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连云港职业技术学院
毕 业 论 文
题 目: 基于 plc 的智能温室控制系统设
计
作 者: 学 号:
院 、系: 机电工程学院
专业班级:
指导教师:
2022 年 5 月 14 日
基于 plc 智能大棚温室控制的系统设计
摘要
随着全球工业的快速发展,农业温室大棚的智能控制已经成为我国农业的第
一大发展目标。温室内部绝大多数环境要素均实现了计算机化,此外,各类监测
传感器配置完备,例如,能够实时监测温室内外部环境的温湿度、二氧化碳浓度、
光照等数值,使得各级执行部门顺利实施自动控制。目前,国内温室已经在温湿
度、二氧化碳浓度等方面配备完整相应的设备、设施。本文基于 PLC 设计智能
大棚温室控制的系统,实现全方位的实时智能监控,为作物快速生长营造最优的
环境。
关键词;温室大棚;智能控制;PLC
目录
1 绪论............................................................................................................................1
1.1 课题目的和意义..............................................................................................1
1.2 研究背景..........................................................................................................1
1.3 国内外研究现状..............................................................................................2
1.3.1 国内研究现状........................................................................................2
1.3.2 国外研究现状........................................................................................4
1.4 课题内容..........................................................................................................5
2 系统总体设计方案....................................................................................................6
2.1 控制系统设计目标..........................................................................................6
2.2 控制方案..........................................................................................................6
3 控制系统的硬件设计................................................................................................8
3.1 系统的硬件组成..............................................................................................8
3.2 PLC 简介...........................................................................................................8
3.2.1 PLC 的产生和系统组成.........................................................................8
3.2.2 PLC 的工作原理.....................................................................................9
3.3 PLC 硬件电路设计...........................................................................................9
3.3.1 PLC 型号的选择.....................................................................................9
3.3.2 PLCI/O 地址分配表 ...............................................................................9
3.3.3 PLC 接线图...........................................................................................10
4 控制系统软件设计..................................................................................................11
4.1 程序设计思路................................................................................................11
4.2 程序设计图....................................................................................................11
5 仿真软件模拟设计..................................................................................................19
5.1 编程软件 STEP7-MICRO/WIN 概述...........................................................19
5.2 组态软件的设计过程....................................................................................19
5.2.1 组态软件概况......................................................................................19
5.2.2 组态软件的选择..................................................................................19
5.2.3 组态动画设计调试和运行..................................................................19
5.3 仿真动画模拟.................................................................................................22
总结..............................................................................................................................25
参考文献......................................................................................................................26
致谢..............................................................................................................................27
1 绪论
1.1 课题目的和意义
随着全球工业的快速发展,农业温室大棚的智能控制已经成为我国农业的第
一大发展目标。但是,在完全控制外界环境因素来对改变温室内的温度、湿度还
是比较困难的,这其中有很大的原因是因为这些总是需要人为的控制,不能完全
的脱离人为控制。而且我们每个环境因素对农作物的生长都非常重要,而且更要
准确无误的对温室内的各个环境参数非常敏感。现如今,我国新型温室内设已经
趋向于完善化,并且具备相对应的约束标准。温室内部绝大多数环境要素均实现
了计算机化,此外,各类监测传感器配置完备,例如,能够实时监测温室内外部
环境的温湿度、二氧化碳浓度、光照等数值,使得各级执行部门顺利实施自动控
制。计算机控制并非单一性、独立性的数字化系统,而是以系统为依托的人工智
能化监测控制。与此同时,目前,部分国家在基于自动化技术的基础上,向着无
人化、全自动化的方向摸索。
在目前的农作物种植设施中,大部分农村地区仍在使用自建竹棚。这种简单
的竹棚只能起到一定的保温隔热效果,更不用说合理充分的利用温度和湿度,而
且抵御自然环境的能力相对较差,面对突如其来的气象灾害也无能为力。即便对
于玻璃、塑料这一类的大棚,同样在控制、监测上或多或少缺少配套性的专业设
备、器件,因此,国内农业在现代智能化方面的建设力度仍旧不足。
我国农业发展未来势必要沿着现代化的路径发展。伴随着国家经济的快速发
展,目前,国内农业尤其是温室方面的研究普遍受到社会各界关注,由于在现代
化农业高效生产体系内,温室所发挥的作用已日渐显著,已经成为其中不可分割
的重点组分之一。现代农业核心点就是实时监测、控制环境方面影响作物生长的
各项要素指标,通过深度解析动态监测到的温室环境数据,联系作物生长特征,
控制关键环境要素,这是建设自动化温室的必要保障,智能化的生产模式能够驱
使作物实现高效化、高产量的目标。
所以,目前针对温室研发设计专项PLC监控系统极具应用价值。通过深入研
究传感器、PLC在编程上的控制器,本课题在综合运用西门子PLC、计算机技术的
基础上,最终开发建成了这款智能化温室监控系统。
1.2 研究背景
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文章君
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