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智能温室控制系统的研究与开发

作 者: 覃贵礼
导 师: 何小阳
学 校: 广西大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 智能温室 上位机 下位机 PLC 组态软件
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


本文以广西职业技术学院温室控制系统升级改造为基础,通过分析当前各种智能温室控制系统的特点,以及针对我国当前温室控制系统的不足之处,研究基于上位机+下位机的人机交互结构模式,并将PLC技术、组态技术、通讯技术和传感技术等有机融合到控制系统中,开发出稳定可靠和操作简单的智能温室控制系统,其主要研究内容和结论如下:(1)研究并分析了温室环境控制中温度、湿度、光照度和C02等几个因子对作物生长过程中的影响,以及网纹甜瓜对各环境因子的需求情况。(2)对影响温室环境的多个变量进行概述,并介绍了环境设备与参数之间的对应关系;并根据智能温室的模糊控制理论,对整个过程控制系统进行建模。(3)研究温室控制系统的体系结构,根据系统结构方案设计要求,分别完成了下位机和上位机的方案设计,再根据下位机方案和系统的控制要求,对PLC、特殊功能模块和通讯模块进行有效的选型,以及对温室的温度传感器系统、湿度传感器系统、土壤水分传感器系统、光照度传感器系统和C02传感器系统进行选功能组合设计。(4)通过对温室PLC控制系统要求的研究,完成了PLC控制系统I/0分配,并根据要求采用三菱全系列编程软件GX DeveLoper Version8.34做编程环境,使用梯形图语言完成了系统程序中的数据初始化程序、温度参数采集程序、手动控制程序、环境因子高低判断程序和执行机构输出控制程序等全部程序的设计工作。(5)在上位机软件设计过程中,采用组态王KingView6.55对温室系统的智能温室监控画面、报表系统、趋势曲线系统、报警系统和远程控制系统进行了设计,介绍了整个智能温室控制系统和监视系统的设计过程。结果表明,基于上位机+下位机的人机交互结构模式的智能温室控制系统功能强大,可以方便的实现温室内各环境因子调节控制,以及远程控制、数据记录和处理等功能,符合智能温室的控制要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 研究背景  10
  1.2 温室环境控制技术的研究现状  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-12
  1.3 温室控制系统研究方案与选择  12-14
    1.3.1 基于单片机的温室控制系统  12
    1.3.2 分布式智能型温室计算机控制系统  12-13
    1.3.3 基于单总线技术的农业温室控制系统  13
    1.3.4 多目标日光温室计算机生产管理系统  13-14
    1.3.5 以局域网(Intranet)为工作环境的温室控制系统  14
    1.3.6 基于PLC的温室控制系统  14
  1.4 研究的内容和方法  14-17
    1.4.1 研究内容  14-15
    1.4.2 拟解决的关键问题  15
    1.4.3 研究方法和技术路线  15-17
第二章 影响智能温室环境控制因子  17-20
  2.1 温度  17
  2.2 水分  17-18
  2.3 光照  18-19
  2.4 CO_2  19
  2.5 本章小结  19-20
第三章 智能温室多因素变量检测控制系统理论基础  20-27
  3.1 温室控制系统多变量因素简述  20-21
    3.1.1 温室环境因素与控制系统  20-21
    3.1.2 影响温室环境多变量分析  21
  3.2 智能温室环境因数变量模型  21-24
    3.2.1 温室系统能量平衡控制模型  22-24
    3.2.2 温室多变量耦合模型分析  24
  3.3 温室多变量控制系统分析  24-26
  3.4 本章小结  26-27
第四章 智能温室系统总体结构和硬件设计  27-43
  4.1 系统总体结构  27-30
    4.1.1 控制系统方案设计  28-29
    4.1.2 下位机系统方案设计  29
    4.1.3 上位机系统方案设计  29-30
  4.2 系统的硬件组成  30-42
    4.2.1 PLC的选型与配置  30-33
    4.2.2 温室信息采集系统的设计  33-39
    4.2.3 执行机构的设计  39-42
  4.3 本章小结  42-43
第五章 智能温室系统软件设计  43-58
  5.1 温室系统下位机软件设计  43-48
    5.1.1 温室PLC控制系统要求  43-44
    5.1.2 PLC控制系统I/O分配  44-46
    5.1.3 系统程序设计  46-48
  5.2 温室系统上位机软件设计  48-56
    5.2.1 组态软件简介  48
    5.2.2 智能温室监控画面的设计  48-51
    5.2.3 报表系统设计  51-53
    5.2.4 趋势曲线系统设计  53-54
    5.2.5 报警系统设计  54-55
    5.2.6 远程控制系统设计  55-56
  5.3 系统可靠性分析  56-57
  5.4 本章小结  57-58
第六章 结论和展望  58-60
参考文献  60-63
附录A 智能温室控制系统I/O地址分配表与接线图  63-65
附录B 智能温室控制系统PLC控制梯形图  65-70
致谢  70-71
攻读学位期间发表论文情况  71

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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