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温室环境智能控制系统的设计 学号 041210131041210160041210170041210171姓名 何玉琪 黄兢产 陈锦卓 杨伟宏系别 自动化系04级自动化班指导老师 黄琛老师 目录 前言系统结构 客户端计算机节点的设计 温湿度监控节点的设计 参考文献 温室环境智能控制系统的设计 在吸收国内外先进温室技术的基础上 结合北方气候条件 研发了基于CAN总线技术的分布式智能控制系统 CAN总线的优点是支持多种方式工作 系统中任意节点均可在任意时刻主动地与其它节点互通信息 支持点对点 一点对多点和全局广播方式接收 发送数据 它采用总线仲裁技术 根据节点的优先级来避免总线冲突 由总线上的智能节点完成每个温室环境因子 作物生长状况等参数的检测及相关的控制功能 各个子节点间既相互独立 又相互协作 客户端计算机作为总线上的一个节点 主要完成系统管理 故障报警 生产决策 控制优化等功能 并通过网络接口与远程计算机互联 实现数据共享 远程控制和诊断 系统结构 本控制系统的设计是以空气温度 相对湿度 光照度及灌溉水流量等过程变量作为输入 以相应执行机构的开闭和功率调整作为输出 辅以扩展节点用来接收c0z浓度 土壤pH值和电导率等信息 系统结构图右图I所示 客户端计算机节点的设计 客户端计算机是整个系统与生产管理人员的交互工具 生产管理人员利用计算机查询系统内各个节点的状态 获取各路传感器的信号 以便做出相应决策 温室内各环境因子是相互制约和相互影响的 如光照强度增加 温度则升高 温度上升 又造成湿度降低 湿度降低后 又同样会对温度造成影响 所以 在模糊控制理论的基础上 研究了模糊控制技术 建立模糊控制器 该控制器以各个环境参数为输入 进行模糊处理后 向执行电机发送控制指令 本设计的模糊控制器框图如左图2所示 温湿度监控节点的设计 本设计中采用的PLC是具备PID控制单元的松下FP10SH 而PID控制器的输出算式为在计算机节点采用模糊控制算法 将各种环境因子 温度 湿度 光照度等 综合起来分析处理 采用多段控制和PID控制结合的方法 将受控参数之间的相互影响拟合到最佳状态 生成优化后的控制指令 发送到温湿度监控节点的执行机构 PID控制将比例控制 P动作 积分控制 I动作 微分控制 D动作 3种控制组合使用的方式是一种反馈控制 应用此控制方式 可以使温度和湿度平滑地达到设定值 参考文献 1 邬明宽 CAN总线原理和应用系统设计 M 北京 北京航空航天大学出版社 1996 2 刘曙光 模糊控制技术 M 北京 中国纺织出版社 2001 3 李友善 李军 模糊控制理论及其在过程控制中的应用 M 北京 国防工业出版社 1993 4 于庆广 可编程控制
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