基于wincc的智能大棚的系统设计【字数：13474】
摘 要提到大棚，大家第一时间肯定想到的肯定是农业方面的相关知识，简单的理解，就是将农作物放入大棚进行种植，以免遭到自然灾害的侵蚀。但是大棚既然将农作物与外界隔离，我们便可以对大棚内的环境进行任意的更改，从而可以让各种各样的植物进行生存，同时能够控制固定的内部环境，从而增加农作物的产量和质量，因此如何高效的利用大棚将利益最大化是我国的一个研究方向。如何利用科学技术控制大棚内的环境也成为了重要的课题之一。本篇主要讲述了基于WinCC的智能大棚的系统设计方案，本文中主要讲述了将温度传感器、湿度传感器、光照传感器对大棚内部相应指标的检测，然后将所测得的数值传入PLC中，然后PLC再将所测得的值与设定的值进行比较，PLC再控制相应的驱动设备，来调整相应的数值，以让它到达允许范围内的值，从而实现了大棚智能化的控制，同时在此基础之上，利用人机交互界面能够进行实时的数据监测、数据记录、机器的运行状态等功能的显示。从而完整的实现智能大棚的监控。
Key words：Programmable Logic Controller(PLC);WinCC HumanMachine Interface (Touch Screen); Intelligent Control; Sensor; 目 录
第一章 绪论 1
1.1 大棚应用的背景及意义 1
1.2 大棚的发展现状 1
1.3 智能大棚所需要研究的内容 3
第二章 PLC与WinCC的介绍 5
2.1 PLC的介绍 5
2.2 WinCC的介绍 7
第三章 智能大棚系统的整体控制方案设计 9
3.1 智能大棚系统的设计要求 9
3.2 智能大棚系统的控制方案 9
3.3 智能大棚系统的工作原理 10
第四章 智能大棚系统中PLC的设计 14
4.1 PLC系统设计要求 14
4.2 PLC的选型与硬件配置 14
4.3 PLC的地址分配 16
4.4 智能大棚系统的硬件接线图 16
4.5 PLC的程序分析 24
4.6 PLC程序的写入 24
第五章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
智能大棚的WinCC人机界面的设计 25
5.1 WinCC画面设计 26
5.2 WinCC变量的建立 26
5.3 WinCC画面下载 27
5.4 系统的整体运行 27
结束语 31
致谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 大棚应用的背景及意义
在人们的生活中，最重要的就是衣食住行，缺一不可，其中大棚所应用的就是食，大棚是现代的一种栽培农作物的一种设施，大棚恒定了他里面的温度，同时可以使农作物不会受到大风大浪的侵蚀，同时也不会受到四季变化的干扰，为农作物提供了适宜的生长条件。
大棚环境是指农作物的生存空间的环境，它包括温度、湿度、光照度或者是二氧化碳等许多许多的因素构成的。而大棚的控制也是控制着升温、降温、加湿、减湿、通风、人工探灯照射等设备，使得大棚内部的环境达到人为可用的条件。从而使得一些农作物可以在不属于它的温度，季节及恶劣的环境下生存在大棚大棚中，同时可以使得农作物在稳定的人控环境下，达到生长发育迅速，产能产量大量提高的目的，现化的大棚中甚至可以通过计算机进行自动智能的控制着加湿、减湿、通风、人工探灯照射等设备的自动运行，可以彻底的抛开人为干扰，减少人工成本以及人员的浪费。从而使得经济效益达到更高的一个层次。
1.2 大棚的发展现状
就以目前农作物栽培的室内设施中，能按照国家标准装配的钢管型的塑料大棚以及玻璃的大棚仅仅只有所有全国范围内的大棚面积的相当一小部分，许多的农村以及偏远的山村都是采用自行搭建的竹制大棚或者是木条型的大棚，这类的大棚虽然能够起到一定的保温作用，但是对于比较精准的温度控制比较难，而且不能完全的隔绝户外的环境。同时工具简陋，对于突发的大型自然的灾害也不能很好的抵抗。其中装配了钢管型的塑料大棚以及玻璃的大棚也不是很好的应用于所有的情况，而且缺少统一的管理和调度，也缺少相关配套的专业型调控设备和检测装置，一些简单的温度和湿度的检测还需要人为的进行勘察与分析，十分的消耗人力物力，而且若出现机器故障，维修人员也需要一些时间到达故障设备处进行维修。在实际生活中的大棚具体应用如图11、图12所示；
图11 普通的蔬菜大棚的应用
图12 普通的智能大棚的应用
总而言之，国内的现代化农业领域特别是大棚大棚的智能化程度总体上还是处于相当落后的情况。虽然随着经济的不断发展，现代的工业化的设计已经可以赶超一些大部分的发达国家，但是在国内总体的科技水平还是比较落后的，特别是我国的农业化的研究和应用方便，如果农业能够迅速发展，对于其他领域也是一个更高的提升。
相对国内而言，西方发达地区的现代农业发现就比较的早了，早在1949年的时候，美国就借助了工业的一些设备对农业发展进行改造，建造了世界第一个人工气候型的大棚。随着计算机技术的不断快速发展，大棚也成为了当代农业设备的关键重要的组成，而且在现代社会的条件下自动控制技术和智能化自动管理技术的不断提高，大棚的发展在世界各地都有不错的发展。就现在而言，国外的大棚大棚的内部设施也发展到相对而言比较高的程度，并且形成了一定技术标准，从而达到合理的管控。大棚内的所有环境因素均由计算机控制，由各种各样的传感器分布在大棚的各个角落，然后通过计算机算法进行比较，从而达到对各种设备进行合理的控制，从而达到比较理想的效果。现代的计算机对于这一类自动化系统的控制已经不再属于简单化的、单一化的、单纯静态的数字控制，而是在PLC的智能自动控制的情况下，在相当一部分的进步国家实现自动化管理控制的前提下，已经基本上能够完全的向着无人控制化的先进方向进行着不断的创新和发展。
1.3 智能大棚所需要研究的内容
本篇的论文主要内容就是可编程控制器（PLC）技术加WinCC人机界面对传统的大棚进行智能改造，以PLC为控制器，将传感器测得的信号参数变送为420mA的信号送给S7200的模拟信号输入模块EM235，然后再通过PLC的收到的信号再与给定的信号进行分析比较，再控制相关的热风机、冷风机、遮阳帘、通风机、二氧化碳输入机、人工加热灯、通风窗、喷雾系统及蒸熏设备更改到设定的值的状态。所有机器的运行状态与测得的数据参数以及设定的数据参数，都可以通过WinCC的人机界面进行人工检测。从而达到对设备的检测与维护。
Key words：Programmable Logic Controller(PLC);WinCC HumanMachine Interface (Touch Screen); Intelligent Control; Sensor; 目 录
第一章 绪论 1
1.1 大棚应用的背景及意义 1
1.2 大棚的发展现状 1
1.3 智能大棚所需要研究的内容 3
第二章 PLC与WinCC的介绍 5
2.1 PLC的介绍 5
2.2 WinCC的介绍 7
第三章 智能大棚系统的整体控制方案设计 9
3.1 智能大棚系统的设计要求 9
3.2 智能大棚系统的控制方案 9
3.3 智能大棚系统的工作原理 10
第四章 智能大棚系统中PLC的设计 14
4.1 PLC系统设计要求 14
4.2 PLC的选型与硬件配置 14
4.3 PLC的地址分配 16
4.4 智能大棚系统的硬件接线图 16
4.5 PLC的程序分析 24
4.6 PLC程序的写入 24
第五章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
智能大棚的WinCC人机界面的设计 25
5.1 WinCC画面设计 26
5.2 WinCC变量的建立 26
5.3 WinCC画面下载 27
5.4 系统的整体运行 27
结束语 31
致谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 大棚应用的背景及意义
在人们的生活中，最重要的就是衣食住行，缺一不可，其中大棚所应用的就是食，大棚是现代的一种栽培农作物的一种设施，大棚恒定了他里面的温度，同时可以使农作物不会受到大风大浪的侵蚀，同时也不会受到四季变化的干扰，为农作物提供了适宜的生长条件。
大棚环境是指农作物的生存空间的环境，它包括温度、湿度、光照度或者是二氧化碳等许多许多的因素构成的。而大棚的控制也是控制着升温、降温、加湿、减湿、通风、人工探灯照射等设备，使得大棚内部的环境达到人为可用的条件。从而使得一些农作物可以在不属于它的温度，季节及恶劣的环境下生存在大棚大棚中，同时可以使得农作物在稳定的人控环境下，达到生长发育迅速，产能产量大量提高的目的，现化的大棚中甚至可以通过计算机进行自动智能的控制着加湿、减湿、通风、人工探灯照射等设备的自动运行，可以彻底的抛开人为干扰，减少人工成本以及人员的浪费。从而使得经济效益达到更高的一个层次。
1.2 大棚的发展现状
就以目前农作物栽培的室内设施中，能按照国家标准装配的钢管型的塑料大棚以及玻璃的大棚仅仅只有所有全国范围内的大棚面积的相当一小部分，许多的农村以及偏远的山村都是采用自行搭建的竹制大棚或者是木条型的大棚，这类的大棚虽然能够起到一定的保温作用，但是对于比较精准的温度控制比较难，而且不能完全的隔绝户外的环境。同时工具简陋，对于突发的大型自然的灾害也不能很好的抵抗。其中装配了钢管型的塑料大棚以及玻璃的大棚也不是很好的应用于所有的情况，而且缺少统一的管理和调度，也缺少相关配套的专业型调控设备和检测装置，一些简单的温度和湿度的检测还需要人为的进行勘察与分析，十分的消耗人力物力，而且若出现机器故障，维修人员也需要一些时间到达故障设备处进行维修。在实际生活中的大棚具体应用如图11、图12所示；
图11 普通的蔬菜大棚的应用
图12 普通的智能大棚的应用
总而言之，国内的现代化农业领域特别是大棚大棚的智能化程度总体上还是处于相当落后的情况。虽然随着经济的不断发展，现代的工业化的设计已经可以赶超一些大部分的发达国家，但是在国内总体的科技水平还是比较落后的，特别是我国的农业化的研究和应用方便，如果农业能够迅速发展，对于其他领域也是一个更高的提升。
相对国内而言，西方发达地区的现代农业发现就比较的早了，早在1949年的时候，美国就借助了工业的一些设备对农业发展进行改造，建造了世界第一个人工气候型的大棚。随着计算机技术的不断快速发展，大棚也成为了当代农业设备的关键重要的组成，而且在现代社会的条件下自动控制技术和智能化自动管理技术的不断提高，大棚的发展在世界各地都有不错的发展。就现在而言，国外的大棚大棚的内部设施也发展到相对而言比较高的程度，并且形成了一定技术标准，从而达到合理的管控。大棚内的所有环境因素均由计算机控制，由各种各样的传感器分布在大棚的各个角落，然后通过计算机算法进行比较，从而达到对各种设备进行合理的控制，从而达到比较理想的效果。现代的计算机对于这一类自动化系统的控制已经不再属于简单化的、单一化的、单纯静态的数字控制，而是在PLC的智能自动控制的情况下，在相当一部分的进步国家实现自动化管理控制的前提下，已经基本上能够完全的向着无人控制化的先进方向进行着不断的创新和发展。
1.3 智能大棚所需要研究的内容
本篇的论文主要内容就是可编程控制器（PLC）技术加WinCC人机界面对传统的大棚进行智能改造，以PLC为控制器，将传感器测得的信号参数变送为420mA的信号送给S7200的模拟信号输入模块EM235，然后再通过PLC的收到的信号再与给定的信号进行分析比较，再控制相关的热风机、冷风机、遮阳帘、通风机、二氧化碳输入机、人工加热灯、通风窗、喷雾系统及蒸熏设备更改到设定的值的状态。所有机器的运行状态与测得的数据参数以及设定的数据参数，都可以通过WinCC的人机界面进行人工检测。从而达到对设备的检测与维护。
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