位连调,详细的介绍系统的特点,组成,硬件设计及软件设计等问题。
关键词:
蔬菜大棚PLC温湿度控制
Abstract
Greenhouseforthepeoplenowisaveryfamiliarnoun,becausenowweliveinalotofflowers,vegetables,fruitwhichfromgreenhouseshelterofplantingout.Howtouseautomaticdetectionandautomaticcontrolsystemofeffectivecontrolofgreenhousetrellisinside,inordertoimprovetheenvironmentalfactortrellisenvironmentcontrolprecisionofthegreenhouseeffectandhasbecomethegreenhouseindustryresearchinChinaatpresent.ThisdesignUSEStheSiemenss7-300PLCtorealizetheautomationcontrolgreenhousetrellis.Temperature,humidityenvironmentfactorsintheprocessofplantsplaysanimportantroleindetectingtheenvironmentalfactor,whenconsideringtheaccuracy,thereactionspeed,convenientdeviceconnectedbysuchissues,willthetemperaturesensor,humiditysensorsdetecttheindicatorsofenvironment,thesensorwilltestresultsbyPLCsentPLCcompareitwithsetting,thensendsoutthecorrespondingorder-drivenheatingelement,,thefan,ventilationwindow,fillinglightequipment,sunshadeshadeequipmentoperationorstoptoadjustindoortemperature,light,humidity,soastoachievethepurposeofintelligent,automationcontrol.DiscussPLCcontrolsystemapplicationinplantsgreenhousecanopy,Usethestep7andwinccflexibletoachievetheupperandlowersandhidetailedintroducesthecharacteristicsofthesystem,thecomposition,thehardwaredesignandsoftwaredesign.
KEYWORD:
VegetablesgreenhousePLCsystemTemperatureandhumiditycontrol
目录
第一章绪言1
第一节概述1
第二章主机及扩展模块选择2
第一节主机及扩展模块选择2
第二节湿度传感器选择2
第三节I/O接口分配3
第四节控制机与外围器件的连线4
第三章系统的软件设计6
第一节主程序的设计6
第二节子程序的设计7
第三节中断程序的设计8
结论11
致谢12
参考文献13
第一章绪言
农业温室大棚为现代农业提供新的生产环境,取得了良好的经济和社会效益。
它可以提高农民收入,提高产业化水平,提高抵御自然灾害能力,延长作物生长时间,提高作物产量。
对于农作物来说,温度和湿度是两个非常重要的条件。
所以能够监控温度和湿度对农业大棚的生产有着十分重要的意义。
温湿度的检测方法很多,本文将介绍以PLC为控制器的温湿度控制系统的设计。
PLC与其他的控制器相比具有较高的抗干扰的能力和高的可靠性,并且对环境的适应行好。
对温度的采集,可以选择相应的温度和湿度传感器,将温度和湿度转换成相应的电信号送入控制器中。
PLC拥有丰富的软件功能,在控制器中我们可以用相应的程序将采集来的模拟信号转换成相应的数字信号。
由于数字信号的大小是与被测量有关,但不是温度和湿度的工程量值,所以为了显示温度和湿度的物理量值的大小时,要将数字量进行标度变换。
然后将标度变换所得的结果送入显示器中显示。
其整体结构如图1-1所示:
图1-1整体结构图
第二章主机及扩展模块选择
第一节主机及扩展模块选择
在温湿度检测系统中,输入量为温湿度传感器检测值,输出量为显示器和提示灯。
主机选择S7-224。
本机集成了14输入/10输出,它最多可以有7个扩展模块,有内置时钟,有更强的模拟量和高速计数的处理能力。
由于温度和湿度都是模拟量,所以选EM231模块做为模拟量输入模块。
输出是点亮LED显示器和提示灯,S7-224的输出点不够,为了能够满足输出,选择三个EM222模块做为输出模块。
主机与扩展模块的连结如图2-1所示:
图2-1主机与模块连接图
第二节湿度传感器选择
本系统中要求检测温度的范围是0℃┈+50℃。
为了满足要求,系统中选择JCJ100F温度变送器。
此温度变送器的输入信号为Pt100,PT500,Pt1000。
输出信号为4-20mA,0-5VDC,0-10VDC。
量程为0-200度。
而湿度的范围要求是0%~100%。
为满足要求,选择JCJ100H1湿度传感器。
JCJ100H1湿度传感器的输出信号有两种:
一种是电压信号,一种是电流信号。
电压信号输出时有三种形式即0-5VDC,0-10VDC,0-1VDC。
当为电流信号输出时有4-20mA,0-10mA,0-20mA三种形式。
JCJ100H1湿度传感器的量程为0-100%RH。
第三节I/O接口分配
在本系统中启动按钮接I0.0,停在按钮接I0.2。
温度采集模拟量输入通道接AIE0,湿度采集模拟量输入通道接AIE2。
主机与扩展模块的I/O分配表如表2-1所示:
表2-1I/O接口分配
输出量与输出量的I/O接口分配如表2-2所示:
表2-2输出量与输出量的I/O接口分配
第四节控制机与外围器件的连线
控制机与外围器件的连线如图2-2所示:
图2-2控制机与外围器件的连线
第三章系统的软件设计
第一节主程序的设计
在主程序中当按下启动按钮系统开始工作。
每隔一分钟,对温湿度进行一次采集。
此过程是通过调用子程序完成的。
同时通过中断程序显示结果。
当采样值满足一定要求时提示灯亮。
按下停止按钮系统停止工作。
其程序如图3-1所示:
图3-1主程序图
第二节子程序的设计
子程序的功能是将温湿度传感器所检测的值进行转换和保存,其程序如图3-2所示:
温度采集子程序SBR0。
图3-3湿度采集子程序SBR1
第三节中断程序的设计
中断程序是将温湿度的工程量值送入LED中显示,其程序如图3-4所示:
中断服务程序INT_0,温度显示程序。
如图3-4温度显示程序
中断服务程序INT_1,湿度显示程序如图3-5所示:
图3-5湿度显示程序
结论
本系统通过对温室生产中各个参数的分散控制和集中管理,实现了温室的自动化控制,提高了温室管理的水平,降低了成本,充分发挥了温室农业的高效性。
其特点主要体现在:
一是群体化管理,可以实现对同一地区的多个温室的集中统一管理;二是可靠性高,从PLC本身来说,比之抗干扰性较弱的单片机,其工作稳定性好,再者控制系统的各个子系统相对独立,分别完成不同的控制功能,即使某部分发生异常,也不会影响其它部分的正常工作,而且还有相应的手动控制系统代替其工作,因而不会影响作物的生长;三是在温度控制部分实现了自动控制,避免了人工操作,采用变频器控制风机的变频工作,节省了电能;同时,延长了系统的使用寿命。
该系统投入使用后,运行情况良好,性能稳定可靠,完全能满足温室控制的需要。
致谢
在设计过程中,总是遇到这样或那样的问题。
有时发现一个问题的时候,需要做大量的工作,花大量的时间才能解决。
自然而然,我的耐心便在其中建立起来了。
为以后的工作积累了经验,增强了信心。
同时通过这次毕业设计,使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。
使我在PLC的基本原理、PLC应用系统开发过程,以及在常用编程设计思路技巧(特别是汇编语言)的掌握方面都能向前迈了一大步,为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。
同时要感谢指导老师的耐心细致教育,使我们认识到电子信息时代对我们的要求,以及培养我们一些在课堂上所学习不到的东西,使我们受益匪浅。
再次对关心、帮组我的老师和同学表示衷心的感谢!
祝你们永远幸福快乐!
参考文献
1.期刊类
[1]温室环境调控自动化系统设计.TheAutomationofGreenhouseEnvironmentControl作者:
吴洪涛,期刊森林工程FORESTENGINEERING2006年第02期。
[2]曲晋云.呼叫中心与信息时代的商业[J].计算机工程,1998(所庆专刊):
55-58。
[3]柳青,杨红.PLC在产品自动检验系统中的应用[J].湖南工业职业技术学院学报,2003,(01)。
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
学位论文原创性声明
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所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
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学位论文作者(本人签名):
年月日
学位论文出版授权书
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”),愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版,并同意编入CNKI《中国知识资源总库》,在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播,同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级:
□公开□保密(___年__月至__年__月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)
作者签名:
_______导师签名:
_______
_______年_____月_____日_______年_____月_____日
独创声明
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
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(保密论文在解密后遵守此规定)
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
致谢
时间飞逝,大学的学习生活很快就要过去,在这四年的学习生活中,收获了很多,而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题,为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验,奠定了基础。
本次毕业设计大概持续了半年,现在终于到结尾了。
本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。
经过这次毕业设计,我的能力有了很大的提高,比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。
这期间凝聚了很多人的心血,在此我表示由衷的感谢。
没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
首先,我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导,在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导,为我理清了设计思路和操作方法,并对我所做的课题提出了有效的改进方案。
郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。
从他身上,我学到了许多能受益终生的东西。
再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次,我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求,感谢他们对我学习上和生活上的帮助,使我了解了许多专业知识和为人的道理,能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外,我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持,与他们一起学习、生活,让我在大学期间生活的很充实,给我留下了很多难忘的回忆。
最后,我要感谢我的父母对我的关系和理解,如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持,我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声,我们的校园生活就要划上句号,心中是无尽的难舍与眷恋。
从这里走出,对我的人生来说,将是踏上一个新的征程,要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年,取得了些许成绩,生活中有快乐也有艰辛。
感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲,对我成长的关心和爱护。
学友情深,情同兄妹。
四年的风风雨雨,我们一同走过,充满着关爱,给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里,离不开父母的鼓励和支持,是他们辛勤的劳作,无私的付出,为我创造良好的学习条件,我才能顺利完成完成学业,感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后,我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。
是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励,给了我很多解决问题的思路,在此表示衷心的感激。
老师们认真负责的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。
他无论在理论上还是在实践中,都给与我很大的帮助,使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助,感谢他耐心的辅导。
在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助,帮助解决了不少的难点,使得论文能够及时完成,这里一并表示真诚的感谢。
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