基于plc控制的温室大棚自动控制系统设计(附件)【字数：10686】
摘 要温室大棚，又称暖房，是用来在不适宜植物生长的季节里，能对植物的栽培提供生育期和增加产量的设施。它能够改变农作物的生长环境，为农作物在外界恶劣的气候变化下，创造出适宜农作物生长的环境。随着种植业的发展，温室大棚种植已经越来越普及，温室大棚种植已经在农业种植中占了很大一部分的比重。在温室大棚控制系统中，对温室内的环境因子，例如温度，湿度及光照强度等的有效控制是实现农作物优质、高产及高效的关键环节。本论文主要介绍了基于PLC控制的温室大棚自动控制系统的设计方案。包括的信息采集部分，利用温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，对温室大棚内的温度、湿度以及光照强度进行数据采集，然后将测量值送入PLC中，与PLC中的设定值进行对比，在发出相应的指令控制外围设备，对温室大棚内的环境参数作适当的调整，从而实现了大棚控制的自动化、智能化控制。PLC作为一种新型的自动控制装置，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，并且并不需要太多的计算机知识，系统开发周期短，现场调试非常容易。PLC能够长时间连续工作，功能性很强，可靠性高。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性价比，非常适合用于温室大棚自动化控制的需求。
Key words: Greenhouse;PLC;Sensor;Control 目 录
第一章 绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2研究的目的与意义 1
1.2.1研究的目的 1
1.2.2解决的问题 2
1.3国内外研究现状 2
1.3.1国外的研究现状 2
1.3.2国内的研究现状 3
1.4研究的内容 4
第二章 温室大棚 5
2.1温室大棚的分类 5
2.2温室大棚的好处及发展 5
2.3温室大棚自动控制系统 6
第三章 温室大棚的硬件构成 7
3.1温室控制方案 7
3.2数据采集系统 7
3.2.1温湿度传感器 8
3.2.2光照度传感器 9
3.2.3CO2传感器 10
3.2.4土壤湿度传感器 11
3.3执行机构 11
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PLC配置 12
3.4.1PLC的I/O分配表 13
3.4.1PLC硬件接线图 14
3.5触摸屏 14
第四章 软件设计 16
4.1温度控制流程图 16
4.2光照度控制流程图 17
4.3CO2浓度控制流程图 19
4.4土壤湿度控制流程图 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪 论
1.1研究背景
现代人们的生活水平越来越高，相对的也提升了对农业的生产需求。因此农作物的生活环境也变得愈发重要起来。温室大棚的出现，满足了人们的需求，现在的很多蔬菜水果都是产自温室大棚里面的。可是在现阶段的难题就是，如何更有效的利用自动检测控制系统提高温室大棚的调节精度和农作物的生产效率，这里面的意义对我国的农业发展来说，十分的重要。
我国对农业的需求十分的庞大，是一个农业大国。然而农业生产的机械化、自动化、智能化技术十分的缺乏。农民从事农业生产与管理主要依靠体力、经验、传统工具和少数农业机械,一旦有缺乏经验的人从事农业生产，对环境的变化不熟悉，很有可能会造成损失。在“互联网+农业”时代,物联网技术与传统农业大棚系统结合起来,用传感器智能化显示，代替人们的肉眼感知,用专业的系统代替人的经验,温室大棚农业生产自动化控制就能够完美实现，从而提高农业生产效率。
PLC （可编程控制器）作为一种先进的工业控制计算机其应用非常广泛，再结合温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器及辅助的人机交互和通信技术，就能够有效的控制农作物生长所需的主要环境条件，这样有助于温室种植的发展，提高农业生产的经济效益[12]。
PLC可靠性高，通用性好，是一种先进的控制设备。而温室大棚温度控制系统对于控制稳定可靠性的十分的需求，PLC正好满足了这一点。在普通控制设备相对比，PLC的主要特点和优势有下面几点：（1）能耗较低、性价比高；（2）使用方便，编程简单；（3）可靠性高，稳定性强；（4）安装简单，维修方便；（5）设计施工周期短。考虑到PLC具有诸多的优点，所以设计出了基于PLC控制的大棚温度自动控制系统[1]。
1.2研究的目的与意义
1.2.1研究的目的
温室大棚可以改变植物的生长环境,一年四季的变化对植物的生长有很大的影响，阴雨天气、干旱等恶劣天气时有发生，但是温室大棚并不存在这些问题，为植物提供了良好的环境，能够调节农作物的产期、对农作物的生长有促进作用，还能够防止虫害提高农作物的产量。
1.2.2解决的问题
在能够采集温室大棚的温度、湿度等环境参数的基础上，将数据输送到PLC中，根据当前值和设定值的判断比较，通过PLC调节，能够将温室大棚内的温度、湿度自动稳定在设定值上，为植物的自然生长，提供一个良好的环境，希望以此来提高了反季节蔬菜自动化生产的水平和效率。这项技术对我国的温室大棚的发展价值重大，意义非凡。温室大棚系统必然会作为农业的发展方向，发展前景良好，因为这项技术可以将人们从繁重的农业劳动中解放，有效的降低农业生产成本，使农业走向高品质、高收益的方向！
1.3国内外研究现状
1.3.1国外的研究现状
农作物栽培生产不可或缺的一环就是温室，温度对植物的自然生长影响颇深。温室大棚为植物提供了良好的环境，能够调节农作物的产期、对农作物的生长有促进作用，还能够防止虫害提高农作物的产量。现代计算机技术已经发展成熟，智能控制理论也得以实现。近百年来，作为农业的重要组成部分的温室大棚这项技术的自动化控制和管理技术也随着时代的发展，不断地得以成长，世界各国都在研究发展这项有着深刻意义的农业技术。
在1974年，荷兰就已经开始将计算机作为温室气候控制的核心。目前，荷兰的玻璃温室全部由这种气候控制计算机操纵控制，并且可以同时控制各个温室单元，形成网络化的温室管理体系。在日本，温室园艺作为温室农业的主要组成部分，它的控制技术十分的发达，设施栽培面积广袤，在世界也能排在前列。自从1992年开始，韩国政府就一直在推进温室园艺的发展，甚至是当做重点事业。因此，韩国的温室发展很迅速，到了92年底，韩国带环境控制的现代化设施的面积占10％左右。
以色列的温室发展十分的可观，从80年代到90年代十年之间更新了三代。科学家成功开发了由计算机来控制，为温室供水，施肥，一系列的软件硬件相辅相成，构成了环境的自动化控制。并且，以色列依靠发达的现代化温室控制系统，在土壤十分贫瘠、灌溉水严重缺乏的半干旱地区也成功的种植出了农作物，创造了年产番茄20000kg/亩、 15000kg/亩的奇迹。英国农业部对温室发展也很重视，科学家们先后针对温室节能，温室自动控制，温室作物栽培与产后处理投入了很大的精力去研究。另外，国外温室正致力于如何把遥测技术、网络技术、控制局域网应用于温室的控制与管理中，这项工程十分庞大，科学家们还在慢慢的探索。
Key words: Greenhouse;PLC;Sensor;Control 目 录
第一章 绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2研究的目的与意义 1
1.2.1研究的目的 1
1.2.2解决的问题 2
1.3国内外研究现状 2
1.3.1国外的研究现状 2
1.3.2国内的研究现状 3
1.4研究的内容 4
第二章 温室大棚 5
2.1温室大棚的分类 5
2.2温室大棚的好处及发展 5
2.3温室大棚自动控制系统 6
第三章 温室大棚的硬件构成 7
3.1温室控制方案 7
3.2数据采集系统 7
3.2.1温湿度传感器 8
3.2.2光照度传感器 9
3.2.3CO2传感器 10
3.2.4土壤湿度传感器 11
3.3执行机构 11
3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
PLC配置 12
3.4.1PLC的I/O分配表 13
3.4.1PLC硬件接线图 14
3.5触摸屏 14
第四章 软件设计 16
4.1温度控制流程图 16
4.2光照度控制流程图 17
4.3CO2浓度控制流程图 19
4.4土壤湿度控制流程图 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪 论
1.1研究背景
现代人们的生活水平越来越高，相对的也提升了对农业的生产需求。因此农作物的生活环境也变得愈发重要起来。温室大棚的出现，满足了人们的需求，现在的很多蔬菜水果都是产自温室大棚里面的。可是在现阶段的难题就是，如何更有效的利用自动检测控制系统提高温室大棚的调节精度和农作物的生产效率，这里面的意义对我国的农业发展来说，十分的重要。
我国对农业的需求十分的庞大，是一个农业大国。然而农业生产的机械化、自动化、智能化技术十分的缺乏。农民从事农业生产与管理主要依靠体力、经验、传统工具和少数农业机械,一旦有缺乏经验的人从事农业生产，对环境的变化不熟悉，很有可能会造成损失。在“互联网+农业”时代,物联网技术与传统农业大棚系统结合起来,用传感器智能化显示，代替人们的肉眼感知,用专业的系统代替人的经验,温室大棚农业生产自动化控制就能够完美实现，从而提高农业生产效率。
PLC （可编程控制器）作为一种先进的工业控制计算机其应用非常广泛，再结合温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器及辅助的人机交互和通信技术，就能够有效的控制农作物生长所需的主要环境条件，这样有助于温室种植的发展，提高农业生产的经济效益[12]。
PLC可靠性高，通用性好，是一种先进的控制设备。而温室大棚温度控制系统对于控制稳定可靠性的十分的需求，PLC正好满足了这一点。在普通控制设备相对比，PLC的主要特点和优势有下面几点：（1）能耗较低、性价比高；（2）使用方便，编程简单；（3）可靠性高，稳定性强；（4）安装简单，维修方便；（5）设计施工周期短。考虑到PLC具有诸多的优点，所以设计出了基于PLC控制的大棚温度自动控制系统[1]。
1.2研究的目的与意义
1.2.1研究的目的
温室大棚可以改变植物的生长环境,一年四季的变化对植物的生长有很大的影响，阴雨天气、干旱等恶劣天气时有发生，但是温室大棚并不存在这些问题，为植物提供了良好的环境，能够调节农作物的产期、对农作物的生长有促进作用，还能够防止虫害提高农作物的产量。
1.2.2解决的问题
在能够采集温室大棚的温度、湿度等环境参数的基础上，将数据输送到PLC中，根据当前值和设定值的判断比较，通过PLC调节，能够将温室大棚内的温度、湿度自动稳定在设定值上，为植物的自然生长，提供一个良好的环境，希望以此来提高了反季节蔬菜自动化生产的水平和效率。这项技术对我国的温室大棚的发展价值重大，意义非凡。温室大棚系统必然会作为农业的发展方向，发展前景良好，因为这项技术可以将人们从繁重的农业劳动中解放，有效的降低农业生产成本，使农业走向高品质、高收益的方向！
1.3国内外研究现状
1.3.1国外的研究现状
农作物栽培生产不可或缺的一环就是温室，温度对植物的自然生长影响颇深。温室大棚为植物提供了良好的环境，能够调节农作物的产期、对农作物的生长有促进作用，还能够防止虫害提高农作物的产量。现代计算机技术已经发展成熟，智能控制理论也得以实现。近百年来，作为农业的重要组成部分的温室大棚这项技术的自动化控制和管理技术也随着时代的发展，不断地得以成长，世界各国都在研究发展这项有着深刻意义的农业技术。
在1974年，荷兰就已经开始将计算机作为温室气候控制的核心。目前，荷兰的玻璃温室全部由这种气候控制计算机操纵控制，并且可以同时控制各个温室单元，形成网络化的温室管理体系。在日本，温室园艺作为温室农业的主要组成部分，它的控制技术十分的发达，设施栽培面积广袤，在世界也能排在前列。自从1992年开始，韩国政府就一直在推进温室园艺的发展，甚至是当做重点事业。因此，韩国的温室发展很迅速，到了92年底，韩国带环境控制的现代化设施的面积占10％左右。
以色列的温室发展十分的可观，从80年代到90年代十年之间更新了三代。科学家成功开发了由计算机来控制，为温室供水，施肥，一系列的软件硬件相辅相成，构成了环境的自动化控制。并且，以色列依靠发达的现代化温室控制系统，在土壤十分贫瘠、灌溉水严重缺乏的半干旱地区也成功的种植出了农作物，创造了年产番茄20000kg/亩、 15000kg/亩的奇迹。英国农业部对温室发展也很重视，科学家们先后针对温室节能，温室自动控制，温室作物栽培与产后处理投入了很大的精力去研究。另外，国外温室正致力于如何把遥测技术、网络技术、控制局域网应用于温室的控制与管理中，这项工程十分庞大，科学家们还在慢慢的探索。
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