【《基于plc的大棚温度控制系统设计》9300字（论文）】.docx

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1、4 .时变系统。在作物牛.长过程中的各个阶段，它们的光合作用，吸收热量和散热的量各不相同。因此，温室系统是个动态系统，其参数会随时间变化。5 .延时系统。由于外界的施加会对其造成影响，温室系统并不会马上就做出相应的响应，而只会在一定时间后做出响应。例如，在温室供暧的系统中，系统在进行供暖时，将热量传递到湿室里面的各个空间会需要很长时间的延迟，温度过高。6 .多变量藕合系统。温室系统是个需要多输入和多输出的系统系统多变量之间并不是互相独立各个子系统的控制回路彼此祸合在一起。对系统的任何一个目标进行控制，都会对其他目标的变化造成影响。简而言之，温室环境系统属于大型的并I1.笈杂的系统，要想去建立个

2、精确无误的控制模型是很难的。因为作物对环境的各种气候因素的要求并不是特别精确的,而是诸如作物温度的条件之类模糊的时间间隔，因为温度在一定时间段内处丁一定间隔，作物可能生长良好.因此，各种不需要精确控制各种参数.在温室气候控制因素中，最夷要的环境因素就是湿度和温度。传统控件可用于控制温度和湿度。该方法简单易行,但设置参数却比较困难。而II,仅在较小的控制范围内，调整后的参数的组合才具有更好的控制效果。因此，时这些类型的对象的控制，实现控制的效果并不是很理想。近年来提出的模糊控制不需要对设备的状态有准确的了解，而I1.具有比较好的动态响应性，快速增长的时间和较小的全置的优点。它被广泛应用于生产过程

3、控制和其他领域。2. 2温室系统控制的特性分析阻室系统可以为植物生长提供所需的最佳自然环境，并在不受外部影响的情况卜.实现作物的连续生.产。研究温室控制方法的基础是分析温室的牛.态特性。温室是个更杂的小气候环境。很多不确定因素都会使环境的内部的各种变量受到一定的影响。它的系统设置以及输入和输出信号会同时更改，环境的因素并不是相互孤立的，是互相联系的。因而，它具有亦线性，时变，跟踪还有多样性等这些特点。过去，在需要数学模型的建立时，尽管基丁上述特征考虑r许多影响温室效应的因素，但它们仅限于温室内部和外部简单的热辐射和热交换，并且几乎从不添加诸如散热和排热的因素。辐射到人体。为此,本论文全面介绍了

4、使用数学模型描述系统时需要考虑的相关因素，以使建模与实际生产情况更加相关.温室系统的数学模型，在分析系统的控制特性的基础上，定性地分析了系统的运行原理，量化了系统的运行，并确定了温室的结构，参数与运行之间的关系。环境控制系统，这是对系统的控制。算法的选择和实现提供了理论上的支持。先前的工作表明，不能完全掌握受控对象的结构和参数，或者难以建立精神的数学模型，而不能轻松，有效地获得系统控制器的结构和参数.因此，PID控制技术是最力.便和可用的。P1.D控制又称Pn）控制,具有结构简单，强度好,运行稳定，调整方便的特点。实际上，在农业控制领域.P1.D控制系统已成为种方便有效的控制方法，在满足作物所

5、需的生长条件（例如温度）方面发挥着重要作用。但是，在过去的农业领域中，P1.D控制主要使用传统的参数设定，其控制效果不理想。在以下小节中，本文根据温室控制特性改进了P1.D安装方法。2.3基于改进遗传算法的温室系统P1D控制通过以上各章的分析，温室是类第一级系统，具有比例环和延迟环。P1.D调节器连接到串行前向通道，以发挥串行校正的作用.湿室P1.D控制参数参数是控制系统设计的核心。合理选择P1.D参数决定了管理系统的速度，准确性和稳定性。PD参数是根据受控过程中的系统特性参数定义的。如今，在温室中设置PID控制参数通常主要使用经验方法，例如ZN方法。的确，常规温室P1.D控制参数的设置方法简

6、单方便，但往往要依*经验，时间长，容易受到冲击，克服困难，不能及时改变产量“实时输出，不理想,为r满足实时控制的要求，提而系统的性能，提出了温室的P1.D控制，并在遗传算法的基础上进行了改进。第3章温室系统总体方案设计和硬件组成在对前一章温室控制原理进行分析的基础上，给出了智能温室的完整设置。为了使总体规划和设备设计更符合农业牛产的要求，在设计之前必须考虑控制设海和推进力的管理策略和方法。3.1 温室系统控制对象分析为了研究通空微环境的控制，有必要/解温空微环境的机理.农业大棚智能温室控制系统要实现的主要功能是：实时接收温室中土壤的湿度、空气的温度、空气的湿度、C02浓度及光照度等环境参数2,

7、并将这些参数与适宜农作物生长的环境参数区间值进行比较判断，然后发出控制指令使相应的电气设备启动或停止，进行相应的环境参数调整，实现温室环境参数智能控制，使农作物始终在最适宜的环境中生长。1.温度环境分析作物生长生存的主要前提就是温度.其水平直接影响体内生命旅的活性，这在生命的各种化学反应的顺利发展中是至关歪要的一步。对作物生长的最大影响是“三茎温度”，即最低温度，最高温度和最佳温度。在最佳温度条件下，农作物生长最快。当超过最低和最高温度时，它会缓慢上升，甚至危及生命.植物对不同物候节点的“三个基点温度”有不同的要求。通常，生长期的茎温高于休眠期的茎温，这促进了植物光合作用和呼吸的协调，从而减少

8、了植物的生长。有机物的分解和有机物合成的改进。温度变化对植物的影响也反映在昼夜温差之间。昼夜温度的周期性变化促进了植物的出芽和开花，并在一定程度上促进了收获果实的产量和质量0通常，应将物候和昼夜因素添加到温室设计中，以使温军控制更加详细和有效。2 .湿度环境分析无论是哪种植物，都需耍水作为生活活动的溶剂，植物的摄水量都取决下大棚温室内的湿度。如果湿度太高，则会损害植物的呼吸作用和蒸腭，影响水和养分的吸收，其生长发育会减慢，很容易导致缺氧甚至死亡：即使湿度很低，植物细胞也会拜放水分以使身体健康。跳水会导致叶子菱缩。作物所需的水在生长时期的不同阶段都会有很大的不同。在皮疹阶段，大量的水被用来氧化和

9、分散有机物。总的来说，农作物需要不断补充水分以满足不断增长的需求.在苗期，植物的根系非常不发达，需要而湿度以防止干不收获后，应在管理期间和管理期间节省些水分，以使植物无法通过呼吸快速吸收有机物,也不能因缺水而变干。，这不会促进销售“设计温室时，清考虑湿度因子配置在作物加工和发育阶段的过程。3 .光环境分析植物光合作用的光源是太阳辐射，太阳辐射的强度和光谱对作物的生长具有至关重要的作用。光照条件随地理因素（例如海拔高度，坡度方向等）而变化。至于这种温室的设计，一年四季中更季的光照强度变大大高丁冬季，夏季长，夜晚短，冬季短。晚上很长。另外，由于禁忌的质量，到达地面的光谱通常由可见光主导。由于温室的

10、上述自然条件，季节不同，温室受到的太阳梅射也不同，这也改变了植物的生理作用。例如，植物的光合作用通常与光强度密切相关。随着光强度的增加，光合作用的速率增加，但是在达到光强度的点后，光的强度增加并且光合作用的速率没有增加，因此不能继续有机物的最佳枳累。该光谱还会影响到植物组织的发育和果实的品痂。在设计温室时，除了分析上述温室的光照环境外，还应考虑控制光照效应的季节性变化.4 .气体环境分析二氧化碳的主要作用反映在光合作用的原料中，二氧化碳的浓度类似于光，并具有补偿点。在补偿点以下，C02浓度的升面将显若提高光合作用的速率。当发生饱和时，C02浓度的增加将不再增加光合作用，而是随着时间的推移而减少

11、。植物中所含的二氧化碳浓度过高将导致叶孔关闭，呼吸减弱，甚至中毒也会导致虚弱。因此，无论控制状态和方案如何，都应聘C02浓度跟其他因素一起定义为首要因素、通过对上述温室小气候环境因素的分析，得出了适合我国地理条件的农作物生产过程的特征，为进一步研究控制制度和策略铺平了道路“3. 2温度系统控制模式根据上一节中的温室控制设施分析，种植好作物不仅需要根据作物的生长和变化F动或自动调推温室，而且温室还可以根据实际和区域性在宏观层面推合各种因素.特性：给出f法规的参考。因此，在该系统的设计中添加/四种类型的控制模式方案.（1）工艺模式应根据植物生长所需耍的因素来确定温室控制系统的控制要求，并应充分考虑

12、温室生产技术。现金种植的主要技术过程包括播种，加速，栽培，苗圃和栽培，包装和存储等。植物在不同过程中所需的温度，湿度和光与二氧化碳和其他条件不同。例如，发芽通常需要低光照，恒定温度和恒定湿度（相对湿度为95%到100%）,农作物收割后需要将大棚内温度控制在4到5C,相对湿度接近100%。，一年四季都保持不变.依据农作物不同加工时段的要求，开发出四种栽培的模式，并首先为每种模式指定了环境参数作为系统的推荐值。在各种模式卜,，用户还可以根据特定区域性调整相应的设置。（2）季节模式江苏属亚热带季风气候，降雨充足。年降水量1200亳米。四个季节脱颖而出。年平均温度15.4C.年最高极端温度39.7C,

13、最低T3.1Ce雨季，雨季，受季炎热干燥阴凉：冬季寒冷干燥。此外，该地区存季和秋季短，冬季和受季长，冬季和夏季之间存在明显的温差。考虑到江苏的区域气候和温室植物的特点，冬季要在低湿下连续供热，有必要使用电锅炉将温度控制在5-25C,并在夜间关闭隔热屏，应使用在夏天。定制窗帘湿窗系统和侧窗装置。季节性模式可以由工作人员直接选择，或者可以根据作物生长要求灵活地更改每个季节性模式中的参数值。（3）白昼模式湿室作物日活动己经改变，需要适当的样本来分别斛决环境因素。该系统采用白天和夜晚两种正常的温室模式，操作员可以根据实际农作物的白天和夜晚的实际生产需求来调整系统控制设置，以使温室在指定的框架内自动运行

14、。（4）手动（自动）模式该系统具有手动和自动控制模式。通过在这两者之间进行切换，可以实时控制系统并进行手动预控制，这不仅提高了系统的自动化水平和效率，而I1.还加强了人员对系统的监惇和管理。该模式可以通过监视室中的主机进行远程控制。3.3温室系统控制的方法3.3.1温度控制方法当温度低于设定温度时，温度传感器会检测当前的大气温度.P1.根据程序运行，并通过一系列电磁阀命令输出点运行电锅炉。通过水加热循环进行加热和加热。水流入温室的所有部分：热网接触器同时工作，热网关闭并预热。当温度高于设定温度值时，当前大气温度检测温度传感耦，根据P1.C程序，命令出口点动作，根据电磁阀的动作做一个湿帘，湿帘通

15、过水循环系统：同时，风扇继电器和开窗系统接触器被激活，遮阳帘和侧窗打开。3.3.2光照控制策略和方法当照度值低于设定照度值时，照度传感器会检测环境光的当前强度，P1.C会依据程序命令输出点起作用，从而激活继电系统光，并注入补光。上。当光线大于照度的设定值时，光线传感器会检测环境光线的当前强度，P1.C会根据程序指示输出点起作用，从而作用于遮光屏系统接触器和阴影屏幕打开。3.4温室系统总体方案设计根据室内放置的室温，光线，湿度，碳传感器和变送器收集的数据，通过温室主控制器P1.C对系统进行处理，然后将P1.C与系统和执行装置设置的参数进行比较被激活。RS485通过DCS总线通过总线连接到各种温室

16、，并与计算机开销进行通信以交换信息，从而使用户可以防止温室环境受到人机交互的影响。在总体结构上，根据主侬背景和区域特征计算并选择主控制计算机，检查原件和执行器的设计。第4章温室系统软件设4.1温室系统P1.C控制设计路级在完成了该系统温室设备的设计和设备选型后，根据管理系统的规模，采用P1.C控制指令系统和编程方法完成了农业自动化控制任务。但是，旦无法确定可控时象和可控执行器来独立编译Pir软件，则与电子系统原理图的协作就变得更加必要。4.2温室系统下位机控制需求在温室控制系统中，P1.C主要负贵购买和处理传感涔数据，并根据控制算法的要求进行操作。根据系统操作和设备要求，对下位机设置以下要求：（1）根据智能算法即改进遗传莫法荻得的参数，进行温度控制系统P1.D（2）它可以实现湿帘水泵,洒水灌溉