溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-機(jī)械工程本科設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)地點(diǎn) 濰坊科技學(xué)院 濰坊科技學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 _ 院（系） _ 機(jī)械工程學(xué)院 _ 專 業(yè) _ 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 _ 學(xué) 號(hào) 201110470112 _ 學(xué)生姓名 _ 李勛輝 _ 指導(dǎo)教師 _ 張學(xué)夢(mèng) _ 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 起訖日期 2015.1 2015.6 _ 摘要 溫室是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)展的設(shè)施之一，溫室大棚智能控制是實(shí)現(xiàn)管理自 動(dòng)化，智能化的基本保證。隨著科技的快速進(jìn)步，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，科技興農(nóng) 是今后農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要趨向。因而，促使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是溫室大 棚的蓬勃成長(zhǎng)起來(lái)，建設(shè)的規(guī)模也隨之方興未艾。但同時(shí)方方面面也隨之而

2、 來(lái)，比如如何有效對(duì)大棚進(jìn)行管理，對(duì)溫度濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，給植物成長(zhǎng)創(chuàng)造 良好的室內(nèi)環(huán)境。由于受到地域，自然條件以及氣溫變化等諸多原因，對(duì)溫 室大棚進(jìn)行正確設(shè)計(jì)建設(shè)就顯得十分重要了。對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，關(guān) 鍵在于能否實(shí)現(xiàn)實(shí)用廉價(jià)，方便菜農(nóng)及時(shí)調(diào)控室內(nèi)溫度，在合適的時(shí)間有恰 當(dāng)?shù)臏貪穸扰c之相配合，這樣以便給植物創(chuàng)造一個(gè)良好生長(zhǎng)環(huán)境。同時(shí)節(jié)省 了許多體力勞動(dòng)和精力，實(shí)現(xiàn)大棚快速通風(fēng)，以利于增加居民收入，改善生 活水平。 關(guān)鍵詞：溫室大棚；溫濕度；智能控制；電動(dòng)機(jī)濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Abstract Greenhouse is one of the facilitie

3、s for the development of modern agriculture development, greenhouse intelligent control is to realize the management automation, the basic guarantee of intelligenee. With the rapid progress of scie nce and tech no logy, develop modern agriculture and scie ntific tech no logy is the main trend in the

4、 developme nt of agriculture in the future. Therefore, prompted the rapid development of modern agriculture, especially the vigorous growth of gree nhouses, the scale of con struct ion is beg inning. All aspects but at the same time also followed, such as how to effectively man age the gree nhouses,

5、 to adjust the temperature humidity, create a good in door en vir onment for pla nts to grow. Due to geographical, n atural con diti ons and the temperature changes, and many other reasons, to correct greenhouses design construction is very important. For the design of the ventilation system, the ke

6、y lies in the realization of practical cheap, convenient and vegetable farmers timely regulate in door temperature, at the right time with the right temperature and humidity and cooperate, so for pla nt growth and create a good en vir onment. Saves a lot of manual labor and energy at the same time,

7、realizing the rapid and ven tilated gree nhouse, in creas ing household in come, ben efit to improve liv ing sta ndards. Key words: Gree nhouses; Temperature and humidity; In tellige nt con trol; Motor濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄 1 前 言 . 1 1.1 研究的目的及意義 . 2 1.2 國(guó)內(nèi)外智能通風(fēng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀 . 2 1.2.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀 . 2 1.

8、2.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 . 3 1.3 溫室智能通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) . 3 1.4 研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 . 4 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及主要元器件的選取 . 7 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 . 7 2.2 系統(tǒng)的總體功能 . 7 2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體思想 . 8 2.4 主要元器件的選取 . 8 2.4.1 溫度傳感器 . 8 2.4.2 濕度傳感器 . 8 2.4.3 電動(dòng)機(jī)的選取 . 8 3.1 電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 . 10 3.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) . 10 3.1.2 電動(dòng)機(jī)的分類 . 10 3.1.3 電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)及轉(zhuǎn)速緩慢的原因 11 3.2 PLC 的概述 . 12 3.3

9、PLC 的基本結(jié)構(gòu) . 13 3.4 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) . 14 4 通風(fēng)口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 16 4.1 開(kāi)口設(shè)計(jì)要求 . 16 4.2 開(kāi)窗系統(tǒng) . 17 4.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) . 17 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 19 1 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制電路 . 19 2 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖 . 20 結(jié)論 . 22 謝辭 . 23 參考文獻(xiàn) . 24濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 科技興農(nóng)是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，從而促使了現(xiàn)代溫室大棚的發(fā) 展，同時(shí)，隨著社會(huì)的進(jìn)步， 科技的日新月異， 科技成果在各個(gè)領(lǐng)域的

10、應(yīng)用， 自動(dòng)化，智能化，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理的必然選擇。因此，針對(duì)這種實(shí)際情 況，設(shè)計(jì)溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，具有廣泛現(xiàn)實(shí)意義與應(yīng)用前景。 本設(shè)計(jì)是對(duì)于溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)于溫室大棚，環(huán)境，尤其 是溫度，作為植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，在很多時(shí)候，準(zhǔn)確及時(shí)獲得重要的有效 信息是十分關(guān)鍵的。直接影響植物的生長(zhǎng)。因此，調(diào)控好大棚室內(nèi)的溫度和 濕度等外在環(huán)境狀況，是大棚管理的根本所在。隨著大棚規(guī)?；陌l(fā)展，傳 統(tǒng)的粗放型方式已難以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求。 雖在大棚內(nèi)裝置檢測(cè)器、通風(fēng)、灌溉等設(shè)備，但大部分操作還得人工才 能完成。主要操作仍由人工來(lái)完成，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大 ，而且也很難達(dá) 到對(duì)溫度的有效控制。

11、在這樣的背景下，設(shè)計(jì)溫室溫度及通風(fēng)控制，嘗試解 決大棚內(nèi)溫度與通風(fēng)的關(guān)系， 實(shí)現(xiàn)室內(nèi)氣溫自由流動(dòng)的情況， 降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 在設(shè)計(jì)中運(yùn)用到溫濕度傳感器、控制系統(tǒng)、卷簾機(jī)等設(shè)備來(lái)完成設(shè)計(jì)，通過(guò) 對(duì)傳感器測(cè)量結(jié)果與要求值比較，通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，從而 使控制參數(shù)達(dá)到所需要求，同時(shí)不定時(shí)保持室內(nèi)的氣溫溫度。 隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷完善，人們對(duì)氣溫控制系統(tǒng)的要求越來(lái)越嚴(yán) 格。因此，今后現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)就是要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，高精度，智能化。濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 2 1.1 研究的目的及意義 本課題的目的是根據(jù)傳感器尤其是溫度和濕度傳感器的相關(guān)知識(shí)， 溫度測(cè)量與溫度

12、控制的相關(guān)理論知識(shí)及特性，調(diào)節(jié)溫度、濕度等外在環(huán)境影 響因素，從而給予農(nóng)作物創(chuàng)造最佳的生長(zhǎng)環(huán)境。其中，溫度是最重要的環(huán)境 因數(shù)。設(shè)計(jì)溫室大棚的溫度檢測(cè) 2及通風(fēng)控制系統(tǒng)，從智能化運(yùn)行的角度出 發(fā)，分析討論其產(chǎn)生故障的可能原因。從控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和通風(fēng)口的設(shè)計(jì)入 手，討論如何使得系統(tǒng)的性能最大化，通過(guò)從溫濕度傳感器的選取，各種控 制元器件的選取，設(shè)計(jì)能使氣流自由流動(dòng)的通風(fēng)口，調(diào)節(jié)大棚室內(nèi)的氣溫。 溫室大棚的設(shè)計(jì)，受到地域環(huán)境等各個(gè)外在環(huán)境條件的影響，通風(fēng)口位置的 確定，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)位置的確定都是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，根據(jù)大棚的建設(shè)規(guī) 模大小，向陽(yáng)程度，設(shè)計(jì)通風(fēng)口的大小的位置。控制部分通過(guò)對(duì)傳感器采集

13、數(shù)據(jù)的處理，轉(zhuǎn)化為信號(hào)，由智能控制器做出判斷，把信號(hào)轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)力， 驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)運(yùn)行，控制通風(fēng)口的張合，根據(jù)室內(nèi)氣溫需要，適時(shí)調(diào)控室內(nèi) 氣溫，創(chuàng)造植物生長(zhǎng)的外在環(huán)境，實(shí)現(xiàn)氣流的隨意流動(dòng)。智能通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)，節(jié)省了勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了居民收入，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求， 科技應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的程度越來(lái)越深，最終實(shí)現(xiàn)科技興農(nóng)。 1.2 國(guó)內(nèi)外智能通風(fēng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀 1.2.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀 國(guó)外對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的研究比較早，發(fā)展也相應(yīng)的比較快，尤其在建筑通風(fēng) 方面，由簡(jiǎn)單的室內(nèi)氣溫調(diào)節(jié)到對(duì)整個(gè)空氣環(huán)境要求的綜合改善。剛發(fā)展之 初，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很寬松，隨著能源危機(jī)的爆發(fā)，一些公共建筑要求更合 理，更實(shí)用的

14、通風(fēng)，以便改善室內(nèi)的空氣品質(zhì)，從此以后開(kāi)始重新修改風(fēng)量 標(biāo)準(zhǔn)，以便更好改善建筑的通風(fēng)效果。此后無(wú)論高層建筑還是一些底層住宅 建筑，都采用機(jī)械通風(fēng)設(shè)施，當(dāng)前在美國(guó)，歐洲的一些國(guó)家建筑中大量采用 機(jī)械通風(fēng)來(lái)改善空氣環(huán)境的品質(zhì)要求。同時(shí)，隨著材料技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì) 建筑規(guī)范的要求不斷提高，節(jié)能技術(shù)應(yīng)不斷完善。在通風(fēng)的同時(shí)，維護(hù)建筑 結(jié)構(gòu)的性能也越來(lái)越好。 根據(jù) 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 3 1.2.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 從上世紀(jì)50年代，我國(guó)對(duì)通風(fēng)技術(shù)的研究是在國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起 來(lái)的，取得主要成就有：（1）利用計(jì)算機(jī)分析復(fù)雜的通風(fēng)系統(tǒng)，為更多領(lǐng)域 內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)提供有效

15、方法； （2）對(duì)通風(fēng)口通風(fēng)阻力進(jìn)行了深入的研究的數(shù)字 測(cè)定；（3）循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的影響，推動(dòng)污染源控制技術(shù)和空氣凈化裝置的發(fā) 展；（4）研制出高效節(jié)能風(fēng)機(jī)；（5）通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能技術(shù)不斷完善； （6） 計(jì)算機(jī)管理通風(fēng)系統(tǒng)以及對(duì)風(fēng)流調(diào)控技術(shù)不斷成熟應(yīng)用于各種通風(fēng)。 1.3 溫室智能通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 隨之科技的日新月異，科技興農(nóng)將成為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主攻方向，溫室 大棚技術(shù)也將會(huì)朝著以下四個(gè)方面發(fā)展： （1 ）智能控制。溫室系統(tǒng)由控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)智能控制的要求， 要實(shí)現(xiàn)智能化，因而對(duì)不確定因素的影響，外在環(huán)境的變化，都應(yīng)有極強(qiáng)的 應(yīng)變能力，實(shí)現(xiàn)高性能，全方位控制，效率高等一系列要求都會(huì)在未來(lái)

16、的智 能控制中很好實(shí)現(xiàn)。 （2） 容易操作。當(dāng)前，對(duì)溫室技術(shù)還處于低級(jí)階段，大多數(shù)操作都需 要人工來(lái)實(shí)現(xiàn)，再加上農(nóng)民自身對(duì)技術(shù)沒(méi)有很好掌握， 因此對(duì)技術(shù)的越來(lái)越 容易為設(shè)計(jì)目標(biāo)，使實(shí)用性更強(qiáng)，不管是技術(shù)人員還是農(nóng)民，都能很好對(duì)溫 室大棚進(jìn)行有效管理，真正實(shí)現(xiàn)科技興農(nóng)的總目標(biāo)，增加居民收入。 （3） 節(jié)能環(huán)保?？萍嫉倪M(jìn)步，材料技術(shù)的不斷完善，使得通風(fēng)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)更加節(jié)能高效，以最小的投入取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。 （4） 實(shí)用性強(qiáng)。溫室的內(nèi)外在環(huán)境都很復(fù)雜，因而未來(lái)大棚的設(shè)計(jì)必 將以實(shí)用性為主要的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)研發(fā)可靠，性能好的溫室智能控制系統(tǒng)具有 深遠(yuǎn)意義，也極具現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展得實(shí)用價(jià)值。 1.4 研究的

17、主要內(nèi)容與技術(shù)路線 1.4.1研究的主要內(nèi)容 （1）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 4 對(duì)于大棚要實(shí)現(xiàn)智能通風(fēng)， 首先需要檢測(cè)3棚內(nèi)溫度的高低和濕度的大 小及其他信息，通過(guò)傳感器得到數(shù)據(jù)結(jié)果， PLC控制系統(tǒng)通過(guò)分析及處理數(shù) 據(jù)，將根據(jù)所需要求傳至智能控制系統(tǒng)，控制通風(fēng)口的開(kāi)合度，通風(fēng)口的開(kāi) 合程度由PLC控制器控制它的大小。這一整套自動(dòng)化，智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度、通風(fēng)口大小的調(diào)節(jié)與生物成長(zhǎng)所需的外在環(huán)境良性互動(dòng)。控 制系統(tǒng)的流程圖如下： 圖 1.1 控制系統(tǒng)流程圖 (2)通風(fēng)口設(shè)計(jì) 通風(fēng)口的設(shè)計(jì)一般布置于大棚頂部，大小設(shè)計(jì)在 30cm左右，由PL

18、C自 動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來(lái)決定風(fēng)口的開(kāi)合。由傳感器檢測(cè)到的溫濕度數(shù)據(jù)， 經(jīng)對(duì)所需環(huán)境的分析處理，智能控制器利用驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)通風(fēng) 口精確定位的功能。 通過(guò)溫濕度傳感器數(shù)值的收集， 智能控制器分析處理后， 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 5 由控制部分來(lái)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成通風(fēng)口的張合工作，根據(jù)室內(nèi)氣 溫的需要，適時(shí)調(diào)節(jié)氣流的大小流動(dòng)。智能控制系統(tǒng)接受不同的傳感器檢測(cè) 結(jié)果，自動(dòng)的調(diào)節(jié)風(fēng)口的開(kāi)度，以利于植物生長(zhǎng)所需的外在環(huán)境，最終實(shí)現(xiàn) 效益的最大化。通風(fēng)口設(shè)計(jì)圖 ： 圖 1.2 通風(fēng)口設(shè)計(jì)圖濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 6 14

19、2 技術(shù)路線 卜卜 LC控制控制器器 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) 逋風(fēng)口開(kāi)合控制逋風(fēng)口開(kāi)合控制 圖 1.3 PLC 控制技術(shù)路線 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 7 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及主要元器件的選取 對(duì)于任何一個(gè)系統(tǒng)自身而言，要實(shí)現(xiàn)整體功能的最大化，必須以系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的完整性，全面性，靈活性為前提的。而要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面要求，對(duì) 元器件的選取要求也要相應(yīng)的提升， 主要元器件性能，質(zhì)量好壞，對(duì)于數(shù)據(jù), 信號(hào)的處理能力等都直接影響到系統(tǒng)整體的功能實(shí)現(xiàn)。因此，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控 制的最大化，選用優(yōu)良的元器件至關(guān)重要，下面對(duì)總體設(shè)計(jì)和主要器件的選 擇作說(shuō)明。 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

20、實(shí)現(xiàn)溫室控制的智能化，自動(dòng)化，必須以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好原則為依據(jù)，在系 統(tǒng)設(shè)計(jì)中，按照實(shí)用性強(qiáng)，不復(fù)雜，容易操作，花費(fèi)不高的原則設(shè)計(jì)，最終 的目的就是要實(shí)現(xiàn)整體功能的最大化，效益的最大化，真正實(shí)現(xiàn)科技興農(nóng)的 總體要求。 2.2 系統(tǒng)的總體功能 （1） 檢測(cè)溫室環(huán)境：由檢測(cè) 到的各種參數(shù)，適時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析處理，這一切收集過(guò)程全部由傳感器來(lái)工作實(shí)現(xiàn)，最后將分析的信號(hào)信息 傳至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工作。 （2） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：由PLC對(duì)溫濕度傳感器數(shù)據(jù)的處理和保存，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存功 能，并將數(shù)據(jù)定時(shí)輸送到電動(dòng)機(jī)， 根據(jù)室內(nèi)所需溫度驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工作。 （3） 控制通風(fēng)：這需要各個(gè)器件的良性互動(dòng)才能實(shí)

21、現(xiàn)整體性能，由電動(dòng) 機(jī)的正反轉(zhuǎn)拉動(dòng)繩索，控制通風(fēng)口的張合。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 8 2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體思想 對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)而言，硬軟件的作用都不容小視， 要實(shí)現(xiàn)各個(gè)既定的功能， 完善的硬軟件設(shè)施是關(guān)鍵。除了有硬件做保證以外，還得有設(shè)計(jì)完整的軟件 相互支持，尤其是在科技日新月異的今天更是如此。有好多硬件要完成的工 作，只要軟件來(lái)代替，就會(huì)變得十分容易。有些很復(fù)雜的需要硬件完成的任 務(wù)，只需軟件變成，就會(huì)輕而易舉完成工作。在使用軟件的前提，就是對(duì)硬 件有一個(gè)大體的掌握，一定要知道它的組成，信號(hào)的相互轉(zhuǎn)化，數(shù)據(jù)的處理 與傳送，最終實(shí)現(xiàn) PLC控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)

22、現(xiàn)通風(fēng)口的開(kāi)合程度。 本系統(tǒng)5設(shè)計(jì)就是對(duì)智能控制器的設(shè)計(jì)， 將溫濕度傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)加工 處理，在原先設(shè)定的限值內(nèi)，實(shí)現(xiàn)大棚室內(nèi)與室外的良性互動(dòng)。 2.4 主要元器件的選取 溫度傳感器 對(duì)溫度傳感器時(shí)，要求靈敏度高，實(shí)用可靠，價(jià)廉，能將檢測(cè)到的溫度 參數(shù)轉(zhuǎn)化為信號(hào)，通過(guò)信號(hào)進(jìn)而控制通風(fēng)口的張合程度，同時(shí)要使溫度設(shè)置 在特定的范圍內(nèi)。 濕度傳感器 濕度傳感器可以分為空氣濕度和土壤濕度。根據(jù)大棚最濕度要求，設(shè)置 控制點(diǎn)，將檢測(cè)到的濕度數(shù)值及時(shí)傳送到 PLC控制器。 電動(dòng)機(jī)的選取 電動(dòng)機(jī)銘牌一般安裝于電動(dòng)機(jī)機(jī)座上， 標(biāo)有該機(jī)的性能指標(biāo) 和技術(shù)數(shù)濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 9

23、 圖2.1 電動(dòng)機(jī) 表2.1 三三相異步電動(dòng)機(jī)相異步電動(dòng)機(jī) 型型 Y123M4 功功 率率 7.5KW 頻頻 率率 50HZ 電電 壓壓 380V 電電 流流 15.4A 接接 法 三角型三角型 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 1440r min 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí) E 工作血工作血 連續(xù)連續(xù) 溫溫 升升 80X? 防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí) IP44 重重 里 55KG 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1010 3 電動(dòng)機(jī)及 PLC 簡(jiǎn)介 電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)并作用于轉(zhuǎn)子形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。 電動(dòng)機(jī)按使用電源不同分為直流 電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，

24、電力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步 電機(jī)或者是異步電機(jī)。 電動(dòng)機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子組成， 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受 力運(yùn)動(dòng)的方向和磁感線方向有關(guān)。電動(dòng)機(jī)工作原理是磁場(chǎng)對(duì)電流受力的作 用，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) ，由定子，轉(zhuǎn)子和其它附件組成。定子，也稱 為靜止部分，由定子鐵心，定子繞組和機(jī)座組成。定子鐵心的作用是電機(jī)磁 路的一部分，并在其上放置定子繞組。定子鐵心的槽型由三種 ：分別為半閉 口型槽，半開(kāi)口型槽和開(kāi)口型槽。 定子繞組的作用是它是電動(dòng)機(jī)的電路部分， 通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。內(nèi)部的構(gòu)造以對(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)，繞組相同 連接組成，各個(gè)繞組線圈按一

25、定規(guī)律分別布置于定子各槽內(nèi)。定子繞組的主 要絕緣項(xiàng)目有三種；對(duì)地絕緣，相間絕緣，匝間絕緣。機(jī)座的作用是固定定 子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)，散熱等作用。而轉(zhuǎn)子，也稱為旋 轉(zhuǎn)部分，主要由三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組組成，轉(zhuǎn)子鐵心的作 用是作為電機(jī)磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組， 轉(zhuǎn)子繞組的作用 是切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流， 并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)旋 轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的其它附件有端蓋，軸承，軸承端蓋及風(fēng)扇。 電動(dòng)機(jī)的分類 按工作電源分類 可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)， 其中交流電動(dòng)機(jī)可以分為單相電動(dòng)機(jī) 和三相電動(dòng)機(jī)。 按結(jié)構(gòu)以及工作原理分類 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)

26、位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1111 按結(jié)構(gòu)及原理可以分為直流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。其中 同步電動(dòng)機(jī)可以分為永磁同步電動(dòng)機(jī)，磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)可以分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以分為 三相異步電動(dòng)機(jī)等。 按起動(dòng)與運(yùn)行方式分類 電動(dòng)機(jī)可分為電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)，電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng) 機(jī)，電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)和分項(xiàng)式單相異步電動(dòng)機(jī)。 按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 可以分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 按防護(hù)型分類 可分為開(kāi)啟式，封閉式，網(wǎng)罩式，防滴式和防濺式。 電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)及轉(zhuǎn)速緩慢的原因 不能正常啟動(dòng)的原因有定子或者轉(zhuǎn)子繞組

27、斷路，定子繞組接地，定子繞 組接線錯(cuò)誤，電源未接通，熔絲熔斷，轉(zhuǎn)子銅條松動(dòng)，老式起動(dòng)開(kāi)關(guān)缺油， 軸承損壞，過(guò)電流繼電器調(diào)的太小，原因很多，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況及癥狀作 詳細(xì)分析，仔細(xì)檢查，不能搞強(qiáng)行多次起動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速緩慢 的原因有電源電壓過(guò)低，線圈或者線圈組有接反處，繞線式轉(zhuǎn)子一相斷路， 繞線式轉(zhuǎn)子9電動(dòng)機(jī)起動(dòng)變阻器接觸不良，電刷與滑環(huán)接觸不良。有時(shí)也會(huì) 出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)聲音不正常的現(xiàn)象，主要的原因有轉(zhuǎn)子風(fēng)葉碰殼，軸承缺油，定 子與轉(zhuǎn)子相擦，轉(zhuǎn)子擦絕緣紙，電動(dòng)機(jī)內(nèi)有雜質(zhì)。對(duì)于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的 振動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題，主要的原因有轉(zhuǎn)子不平衡，帶輪不平衡或者軸伸彎曲，電 動(dòng)機(jī)與負(fù)載線不對(duì)齊，電動(dòng)機(jī)安

28、裝不妥，負(fù)載突然過(guò)重等原因，處理的方法 有校正平衡，檢查并校正，檢查安裝情況以及底腳螺絲，減輕負(fù)載，檢查調(diào) 整機(jī)組的軸線。如果出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)外殼帶電的情況，可能出現(xiàn)的原因有接地不 良或者接地電阻太大，電動(dòng)機(jī)繞組受潮，絕緣損壞，引線碰殼，應(yīng)該處理的 方法有按規(guī)定接好底線，排除接地不良的故障，進(jìn)行烘干處理，修補(bǔ)絕緣， 重接地線。 PLC 的概述 PLC,又稱為可編程邏輯控制器，它是一種采用可編程的存儲(chǔ)器， 用于其 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1212 內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用 戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或者模擬式輸入輸出控制各種類型的機(jī)械或生

29、產(chǎn)過(guò) 程。 可編程控制器(Programmable Controller) 隸屬于計(jì)算機(jī)行列，它是為 了工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的。早期被人們稱為可編程邏輯控制器 (Programmable Logic Controller), 簡(jiǎn)稱為 PLC,重點(diǎn)用于取代繼電器 10 進(jìn)行邏輯控制。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)跨出了邏輯控制的領(lǐng)域。 因此，現(xiàn)在我們就把這種設(shè)備稱為可編邏輯控制器，開(kāi)始簡(jiǎn)稱做 PG但因 為不能把它與個(gè)人計(jì)算機(jī) (Perso nal Computer) 的簡(jiǎn)稱相一致，因此就叫它 PLCo 20世紀(jì)60年代，美國(guó)著名的數(shù)字設(shè)備公司( DEC)成功設(shè)計(jì)出世界上第 一臺(tái)可編程序控制

30、器，也就是 PLC,還在通用標(biāo)準(zhǔn)裝配流水線上使用，結(jié)果 實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)速度的提升。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)明易懂、理解操作 容易、應(yīng)用廣泛靈活、體積較小、可行性較高、使用壽命較長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)， 迅速被美國(guó)其他領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到 70年代，它就在紡織、造紙、食品、礦 產(chǎn)等輕重工業(yè)上應(yīng)用了，而且效果非常好。而且這種最新的工業(yè)控制裝置的 涌現(xiàn)，其他的國(guó)家同樣熱烈歡迎。 70年代初日本就從通用公司引入了該種 技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新后成功生產(chǎn)了他們的第一臺(tái) PLC設(shè)備；同一時(shí)間，歐 洲的發(fā)達(dá)國(guó)家也成功生產(chǎn)出了他們的 PLC設(shè)備；我國(guó)也不甘落后從 20世紀(jì) 70年代中期開(kāi)始研發(fā)， 幾年后就用到了工業(yè)控制上 可

31、編程控制器的發(fā)展得 到了我國(guó)政府工商業(yè)部門(mén)的極大關(guān)注，在當(dāng)時(shí)的機(jī)械部門(mén)的直接引領(lǐng)下，在 20世紀(jì)90年代初成立了 PLC11發(fā)展行業(yè)協(xié)會(huì)，這個(gè)協(xié)會(huì)在機(jī)械電子工業(yè)部 和機(jī)械電子企業(yè)之間架起了一座長(zhǎng)長(zhǎng)的橋梁， 為政府和企業(yè)作出各自的決策 提供了重要依據(jù)。 同時(shí)PLC標(biāo)準(zhǔn)化工作也得到了機(jī)械電子工業(yè)部和很多企業(yè) 極大的重視，在 1993年成立的PLC標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，為我國(guó) PLC行業(yè)邁 向世界市場(chǎng)提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 以下介紹PLC各重要成分及其功能。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1313 硬件組成 （1）中央處理單元（CPU） 可編程控制器的 CPU經(jīng)常采

32、用通用微型的處理器。與一般的計(jì)算機(jī)同 樣，中央處理器是該設(shè)備的控制核心，它的功能來(lái)自于預(yù)先設(shè)定好的設(shè)備的 系統(tǒng)程序，并指揮著設(shè)備進(jìn)行高效安全的工作。中央處理器的處理能力對(duì)于 PLC的處理能力與速度有很大影響， 若中央處理器位數(shù)越高，那么它的運(yùn)算 速度也會(huì)越快。 （2） 存儲(chǔ)器 PLC所使用的物理存儲(chǔ)器與一般計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器幾乎相同。有 RAM、 ROM和可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器等。 （3） 輸入寄存器 輸入寄存器的尋址方式是按位尋址，每一個(gè)位只對(duì)應(yīng)著一個(gè)開(kāi)關(guān)量。中 央處理器可以讀出它的數(shù)值，但不能進(jìn)行寫(xiě)，也不能進(jìn)行修改。 （4） 輸出寄存器 此設(shè)備的每一個(gè)位都指示了 PLC設(shè)備在第二個(gè)時(shí)間段的所

33、輸出的內(nèi)容， 但剛開(kāi)始執(zhí)行程序的時(shí)候寄存器的內(nèi)容， 指示的是上一個(gè)時(shí)間段真實(shí)輸出的 內(nèi)容。當(dāng)本程序被執(zhí)行完后，寄存器的內(nèi)容才對(duì)下一個(gè)段的輸出有影響。 （5） 輸入輸出電路（I/O電路） 輸入電路（I ）：對(duì)受控方面進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)試、采集、轉(zhuǎn)發(fā)和輸入。 輸出電路（O）:接收設(shè)備輸出那部分信號(hào)，對(duì)受控方面進(jìn)行實(shí)時(shí)操控。 （6） 其他接口單元 其它接口單元用于提供 PLC與其它設(shè)備（如編程器、可編程終端、打 印機(jī)和條碼讀入機(jī)）和模塊進(jìn)行連接通信的物理?xiàng)l件。 軟件組成 （1 ）系統(tǒng)軟件 設(shè)備生產(chǎn)商把它鑲嵌在設(shè)備之內(nèi)，用于操控設(shè)備的運(yùn)行。它包括系統(tǒng)的 管理程序（操控設(shè)備的工作）、客戶指令翻譯程序（把 PLC

34、梯形圖語(yǔ)言一步 一步譯為所需要的機(jī)器語(yǔ)言指令）和標(biāo)配程序單元與系統(tǒng)調(diào)用（有很多獨(dú)立 的模塊構(gòu)成，各模塊功能、性能都不盡相同，有些專門(mén)負(fù)責(zé)輸入輸出處理， 有些則是負(fù)責(zé)特殊運(yùn)算等。）。 （2 ）用戶程序 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1414 由用戶自己編寫(xiě)輸入，達(dá)到為用戶服務(wù)的目的 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 從目前的局勢(shì)來(lái)看， PLC朝智能化、細(xì)微化、個(gè)性化和開(kāi)放性方向發(fā)展 的趨勢(shì)似乎不可阻擋。 長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，可編程控制器都處在工業(yè)控制自動(dòng)化這個(gè)領(lǐng)域的主要位 置，可以為很多種要求自動(dòng)化控制的機(jī)械電子設(shè)備提供較為理想的控制方 案。同期，PLC與已牢固占據(jù)一定市場(chǎng)份額的 DCS和PC產(chǎn)

35、品形成了鼎足之 勢(shì)。但是，PLC的發(fā)展也受到了其他機(jī)電產(chǎn)業(yè)的沖擊，而 PC造成的影響最 為嚴(yán)重。 現(xiàn)在，全球有300多家可編程控制器生產(chǎn)廠商，可生產(chǎn)多達(dá) 300多種產(chǎn) 品。而國(guó)內(nèi)的PLC市場(chǎng)仍然充斥著大量外國(guó)產(chǎn)品， 如西門(mén)子、三菱、的產(chǎn)品。 即使經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展， 國(guó)內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)商也只有三十多家， 而且各自都沒(méi)有 形成大的生產(chǎn)力，也沒(méi)有聯(lián)合形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，更沒(méi)有國(guó)際名牌，這就是 說(shuō)我國(guó)的PLC行業(yè)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的程度。但是，在應(yīng)用方面，我國(guó)卻是 非?；钴S。據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計(jì)， 2010年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷量為 40萬(wàn)套，約70億人 民幣。預(yù)計(jì)到 2015年會(huì)達(dá)到60萬(wàn)套，約100億人民幣。 雖然08年以

36、后全球經(jīng)濟(jì)有所失調(diào)，但 PLC市場(chǎng)卻即將回暖，并將開(kāi)始 微量增長(zhǎng)。 目前，在設(shè)備的過(guò)程控制領(lǐng)域最有前途的發(fā)展方向之一便是 ether net 接口技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器當(dāng)然也沒(méi)有例外?，F(xiàn)在，很多設(shè)備生產(chǎn)廠商 都提供ether net接口技術(shù)。我們能夠認(rèn)為，可編程控制器的控制技術(shù)將會(huì) 向更加開(kāi)放更加智能型系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，甚至是在 PC占主導(dǎo)地位的某些工業(yè)控制 領(lǐng)域。 20世紀(jì)末以來(lái)，PLC的發(fā)展方向始終面向工業(yè)控制。尤其在進(jìn)入 21世 紀(jì)以后，PLC的發(fā)展將更加適合于工業(yè)控制。在技術(shù)上，運(yùn)算速度較快、存 儲(chǔ)容量較大、更加智能化的產(chǎn)品紛紛出現(xiàn)；在產(chǎn)品規(guī)模上，出現(xiàn)了極大型和 細(xì)微型兩個(gè)極端；在與其他產(chǎn)品

37、的配套性上，變得更加豐富多樣，其特點(diǎn)適 應(yīng)了各種工業(yè)場(chǎng)合的需要；在設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造上，全球的技術(shù)分工更加明確。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1515 現(xiàn)階段PLC產(chǎn)品大多配置 32位和64位微型處理器以及高級(jí)智能 CPU 有的PLC還裝備多個(gè)微型處理器，可進(jìn)行多種渠道的同步處理。同時(shí)，由于 制造了很多含微型處理器的智能化模板，讓最新生產(chǎn)的 PLC12設(shè)備具備了許 多全新的功能，如邏輯控制、過(guò)程控制、聯(lián)網(wǎng)通信等。 現(xiàn)階段PLC還增加了很多通訊接口，而且配置有完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。而且 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越是飛速向前發(fā)展， PLC就越會(huì)成為實(shí)施自動(dòng)化控制和連接 國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵成分，

38、這樣它就會(huì)在無(wú)論是工業(yè)還是非工業(yè)的控制領(lǐng)域 發(fā)揮愈來(lái)愈關(guān)鍵的作用。 目前雖然我國(guó)在這方面的投入與其他國(guó)家相比不算 多，但是隨著我國(guó)改革開(kāi)放和現(xiàn)代化技術(shù)的深入發(fā)展， PLC的應(yīng)用將會(huì)越來(lái) 越廣泛。濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1616 4 通風(fēng)口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 開(kāi)口設(shè)計(jì)要求 通風(fēng)口的設(shè)計(jì)一般布置于大棚頂部，大小設(shè)計(jì)在 30cm左右，由自動(dòng)控 制的卷展簾決定風(fēng)口的開(kāi)合。由傳感器檢測(cè)到的溫濕度數(shù)據(jù)，經(jīng)對(duì)所需環(huán)境 的分析處理，智能控制器利用驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)口精確定位的 功能。通過(guò)對(duì)溫度濕度傳感器數(shù)據(jù)的分析處理，由傳感器得到數(shù)值， PLC控 制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行。智

39、能控制系統(tǒng)接受不同的傳感器檢測(cè)結(jié)果，由繩索 拉動(dòng)自動(dòng)的調(diào)節(jié)風(fēng)口的開(kāi)度，調(diào)節(jié)大棚室內(nèi)的氣溫?？刂葡到y(tǒng)接受不同的溫 度濕度檢測(cè)信息使得智能系統(tǒng)的開(kāi)合度不同，適時(shí)給大棚植物創(chuàng)造良好的外 在環(huán)境。 溫室大棚 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1717 4.2 開(kāi)窗系統(tǒng) 要實(shí)現(xiàn)溫室大棚的自由通風(fēng)，必須要設(shè)置相應(yīng)的通風(fēng)口系統(tǒng)。在大棚中 設(shè)置通風(fēng)口，一般布置于溫室大棚的頂端，開(kāi)口的大小由溫室的建設(shè)規(guī)模， 地域環(huán)境等其他外在環(huán)境決定。通風(fēng)口系統(tǒng)使用人工或者電力機(jī)構(gòu)，繩索拉 動(dòng)大棚頂部風(fēng)口部位， 控制氣溫大小快慢的自由流動(dòng)。 溫室大棚的布置不同, 對(duì)氣流會(huì)發(fā)生阻擋的現(xiàn)象，氣流流動(dòng)有時(shí)會(huì)發(fā)生擾流

40、，在大棚周圍形成局部 的氣溫小氣候。在這樣的情況下，出現(xiàn)溫室大棚背風(fēng)面和迎風(fēng)面不同的氣流， 迎風(fēng)面氣流流速低，靜壓力增高，剩余的其他兩面背風(fēng)面和大棚側(cè)面，氣流 速度快，壓力降低。而將通風(fēng)口布置于大棚頂部，好處是便于安裝其他的控 制裝置，統(tǒng)一規(guī)劃，使通風(fēng)口靈活性和實(shí)用性增強(qiáng)。 在當(dāng)今的溫室通風(fēng)口設(shè)計(jì)中，大棚通風(fēng)口的設(shè)計(jì)一般由減速電機(jī)和齒 輪，齒條驅(qū)動(dòng)自由通風(fēng)。由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要一直暴露在大棚的外部，因而這種 使用齒條齒輪驅(qū)動(dòng)通風(fēng)的做法不太實(shí)用， 而更多的選擇是智能性能良好的機(jī) 構(gòu)。主要由控制系統(tǒng)來(lái)完成通風(fēng)作業(yè)，通過(guò)拉的方式實(shí)現(xiàn)通風(fēng)口的張合。同 時(shí)要使得設(shè)計(jì)適時(shí)，快速，準(zhǔn)確到位，控制好所選電機(jī)的性能，

41、使使用更加 方便。 4.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 在完成通風(fēng)口設(shè)計(jì)的同時(shí)，促使大棚自由通風(fēng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就顯得十分關(guān) 鍵了。一般驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有鏈?zhǔn)?，鋼索拉?dòng)和齒輪齒條黏合等類型，其中齒條齒 輪黏合的驅(qū)動(dòng)方式受限，它要求必須大棚足夠規(guī)模，且自身運(yùn)行的行程長(zhǎng)， 所以不方便使用。因此設(shè)計(jì)采取鏈?zhǔn)嚼瓌?dòng)的方式完成通風(fēng)任務(wù)。 鏈?zhǔn)嚼K索拉動(dòng)由電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸、滑塊導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)繩索、通風(fēng)蓋等部分構(gòu) 成。它的主要原理是根據(jù)對(duì)溫度濕度檢測(cè)到數(shù)據(jù)的分析處理，由控制系統(tǒng)部 分驅(qū)動(dòng)完成通風(fēng)，靠繩索的拉動(dòng)促使電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)通風(fēng)口的大小，持 續(xù)的驅(qū)動(dòng)改變室內(nèi)氣溫的變化，在適時(shí)完成自由通風(fēng)的要求。最后采取數(shù)據(jù) 控制模塊，通過(guò)繼電器系統(tǒng)控制電機(jī)的正

42、反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng) 13開(kāi)關(guān) 的自動(dòng)化，智能化。濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1818 5 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行， 必須使得電動(dòng)機(jī)的三相電源相序與接觸器相 接換才能實(shí)現(xiàn)，但有時(shí)接觸器之間不能吸合，吸合后又會(huì)出現(xiàn)電源短路的現(xiàn) 象，為避免事故發(fā)生，應(yīng)在電路中采取互鎖，使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行由接觸器 與按鈕兩重互鎖來(lái)控制電路。 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制電路 電源開(kāi)關(guān) 電動(dòng)機(jī) 打幵岡口 關(guān)閉風(fēng)口 控制線路分析如下： 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1919 （1）正向啟動(dòng)： 1 ）、當(dāng)合上空氣開(kāi)關(guān)時(shí), 2）、按開(kāi)關(guān)K1時(shí)，KM1通電吸合并自鎖，主觸頭

43、閉合接通電動(dòng)機(jī)， 電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。 （2） 反向啟動(dòng)： 1） ）當(dāng)合上空氣開(kāi)關(guān)時(shí)， QS接通三相電源； 2） 、按下反向啟動(dòng)按鈕 SB1，KM2通電吸合并通過(guò)輔助觸點(diǎn)自鎖，常開(kāi) 主觸頭閉合換接了電動(dòng)機(jī)三相的電源相序，這時(shí)電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。 （3） 風(fēng)口控制： 風(fēng)口分開(kāi)合由兩個(gè)行程開(kāi)關(guān) SQ1和SQ2來(lái)控制，開(kāi)合程度的大小由電 動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制，當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K1，電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， SQ1打開(kāi), 通風(fēng)口自動(dòng)打開(kāi)，由時(shí)間繼電器來(lái)控制時(shí)間， 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)， 從而控制風(fēng)口的大小。 （4） 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)由熱繼電器 FR來(lái)實(shí)現(xiàn)。 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖 表 5.1

44、PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) I/O 端口分配表 輸入電器 輸入點(diǎn) 輸出電器 輸出點(diǎn) 停止按鈕SB1 X1 24V正轉(zhuǎn)接觸器KA1 Y1 正轉(zhuǎn)按鈕SB2 X2 24V反轉(zhuǎn)接觸器KA2 Y2 反轉(zhuǎn)按鈕SB3 X3 380V正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 熱繼電器觸點(diǎn) FR1 X0 380V反轉(zhuǎn)接觸器KM2 熱繼電器觸點(diǎn) FR2 X4 QS接通三相電源; 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2020 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖 t.i也勻凹 raup.i丄出丨丿 豐KiHi肚出恥 ITUIWI常迎; |HA同B胡秋職畢町 4 佃“ 叱口市丿囲廠 -U 改=25 | 洌 Eli

45、n如J * | 劭 lsrdwd 9 饕廉* ga中 B/Larer 1 lLiyer * | D.00 3半 | 悽顫毎 SB SB1 SB2 SQ1 SQI 2207 KMKM2 I/O接線圖 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2121 結(jié)論 本課題是關(guān)于溫室大棚智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)分為兩部分，一部分是 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，另一部分是通風(fēng)口的設(shè)計(jì)。對(duì)于控制部分，主要是通過(guò)對(duì) 溫濕度數(shù)據(jù)的分析處理， 根據(jù)植物生長(zhǎng)所需的氣溫環(huán)境， 適時(shí)控制電機(jī)運(yùn)行, 其中最關(guān)鍵部分是溫度濕度數(shù)據(jù)的收集，需要溫濕度傳感器，設(shè)置好溫濕度 上下限，適時(shí)對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，反復(fù)通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)大

46、棚內(nèi)溫 濕度。第二部分是對(duì)通風(fēng)口的設(shè)計(jì)，計(jì)劃布置于大棚的頂部，由電動(dòng)機(jī)的正 反轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)通風(fēng)口的張合，其中電機(jī)位置的布置是關(guān)鍵。大棚通風(fēng)口用繩子 與控制機(jī)構(gòu)相連，由數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果，調(diào)節(jié)通風(fēng)口是張還是合，從而控 制大棚內(nèi)氣溫的變化，以利于植物的生長(zhǎng)，增加大棚效益。而一個(gè)完整的系 統(tǒng)，必須是各個(gè)分塊的緊密結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)所需要求。設(shè)計(jì)如不嚴(yán)密，就會(huì) 出現(xiàn)整部系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，但智能化的程度會(huì)有所下降，這樣長(zhǎng)期機(jī)構(gòu) 的運(yùn)轉(zhuǎn)，間接地影響到大棚氣候的變化，出現(xiàn)影響農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的環(huán)境。 通過(guò)這次論文設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)到自身對(duì)知識(shí)的掌握程度，在今后的學(xué)習(xí)中，努力 彌補(bǔ)相關(guān)部分知識(shí)，爭(zhēng)取在下次設(shè)計(jì)中能夠做到游刃有余的解決疑難問(wèn)題， 爭(zhēng)取自己設(shè)計(jì)的東西能夠?qū)嵱眯詮?qiáng)，價(jià)廉，結(jié)構(gòu)性能都符合設(shè)計(jì)要求，不斷 在實(shí)踐中鍛煉自己解決疑難問(wèn)題的能力。濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 溫室大棚智能通風(fēng)系