开题报告-基于PLC的温室控制系统设计

1、精品文档一、选题背景及其意义科技的飞速发展， 改变着各行各业的工作方式和传统习惯， 现代 农业装备作为驱动现代农业的发展的关键， 越来越受到重视。 温室大 棚是一种可以改变植物生长环境、 为植物生长创造最佳条件、 避免外 界四季变化和恶劣气候对其影响的理想场所。 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。中国的现代

2、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。目前，我国的绝大多数温室设备都比较老旧，已经很难跟上 生产生活的需要。在这种情况下，开发一种实时性高，精度高，运行 可靠、稳定的综合处理多点温度测控系统就显得非常有必要。 如果实 现温室的温度智能控制， 对于提高温室的无人监管性和生产效率节约 成本等方面有着重要意义，本课题目的是设计一种基于 PLC勺温室控 制系统，实现温室的智能控制。二、文献综述（国内外研究现状与发展趋势） 温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、 避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。 它以采光覆盖材料作 为全部或部分结构材料， 可在冬季或其他不适宜

3、露地植物生长的季节 栽培植物。温室生产以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及 提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技 术的最终目标是提高控制与作业精度。 从国内外温室控制技术的发展 状况来看，温室环境控制技术大致经历 : 手动控制、自动控制、智能 化控制三个阶段，现阶段国内的温室绝大多数还处于手动控制。农业的发展伴随而来的是， 设施园艺工程因其涉及学科广、 科技 含量高、与人民生活关系密切，己越来越受到世界各国的重视。这也 为我国大型现代化温室的发展提供了极好的机遇， 并产生巨大的推动 作用。我国的现代化温室是在引进与自我开发并进的过程中发展起来 的。国外对温室环境控

4、制技术研究较早，始于 20世纪 70年代。先是 采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。 8 0 年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集 控制系统的多因子综合控制系统。 现在世界各国的温室控制技术发展 很快， 一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、 无人化的 方向发展。 目前，一些经济发达的国家和地区已经研制并实现计算机 自动控制的现代化高科技温室， 并且形成了令人惊羡的植物土厂。 而 我国的温室系统属于半开放系统， 温室内环境控制水平比较低， 仍靠 人工根据经验来管理。而且，国内的控制系统主要用于单因子控制， 因而设施现代化水平低， 对温室环境的

5、调控能力差， 产品的质量和产 量难以得到保证。 正是这些塑料大棚和日光温室对于解决城乡人民的 蔬菜供应发挥着重要作用。三、研究内容及方案如前文所述， 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。 温室控制主要是控制温室 内的温度、湿度、通风与光照。本课题目的在于设计一款基于PLC的温室控制系统：

6、（1）PLC选型PLC 选型指标包括： （I/O ）点数，其估算时应考虑适当的余量，通常根据统计 的输入输出点数，再增加 10%20%的可扩展 余量后，作为输入输出 点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商 PLC的产品特点，对 输入输出点数进行圆整。 存储器容量的估算，存储器容量是可编程序控制器本身能 提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用 的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由 于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的， 需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估 算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的

7、估算没 有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数 字量 I/O 点数的 1015倍，加上模拟 I/O 点数的 100 倍，以此数为 内存的总字数（ 16 位为一个字），另外再按此数的 25%考虑余量。 控制功能的选择，该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择搜索。（2）室内参数检测传感器选型 完成温室内部温度、湿度、二氧化碳浓度、光照度等室内参数的检测。而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

8、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。（3）室内参数调节控制 根据室内参数检测结果对室内参数进行一定范围内的只能调节，比如：温室内双向天窗、侧窗、湿帘窗角度开闭驱动 ,内外遮阳网驱 动,湿帘水泵，环流风机,节能降温排湿风扇,CO2补气阀、补光灯等执 行设备的控制。查资料 , 开题报告 , 中英文翻译 计算、设计、绘图、完成论文草稿 完成论文定稿答辩前准备准备答辩四、进度计划2016.12.20 2017.3.92017.3.9-4.302017.5.1-5.72017.5.8-5.92017.5.10-5.11五、参考文献1 王港元电子技能基础成

9、都：四川大学出版社，20012 张端等实用电子电路手册北京：高等教育出版社，19923 傅丰林模拟电子线路基础天津：天津科学技术出版社，19934 潘新民，王燕芳微型计算机控制技术北京：高等教育出版社，20015 崔坚.西门子S7可编程控制器一STEP7编程指南M 机械工业出版社， 2007.46 龚运新.PLC技术及应用一基于西门子 S7-200M 清华大学出版社，20 09.97 龚仲华.S7-200/300/400PLC应用技术一通用篇M.电子工业出版社，2 006.48 郑凤翼.图解PLC控制系统梯形图和语句表M.人民邮电出版社.2010-069 李超. 多功能低温测定器的多路温度控制

10、系统设计 D. 大连理工大学 200910 王立舒，杨广林，徐向峰等.日光温室温、湿度模糊控制系统研究 J .东北农业大学学报， 2005， 36(5) ：625-627.11 汪永斌, 吕昂等,温室群全数字式温度和湿度综合控制系统 J. 农业 机械学报 ,2002,33 ( 5)：71-7412 洪一前.基于的智能化温室控制系统的设计与应用 J. 农业技术与 装备， 2010，总 190 期:56-5713 周笛.基于PLC的智能温室环境控制系统J.机械研究与应用年，20 08,21(4):107-10914 郑萍,潘世永.一种高性价比的PLC与上位机的通信实现J电子技 术应用 , 2001

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