打印做好畢業(yè)設(shè)計(jì)5g

年4月19日打印做好畢業(yè)設(shè)計(jì)5g文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。1緒論1.1研究背景中國的設(shè)施園藝絕大部分用于蔬菜生產(chǎn)。80年代以來，溫室、大棚蔬菜的種植面積連年增加。當(dāng)前的栽培設(shè)施中，有國家標(biāo)準(zhǔn)的裝配式鋼管塑料大棚和玻璃溫室僅占設(shè)施栽培面積的少部分，大多數(shù)的農(nóng)村依然采用自行建造的簡單低廉的竹木大小棚，只能起到一定的保溫作用，根本談不上對(duì)溫光水氣養(yǎng)分等環(huán)境條件的調(diào)控，抗自然環(huán)境的能力極差。即使那些數(shù)量不多的裝配式塑料大棚和玻璃溫室也缺乏配套的調(diào)控設(shè)備和儀器，主要依靠經(jīng)驗(yàn)和單因子定性調(diào)控，設(shè)施栽培的智能化程度非常低。中國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，以超時(shí)令、反季節(jié)生產(chǎn)的設(shè)施園藝作物的發(fā)展為主，且發(fā)展迅猛。1997年設(shè)施園藝作物栽培面積達(dá)86.7萬公頃，較80年代初期的栽培面積增長了128倍，人均設(shè)施蔬菜占有量1996～1997年為33公斤，較1980～1981年人均設(shè)施蔬菜占有量增長了近164倍。，中國設(shè)施園藝面積將突破100萬公頃，全國設(shè)施蔬菜人均占有量將達(dá)到40公斤。塑料大棚、中棚及日光溫室為中國主要的設(shè)施結(jié)構(gòu)類型。其中能充分利用太陽光熱資源、節(jié)約燃煤、減少環(huán)境污染的日光溫室為中國所特有。1997年中國日光溫室面積已超過近16.7萬公頃。由農(nóng)業(yè)部聯(lián)合有關(guān)部門試驗(yàn)推廣的新一代節(jié)能型日光溫室,每年每畝可節(jié)約燃煤約20噸。中國設(shè)施農(nóng)業(yè)當(dāng)前還存在著諸如土地利用率低、盲目引進(jìn)溫室、設(shè)施結(jié)構(gòu)不合理、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、運(yùn)營管理費(fèi)用高、管理技術(shù)水平低、勞動(dòng)生產(chǎn)率低及單位面積產(chǎn)量低等諸多問題，但隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，中國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展將向著地域化、節(jié)能化、專業(yè)化發(fā)展，向著高科技、自動(dòng)化、機(jī)械化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的工廠型農(nóng)業(yè)發(fā)展，為社會(huì)提供更加豐富的無污染、安全、優(yōu)質(zhì)的綠色健康食品。1.2研究的目的及意義溫室的作用是用來改變植物的生長環(huán)境,避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L的不利影響,為植物生長創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為主要結(jié)構(gòu)材料,它能夠在冬季或其它不適宜植物露地生長的季節(jié)栽培植物,從而達(dá)到對(duì)農(nóng)作物調(diào)節(jié)產(chǎn)期、促進(jìn)生長發(fā)育、防治病蟲害及提高產(chǎn)量的目的。溫室環(huán)境指的是作物在地面上的生長空間,它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構(gòu)成的。溫室控制主要是控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)與光照。雖然有些溫室也安裝有各種加熱、加濕、通風(fēng)和降溫的設(shè)備,但其主要操作大多仍是由人工來完成的當(dāng)溫室面積較大或數(shù)量較多時(shí),操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度很大,而且也無法達(dá)到對(duì)溫濕度的準(zhǔn)確控制。本文介紹一種基于PLC和溫濕度傳感器的溫室控制系統(tǒng)。2大棚溫濕度檢測系統(tǒng)概述農(nóng)業(yè)溫室大棚為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供新的生產(chǎn)環(huán)境,取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.它能夠提高農(nóng)民收入,提高產(chǎn)業(yè)化水平,提高抵御自然災(zāi)害能力,延長作物生長時(shí)間,提高作物產(chǎn)量.對(duì)于農(nóng)作物來說,溫度和濕度是兩個(gè)非常重要的條件.因此能夠監(jiān)控溫度和濕度對(duì)農(nóng)業(yè)大棚的生產(chǎn)有著十分重要的意義。大棚溫濕度控制主要內(nèi)容如下：表1大棚溫濕控制要求PLC控制的農(nóng)業(yè)大棚溫濕度檢測系統(tǒng)溫度范圍0℃┈+50℃1．系統(tǒng)每隔1分鐘采集一次溫度和濕度,以中斷方式讀取。2．正常情況下,系統(tǒng)循環(huán)顯示采集的溫、濕度值,顯示器由3位LED顯示器構(gòu)成。(溫度L3顯示7，濕度L3顯示8)3．當(dāng)溫度達(dá)到30℃以上時(shí),Y1降溫閥門動(dòng)作,低于18℃時(shí),Y2升溫閥門動(dòng)作,設(shè)計(jì)溫度在30℃～4．當(dāng)濕度達(dá)到90%以上時(shí),Y3降濕閥門動(dòng)作，低于60%以下時(shí)Y4加濕閥門動(dòng)作，濕度在60%～90%之間，Y3和Y4不吸合溫濕度的檢測方法很多,本文是以PLC為控制器的溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).PLC與其它的控制器相比具有較高的抗干擾的能力和高的可靠性,而且對(duì)環(huán)境的適應(yīng)行好.對(duì)溫濕度的采集,能夠選擇相應(yīng)的溫度和濕度傳感器,將溫度和濕度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)送入控制器中.PLC擁有豐富的軟件功能,在控制器中我們能夠用相應(yīng)的程序?qū)⒉杉瘉淼哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào).由于數(shù)字信號(hào)的大小是與被測量有關(guān),但不是溫度和濕度的工程量值,因此為了顯示溫度和濕度的物理量值的大小時(shí),要將數(shù)字量進(jìn)行標(biāo)度變換.然后將標(biāo)度變換所得的結(jié)果送入顯示器中顯示.其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖3系統(tǒng)硬件的選型3.1PLC的定義可編程控制器，英文稱ProgrammableController，簡稱PLC，是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它經(jīng)過運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再經(jīng)過輸出電路的物理過程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。它采用能夠編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能經(jīng)過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。3.2PLC的特點(diǎn)（1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。（3）編程方便，易于使用PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。（4）功能完善在PLC內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時(shí)序、計(jì)算機(jī)、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。（5）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、的周期短PLC采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)，故僅需按性能、容量等選用組裝，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。（6）體積小，維護(hù)操作方便PLC體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。（7）易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（8）可實(shí)現(xiàn)三電一體化PLC將電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結(jié)（運(yùn)動(dòng)控制）這三電集于一體。3.3PLC的工作原理PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，能夠簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，經(jīng)過運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。PLC通電后，首先對(duì)硬件和軟件作一些初始化操作，初始化重復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)?？墒荘LC也有它自己的特點(diǎn)，PLC在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的3.4基本的功能PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能：eq\o\ac(○,1)邏輯處理功能；eq\o\ac(○,2)數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；eq\o\ac(○,3)準(zhǔn)確定時(shí)功能；eq\o\ac(○,4)高速計(jì)數(shù)功能；eq\o\ac(○,5)中斷處理（能夠?qū)崿F(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能；eq\o\ac(○,6)程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；eq\o\ac(○,7)聯(lián)網(wǎng)通信功能；eq\o\ac(○,8)自檢測、自診斷功能。像PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)化行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件3.5可編程控制器(PLC)的選擇在溫濕度檢測系統(tǒng)中,輸入量為溫濕度傳感器檢測值,輸出量為顯示器和提示燈.主機(jī)選擇S7-224，其功能如下。（1）本機(jī)集成了輸入/輸出14DI/10DO（2）能夠有7個(gè)擴(kuò)展模塊,（3）最大數(shù)字量輸入/輸出范圍168（4）模擬量范圍輸入/輸出/最大28/14/35（5）用戶程序8/12kb（6）程序執(zhí)行時(shí)間0.22us（7）標(biāo)志寄存器/計(jì)數(shù)器/定時(shí)器256/256/256（8）高速計(jì)數(shù)器6*30KHZ（9）實(shí)時(shí)時(shí)鐘內(nèi)置（10）脈沖輸出2*20khz（11）通訊接口1*RS485（12）模擬電位器2（13）自整定PID調(diào)節(jié)內(nèi)置3.6擴(kuò)展模塊選擇3.6.1EM231模擬量輸入模塊的選擇由于溫度和濕度都是模擬量,因此選EM231模塊做為模擬量輸入模塊。表2模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4電壓(單極性)0～10V，0～5V電壓(雙極性)±5V，±2.5V

電流0～20mA電壓(單極性)2.5mV(0～10V時(shí))1.25mV(0～5V時(shí))

1.25mV(0～5V時(shí))電壓(雙極性)2.5mV(±5V時(shí))1.25mV(±2.5V時(shí))電流5μA(0～20mA時(shí))模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間＜250μs模擬量輸入響應(yīng)1.5ms～95%共模抑制40dB，DCto60Hz共模電壓信號(hào)電壓+共模電壓(必須小于等于12V)雙極性，全量程范圍-3～+3單極性，全量程范圍0～3輸入阻抗大于等于10MΩ輸入濾波器衰減最大輸入電壓30VDC最大輸入電流32mA分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器3.6.2EM222輸出模塊的選擇輸出是點(diǎn)亮LED顯示器和提示燈,S7-224的輸出點(diǎn)不夠,為了能夠滿足輸出,選擇三個(gè)EM222模塊做為輸出模塊.表3模塊輸出特性數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)16消耗電流（最大）110mA功耗3W屏蔽500m非屏蔽150m“1”信號(hào)輸入電壓20V“1”信號(hào)輸入電流（最大）750mA403A55℃3A節(jié)電壽命無感性負(fù)荷0.75A燈負(fù)載5W阻性負(fù)荷0.75A尺寸：（寬×高×深）71.2×80×62mm重量145g3.7溫度傳感器選擇本系統(tǒng)中要求檢測溫度的范圍是0℃┈+50℃為了滿足要求,系統(tǒng)中選擇JCJ100F。其技術(shù)參數(shù)如下：輸出信號(hào):（4～20）mA、（0～5）VDC、（0～10）VDC輸入信號(hào):Pt100（默認(rèn)）、Pt500、Pt1000輸入線阻:≤50Ω負(fù)載電阻:≤500Ω（電流輸出），≥3KΩ（電壓輸出）電源電壓:1、24VDC2、12VDC（0～5V電壓輸出時(shí)）3、24VAC4、12VAC（0～5V電壓輸出時(shí)）環(huán)境溫度:-20～80℃相對(duì)濕度：5～90%RH(無凝露)消耗功率:≤0.6W3.8濕度傳感器的選擇而濕度的范圍要求是0%～100%.為滿足要求,選擇JCJ100H1濕度傳感器.其技術(shù)參數(shù)如下：工作電源：12VDC±10%24VAC±10%24VDC±10%濕度：5～95%RH無凝露溫度：-40～80℃變送器材料：ABS塑料外形尺寸：75×55×28mm濕度傳感器：濕敏電容HS1101（采用專利技術(shù)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)）反應(yīng)時(shí)間（ta）：典型值＜5s長期穩(wěn)定性：典型值0.5%RH/年有效測量范圍：10～95%信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)范圍：0～100%測量準(zhǔn)確度：±3%RH（20～95%RH,20℃）±2%RH（20～95%RH,20℃電壓信號(hào)：（0～5）VDC（0～10）VDC（0～1）VDC電流信號(hào)：（三線制）（4～20）mA（0～20）mA（0～10）mA（用于單濕度）濕度測量：一般狀態(tài)下，漂移不大于1%RH負(fù)載能力：電壓型≥1KΩ電流型0～500Ω電流信號(hào)：24V/45mA電壓信號(hào)：（0～5）VDC：12V/35mA（0～10）VDC：24V/35m3.9大棚水溫空調(diào)裝置由于大棚水溫空調(diào)裝置主要由高效舌板式復(fù)合熱交換燃煤爐和復(fù)交換管片式水溫空氣交換器組成，當(dāng)大棚溫度超過30℃時(shí),Y1降溫閥門動(dòng)作,以淺層地下水或流動(dòng)的地表水為冷媒進(jìn)行循環(huán)降溫。當(dāng)溫度低于18℃時(shí),Y2升溫閥門動(dòng)作,該裝置以燃煤爐提供的熱水為熱媒進(jìn)行供暖。溫度在30℃～18℃之間,Y1和Y2不吸合。當(dāng)濕度達(dá)到90%以上時(shí),Y3降濕閥門動(dòng)作，風(fēng)管打開，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣。當(dāng)棚內(nèi)空氣低于60%以下時(shí)，Y4加濕閥門動(dòng)作，噴水加濕。濕度在604系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1I/O接口分配在本系統(tǒng)中啟動(dòng)按鈕接I0.0,停止按鈕接I0.2.溫度采集模擬量輸入通道接AIW0,濕度采集模擬量輸入通道接AIW2.主機(jī)與擴(kuò)展模塊的I/O分配如表4所示.表4主機(jī)與擴(kuò)展模塊I/O接口主機(jī)s7-224模塊1EM222模塊2EM222模塊3EM222模塊4EM231I0.0Q0.0Q2.0Q3.0Q4.0AIW0I0.1Q0.1Q2.1Q3.1Q41AIW2I0.2Q0.2Q2.2Q3.2Q4.2AIW4I0.3Q0.3Q2.3Q3.3Q4.3AIW6I0.4Q0.4Q2.4Q3.4Q4.4I0.5Q0.5Q2.5Q3.5Q4.5I0.6Q0.6Q2.6Q3.6Q4.6I0.7Q0.7Q2.7Q3.7Q4.7I1.0Q1.0I1.1Q1.1I1.2I1.3I1.4I1.5輸出量與輸入量的I/O接口分配如5圖所示表5輸出量與輸入量I/O分配啟動(dòng)按鈕SB1I0.0停止按鈕SB2I0.2Y1降溫閥門Q0.0Y2升Q0.1Y3將濕閥門Q0.2Y4加濕閥門Q0.3溫度模擬量AIW0濕度模擬量AIW2溫度工程量VW204濕度工程量VW304顯示器LED1QB2顯示器LED2QB3顯示器LED3QB44.2PLC與外圍器件的連線PLC與外圍器件的連線如圖5所示圖5PLC與外圍器件連線5軟件設(shè)計(jì)5.1主程序的設(shè)計(jì)在主程序中,當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕系統(tǒng)開始工作.每隔一分鐘,對(duì)溫濕度進(jìn)行一次采集.此過程是經(jīng)過調(diào)用子程序完成的.同時(shí)經(jīng)過中斷程序顯示結(jié)果.當(dāng)采樣值滿足一定要求時(shí)提示燈亮.按下停止按鈕系統(tǒng)停止工作.其程序如下：主程序5.2子程序的設(shè)計(jì)子程序的功能是將溫濕度傳感器所檢測的值進(jìn)行轉(zhuǎn)換和保存,其程序如下溫度采集子程序SBR0濕度采集子程序SBR15.3中斷程序設(shè)計(jì)中斷程序是將溫濕度的工程量值送入LED中顯示,其程序如下：中斷服務(wù)程序INT_0,溫度顯示程序中斷服務(wù)程序INT_1,濕度顯示程序總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)根據(jù)課題要求,復(fù)習(xí)了所學(xué)的PLC課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)重點(diǎn)是理論與實(shí)際的相結(jié)合,使我得到了一次用專業(yè)知識(shí),專業(yè)技能分析和解決問題的鍛煉.經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺.明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程,在以后的工作,生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí),努力提高自己的綜合素質(zhì).這次的PLC