基于PLC控制的温室温度控制系统设计

基于PLC控制的温室温度控制系统设计

一、选题简介、意义

随着经济的发展、PLC应用技术和机器视觉技术水平的逐渐提高，不仅改善人们的生活质量，同时也促进工业的发展。PLC应用技术具有多种功能和较高的可靠性，在工业控制中得到了广泛的应用。

本课题主要是通过PLC应用技术来实现控制功能，来对温室温度进行检测和测量。针对温室的条件日晒时间和湿度进行研究，通过传感器这种对温度的检测方法配合PLC控制系统对温室农产品及花卉植物进行温度的调控，希望在工业中得到了实际性的应用，给工厂带来了许多便捷。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

该系统主要任务是通过PLC应用技术来实现控制功能，利用红外传感器及其他传感器来对温度进行检测和测量。

该系统主要能够完成以下功能：ＰＬＣ温度模糊控制系统的研制，通过ＣＡＤ软件建立一个玻璃温室模型，确定模糊控制要求，在湿室内设置安装各种硬件设施，确定对应Ｉ／Ｏ端口，通过软件设计实现各设备与ＰＬＣ的连接。最终建立一个ＰＬＣ控制模型，结合模糊控制，确定具体小型花弁玻璃温室温度硬件设施所对应ＰＬＣ模糊控制流程，通过ＰＬＣ程序控制的方式，实现智能的温室温度控制。

中文摘要

第一章引言1

1.1 课题研究的背景和意义1

1. 2 温室设计的主要内容２

1.3 温室温度控制的实际意义以及应用推广2

第二章温室温度控制系统的总体设计４

2.1 温室温度控制系统的组成４

2.2温室温度控制的总体设计框图6

第三章系统硬件设计８

3.1 电机回路设计８

3.2 传感器选型１２

3.3 加热及加湿系统的选型１８

3. 4 PLC系列选型２０

第四章系统软件设计２２

4.1系统控制程序２２

结束语２６

答谢词２７

参考文献２８

附录２９附录A２９

附录B３０

第一章系统概述

1.1 课题研究的背景和意义

在当今社会条件下人们对于温室温度的控制有着更高的要求，例如对于植物的生长就有着根据日照时间以及当时的湿度对于植物生长的可控制性对温度进行控制。不光是农业，还有在其他领域也有着很多的应用，在机械领域中人们更擅长通过温度改变物质的刚性和物质形态和其他物质结合发生反应从而得到需要的物质。还有电子和化工当中人们使用温度控制对材料进行进一步改良使材料有更多的可发展空间。

本次我使用的是目前在世界范围应用比较广泛的三菱FX2N-32MR系列的PLC来实现对实验所需的植物进行温度湿度的控制。PLC在当今社会有很多的优点，例如其可靠性高对于环境要求较低，并且对于电压要求不高。成为现代工业控制三大支柱之一。PLC在当今条件下的主要应用是提高生产力，用于各个行业，今后会在我国得到全面的推广应用。

当今在国内温室控制系统还未有明确的国家标准，并且基本所有的温室控制系统对于所培养的植物都有很强的针对性。因此由于温室系统的参差不齐，执行结构各不相同，对比起来没有可对比性。还有就是我国目前缺乏与不同地区和气候相适应的温室温度自动控制软件，并且温室温度控制的成本过高，后期投资大，需要长期投入运行。并且对于温室控制比较单一没有多方位的角度考虑的系统，这样的话就无法对植物生长做出准确的判断。因而所产生的科研成果也会比较单一，对研究实质性突破不大。并且我国综合环境控制技术还不完善，目前仅是对于单一变量的调控对于多角度多环境而言，通常会因为某一变量的改变对其他变量造成影响，但植物的生长又不是由某一单一变量所影响的其是多种环境所共同作用的结果。因此现在需要对我国的植物生长的温室温度控制进行可控性的设计和对多种数据的测量其共同协调所得出数据的系统。

温室温度控制对于当下工业高速发展的情况下是很有必要进行研究的，在温室的条件下对于植物的生长我们需要对其进行实时监控并对其进行有效的监管措施，这样我们才可以对其进行其他的操作。对于今后的发展而言，温度控制是温室控制系统当中必不可少的一步。因为其意义在于它可以对其他的电机以及传感器提供数据，从而使其他设备可以正常运行。

1.2温室设计的主要内容

温室设计主要针对于当下高科技发展的前景下，对于温室及大棚等场景下不需要对植物的温度测量用人工手动去测量环境的温度。通过运用PLC程序以及组态等软件对实地环境进行系统设计，从而使温室温度或者其他数据可以展示出来并且可以实时对环境温度进行监控。设计主要是控制温度但是系统同时还可以对温室里的环境进行更改，例如对于温度和湿度我们可以利用热风电机和风冷电机对温度进行加热和降温，同时对于湿度可以用加湿电机对温室内的空气湿度进行水分的喷射，从而使植物得到生长所需的水分。

1.3 温室温度控制的实际意义以及应用推广

温室温度控制在当今农业发展的条件下，其实际意义主要表现在对于农业发展具有重大的影响。首先在农业研究方向，温度是最直接可以影响植物生长的条件，在不同温度条件下植物对于环境的感知不同所表达的生长状态也就不同，从而可以发现最适宜植物生长的温度以及搭配其他生长条件下温度对于植物生长的影响。例如在平时的大棚花卉育苗中温度传感器可以将数据提供给技术员，从而可以根据温度可以对花卉的花期进行比较精确的掌控，从而将产品投入市场，不光是对经济所带来的效益，同时还有对今后的科学研究提供一定的必要条件。而在农作物育苗方面，温度控制就更不可少，大多数农作物在发芽生长的时候需要一个恒定且持久的温度，这样植物细胞才会因为温度的催化从而发芽生长，在发芽之后温度控制更要更加精准。因为在后续的生长过程时种苗需要通过先知道温度和其他条件才可以对其是否可以进行种植进行判断。

　　本系统对于后续农业发展很强的可发展性，因此对于大面积需要进行育苗以及培育花卉的产品，温度控制是必不可少的，我们可以根据植物所需的条件来对其进行定制化服务。而且对于大型农业产品种植和培养有发展意义，一方面可以节省时间测量，二可以准确知道数据并且可以实时监控，对生产也提供更便利的条件。后续的推广可以在研究领域和农业市场进行。

温室温度控制系统其实并不局限于农业还可以与养殖业相合作，对于养殖场而言，例如对于家禽或者牲畜在条件允许的情况下可以对其幼崽进行温室培育。例如对鸡蛋或者鸭蛋等进行孵化培育，以及对于一些刚出生的小羊羔或者牛犊之类可以放在温室里面对其进行照顾。后续的推广可以在大型养殖场以及一些中型养殖场中进行推广与实验。这样一来一方面是可以对养殖户的产品进行保护培育，另一方面可以不需要人工看护对温度控制减少人力支出，可以产生更大的效益。

而基于ＰＬＣ的温室温度控制系统的应用对于工业的发展是有促进意义的，ＰＬＣ假如在温室系统中运用的话，其可以对温室系统当中的传感器进行充分发挥，并且ＰＬＣ可以进行端子排布，将温室系统程序化更方便快捷。同时ＰＬＣ的使用成本比较低，对于一般的企业或者工厂都是完全可以负担的起的，而且其在多种环境下的表现也比较令人满意，它的抗压，抗震使诸多用户对其放心。ＰＬＣ的程序可以搭载多种传感器同时工作对当下的环境进行一个比较系统的控制方案，对当下的环境实行一个可定制化的服务。

因此在我国以ＰＬＣ为基础的温室温度控制系统是一个趋势，其在未来的发展是不可限量的。虽然在目前看来我国的ＰＬＣ系统可控化智能化的程度不高，距离美国及部分欧美国家还是有一定差距的，但这些都是会在未来克服的。因此我们要大力发展ＰＬＣ系统的温室温度控制系统。

参考文献

（1）王国海：《可编程序控制器及其应用》、中国劳动社会保障出版社、 2007年4月第二版。

（2）程世刚：《现代温室环境控制》。

（3）《三菱变频器FR-E500使用手册》三菱电机株式会社。

（4) 余姚市长江温度仪表 CJLC-9007温湿度控制使用说明书。

（5) 殷洪义：《可编程序控制器选择设计与维护》