計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)-- 蔬菜溫室環(huán)境測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　課程名稱 機(jī)械計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目名稱 蔬菜溫室環(huán)境測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院</p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>

2、　　學(xué) 號 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 _ _</p><p>　　2014 年 1 月 8 日</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　引

3、言……………………………………………………………………………………… 1</p><p>　　1 研究背景…………………………………………………………………… 1</p><p>　　1.1研究的目的及意義……………………………………………………………2</p><p>　　2 系統(tǒng)概述……………………………………………………………………… 2</p>

4、;<p>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………………… 2</p><p>　　2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 2</p><p>　　2.3 系統(tǒng)工作原理……………………………………………………………… 7</p><p>　　2.4 溫濕度傳感器………………………………………………………

5、……… 8</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 9</p><p>　　3.1 PLC簡介……………………………………………………………………… 9</p><p>　　3.2 總線簡介…………………………………………………………………… 9</p><p>　　3.3 電磁閥………………

6、…………………………………………………… 9</p><p>　　3.4濕度傳感器………………………………………………………………… 13</p><p>　　3.5溫度傳感器……………………………………………………………… 14</p><p>　　3.6報警系統(tǒng)……………………………………………………………… 14</p><p>　　4

7、 系統(tǒng)主電路……………………………………………………………… 14</p><p>　　結(jié)論 ………………………………………………………………………… 21</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 22</p><p><b>　　引言</b></p><p><b&

8、gt;　　1 研究背景</b></p><p>　　我國的設(shè)施園藝絕大部分用于蔬菜生產(chǎn)。８０年代以來，溫室、大棚蔬菜的種植面積連年增加。目前的栽培設(shè)施中，有國家標(biāo)準(zhǔn)的裝配式鋼管塑料大棚和玻璃溫室僅占設(shè)施栽培面積的少部分，大多數(shù)的農(nóng)村仍然采用自行建造的簡單低廉的竹木大小棚，只能起到一定的保溫作用，根本談不上對溫光水氣養(yǎng)分等環(huán)境條件的調(diào)控，抗自然環(huán)境的能力極差。即使那些數(shù)量不多的裝配式塑料大棚和玻璃溫室

9、也缺乏配套的調(diào)控設(shè)備和儀器，主要依靠經(jīng)驗(yàn)和單因子定性調(diào)控，設(shè)施栽培的智能化程度非常低。</p><p>　　我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，以超時令、反季節(jié)生產(chǎn)的設(shè)施園藝作物的發(fā)展為主，且發(fā)展迅猛。1997年設(shè)施園藝作物栽培面積達(dá)86.7萬公頃，較80年代初期的栽培面積增長了128 倍，人均設(shè)施蔬菜占有量1996～1997年為33公斤，較1980～1981年人均設(shè)施蔬菜占有量增長了近164倍。2001年，我國設(shè)施園藝面積將突

10、破100萬公頃，全國設(shè)施蔬菜人均占有量將達(dá)到40公斤。</p><p>　　塑料大棚、中棚及日光溫室為我國主要的設(shè)施結(jié)構(gòu)類型。其中能充分利用太陽光熱資源、節(jié)約燃煤、減少環(huán)境污染的日光溫室為我國所特有。1997年我國日光溫室面 積已超過近16.7萬公頃。由農(nóng)業(yè)部聯(lián)合有關(guān)部門試驗(yàn)推廣的新一代節(jié)能型日光溫室,每年每畝可節(jié)約燃煤約20噸。采用單層薄膜或雙層沖氣薄膜、PC板、玻璃為覆蓋材料 的大型現(xiàn)代化連棟溫室，具有土地利

11、用率高、環(huán)境控制自動化程度高和便于機(jī)械化操作等特點(diǎn)，自1995年以來，呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展之勢，目前全國共有大型溫室面積200 公頃，其中自日本、荷蘭、以色列、美國等國家引進(jìn)的溫室面積達(dá)140公頃。</p><p>　　我國設(shè)施農(nóng)業(yè)目前還存在著諸如土地利用率低、盲目引進(jìn)溫室、設(shè)施結(jié)構(gòu)不合理、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、運(yùn)營管理費(fèi)用高、管理技術(shù)水平低、勞動生產(chǎn)率低及單位面積產(chǎn)量低 等諸多問題，但隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)

12、的發(fā)展將向著地域化、節(jié)能化、專業(yè)化發(fā)展，向著高科技、自動化、機(jī)械化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的工廠型農(nóng)業(yè) 發(fā)展，為社會提供更加豐富的無污染、安全、優(yōu)質(zhì)的綠色健康食品。</p><p>　　1.1研究的目的及意義</p><p>　　溫室的作用是用來改變植物的生長環(huán)境 ,避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L的不利影響 ,為植物生長創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為主要結(jié)構(gòu)材料 ,它可以在

13、冬季或其他不適宜植物露地生長的季節(jié)栽培植物 ,從而達(dá)到對農(nóng)作物調(diào)節(jié)產(chǎn)期、促進(jìn)生長發(fā)育、防治病蟲害及提高產(chǎn)量的目的。溫室環(huán)境指的是作物在地面上的生長空間 ,它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構(gòu)成的。溫室控制主要是控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)與光照。</p><p>　　雖然有些溫室也安裝有各種加熱、加濕、通風(fēng)和降溫的設(shè)備 ,但其主要操作大多仍是由人工來完成的當(dāng)溫室面積較大或數(shù)量較多時 ,操作人員的勞動強(qiáng)度很

14、大 ,而且也無法達(dá)到對溫濕度的準(zhǔn)確控制。本文介紹一種基于PLC和數(shù)字式溫濕度傳感器的溫室控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)溫濕度的自動測量和調(diào)節(jié) ,大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，采用噴灌系統(tǒng)作為改變溫室濕度環(huán)境的方法節(jié)約了水資源。充分利用太陽能節(jié)約了能源。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)</p>&

15、lt;p>　　溫室的作用是用來改變植物的生長環(huán)境 ,避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L的不利影響 ,為植物生長創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為主要結(jié)構(gòu)材料 ,它可以在冬季或其他不適宜植物露地生長的季節(jié)栽培植物 ,從而達(dá)到對農(nóng)作物調(diào)節(jié)產(chǎn)期、促進(jìn)生長發(fā)育、防治病蟲害及提高產(chǎn)量的目的。溫室環(huán)境指的是作物在地面上的生長空間 ,它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構(gòu)成的。溫室控制主要是控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)與光

16、照。灌溉系統(tǒng)采用電磁閥控制的噴灌系統(tǒng)的方式，節(jié)約了水源，溫度調(diào)節(jié)主要有遮陰簾風(fēng)機(jī)的動作來解決。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 PLC的選擇</p><p>　　由于德國 SIEMENS系列產(chǎn)品具有功能強(qiáng)大、可靠靈活等特點(diǎn) ,從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體性、一致性出發(fā) ,考慮到經(jīng)濟(jì)性、功能性等各方面的原因 ,我們選用西門子公司的產(chǎn)品

17、 ,以最優(yōu)的性能/價格比進(jìn)行系統(tǒng)的配置。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)的單獨(dú)調(diào)控 ,通過通訊網(wǎng)絡(luò)由總控室進(jìn)行統(tǒng)一的管理 ,便于實(shí)現(xiàn)群控化控制。系統(tǒng)配置上各個子系統(tǒng)選擇了 SIEMENS系列的 S7 - 215 PLC,這是因?yàn)樵?00 系列 PLC中 ,只有215具有 Profibus- DP口 ,可以聯(lián)到 Profibus上進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。S7 - 215 本機(jī) 14 個輸入點(diǎn)和 10 個輸出點(diǎn) ,內(nèi)存 13K字節(jié)。擴(kuò)展模塊 EM231

18、可以實(shí)現(xiàn) 3 路模擬量輸入的 A/D 轉(zhuǎn)換 ,EM235 實(shí)現(xiàn) 3 路模擬量輸入的A/D 轉(zhuǎn)換 1 路模擬量輸出的D/A 轉(zhuǎn)換 ,可以根據(jù)需要方便地進(jìn)行功能的擴(kuò)展。另外調(diào)整相應(yīng)系統(tǒng)的硬件設(shè)備或者對應(yīng)的用戶子程序,可以方便地改變對參數(shù)的設(shè)置。系統(tǒng)通過開關(guān)量傳感器、模擬量傳感器對溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照等進(jìn)行檢測。通過D/A通道要實(shí)現(xiàn)對各種執(zhí)行和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制,以及各種環(huán)境設(shè)備的啟停和電機(jī)等設(shè)備的保護(hù)</p><p>

19、;　　圖2.1 系統(tǒng)組成框圖</p><p>　　2.2.2 軟件和動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　軟件部分主要完成對各個子系統(tǒng)的控制 ,并集成有模糊控制算法 ,可以根據(jù)參數(shù)設(shè)定值達(dá)到對環(huán)境參數(shù)的精確控制 ,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、通訊和監(jiān)控執(zhí)行機(jī)構(gòu)等功能。動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用西門子的視窗控制中心 —SIMATIC WincCC,它是一種可視化的人機(jī)界面 ,可以很容易地

20、結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和用戶程序生成人 - 機(jī)界面 ,準(zhǔn)確地滿足實(shí)際要求。SIMATIC WinCC的組成包括計(jì)算機(jī)(Computer) 、標(biāo)簽管理(TagManagement) 、數(shù)據(jù)類型(Data Type)和編輯器(Editor)幾個部分。動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時檢測溫室內(nèi)各種環(huán)境參數(shù)的瞬時值和動態(tài)顯示他們的變化趨勢 ,同時每隔一定時間間隔對采集值進(jìn)行存儲以提供數(shù)據(jù)報表 ,同時將其保留在歷史數(shù)據(jù)庫中供作物栽培者日后進(jìn)行檢查。</p>

21、<p>　　2.2.3 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對整個溫室運(yùn)做的信線,RXD(收) 、TXD(發(fā)) 、GND(地) 。選用可保證波特率在9 600 bps時 ,通信距離可達(dá)到112 km。設(shè)計(jì)采用主從方式管理 ,主機(jī)通過RS- 232/ RS485通信接口轉(zhuǎn)換器完成信號之間的轉(zhuǎn)換 ,從機(jī)采用 MAX485 接口可以實(shí)現(xiàn)RS/485 與 TTL 電平的轉(zhuǎn)換。信號通信程序分為初始

22、化、接收和發(fā)送三個部分。本設(shè)計(jì)中所選 PLC都是 SIEMENS的產(chǎn)品 ,本身都集成了 PROFIBUS接口 ,可以方便可靠的連接成一個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。本機(jī)主站和從站的分配情況如下: ①在本系統(tǒng)中選用了帶有Profibus接口的 S7 - 315 為主站 ,它為每一個站點(diǎn)分配一個地址 ,在預(yù)定的信息周期內(nèi)與分散的站點(diǎn)交換信息。②本系統(tǒng)中總控室的上位 PC機(jī)屬于第二類主站 ,選用帶 PROFIBUS - DP 網(wǎng)卡(CP5611) 接口的工

23、控機(jī)。③從站為各個子系統(tǒng)的 S7 - 215。④PLC與 PC之間的通訊 ,二者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ,各站周期性地交換 1 字節(jié)數(shù)據(jù)。主站發(fā)送命令信息 ,從站上通過DP - RECV(read) ,調(diào)用DP - RECV 功</p><p>　　1 PLC與上位機(jī)的通訊協(xié)議 </p><p>　　通訊協(xié)議包括兩方面的內(nèi)容：一是通訊接口；二是通訊方式。PLC 與上位機(jī)一般采用 RS-232Ｃ接口

24、的異步串行通訊方式。CQM1 的 CPU 單元本身帶有RS-232Ｃ接口,可直接使用該端口與上位機(jī)進(jìn)行RC-232Ｃ串行通訊。通訊方式有兩種:一種是上位機(jī)始終具有初始傳送優(yōu)先權(quán),所有的通訊均由上位機(jī)來啟動，CQM1 總是處于被動狀態(tài)；另一種是 PLC 具有優(yōu)先權(quán),命令由 PLC 發(fā)送至上位機(jī)。筆者設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)采用的是第一種通訊方式。 PLC 與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊是以“幀”為單位進(jìn)行的，幀的格式如圖 2.2 和圖 2.3 所示。命令幀由上

25、位機(jī)發(fā)送給 PLC，響應(yīng)幀為 PLC 接收到命令幀后自動向上位機(jī)發(fā)送的應(yīng)答信號。</p><p>　　圖2.2 命脈令幀</p><p><b>　　圖2.3 響應(yīng)幀</b></p><p><b>　　2 通訊過程 </b></p><p>　　通訊開始，先由上位計(jì)算機(jī)對 PLC 發(fā)出一串字

26、符的測試幀命令。在幀的傳送格式中，“@”為起始符；節(jié)點(diǎn)號為 PLC 的編號,用于標(biāo)識和上位機(jī)通訊的PLC，由 PLC 中 DM6648 設(shè)定。在這個溫室環(huán)境檢測控制系統(tǒng)中，只有一個下位 PLC，其節(jié)點(diǎn)號為 00;標(biāo)題碼為一個 2 字符的命令代碼,用來標(biāo)明幀的功能。例如 RD、WD 分別為讀、寫 DM 數(shù)據(jù)區(qū)的標(biāo)題碼FCS 為一個 2 字符的幀檢查次序代碼，即從幀起始位@到幀數(shù)據(jù)結(jié)束（FCS 前）之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行“異或運(yùn)算的結(jié)果，用來檢查幀

27、的傳送結(jié)果。例如，計(jì)算機(jī)發(fā)送一命令幀@00RR00?0143 CR，幀中 43 為 FCS的值，它是由命令幀中@、0、0、R、R、0、0?1 分別轉(zhuǎn)化為 ASCⅡ碼,再轉(zhuǎn)化為 8 位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行“異或”運(yùn)算后轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制的結(jié)果；CR 表示幀結(jié)束響應(yīng)幀中結(jié)束代碼為“00”，標(biāo)明通訊有效。 為充分利用上位機(jī) CPU 的時間，可使上位機(jī)與PLC 并行工作,在上位機(jī)等待 PLC 回答信號的同時，使 CPU 處理其它任務(wù)或線程。某 PLC 在接

28、到上位機(jī)的一個完整幀以后，首先判斷是不是自己的代號，若不是，就不予理睬；若</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　系統(tǒng)由溫濕度傳感器、PLC系統(tǒng) (含鍵盤和液晶顯示 )、加熱設(shè)備和加濕設(shè)備幾部分組成。整個系統(tǒng)的工作原理圖如圖 2.4所示。</p><p>　　圖2.4 系統(tǒng)工作原理圖</p><p>　　該溫室控

29、制系統(tǒng)是利用 PLC把傳感器采集的有關(guān)參數(shù) (如溫度、濕度 )轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并把這些數(shù)據(jù)暫存起來 ,與給定值進(jìn)行比較 ,經(jīng)一定的控制算法后 ,給出相應(yīng)的控制信號進(jìn)行控制。系統(tǒng)還可以經(jīng)過串行通信接口將數(shù)據(jù)送至上位機(jī) ,從而完成數(shù)據(jù)管理、智能決策、歷史資料統(tǒng)計(jì)分析等更為強(qiáng)大的功能 ,并可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、編輯、存儲及打印輸出。傳感器把與生物有關(guān)的參量 (溫度、濕度等 )轉(zhuǎn)換為電壓信號 ,經(jīng)運(yùn)算放大器組成的信號處理電路變換成壓頻轉(zhuǎn)換器 (V

30、/F)需要的電壓信號。其中溫度傳感器的輸出電流與絕對溫度成正比 ,且具有溫度響應(yīng)快、線性度好及高阻抗電流輸出等特點(diǎn) ,適于長距離傳輸 ,可把 - 5～55 ℃的溫度轉(zhuǎn)換成 1～4 V的電壓;測濕調(diào)理電路是將濕度傳感器測試到的10 %～90 %的相對濕度轉(zhuǎn)換成 4～20 mA的電流輸出信號。溫室控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括風(fēng)機(jī)、氣泵、水簾、遮陰簾、電磁閥等設(shè)備。系統(tǒng)工作時 , PLC通過溫濕度傳感器來測量溫室內(nèi)的溫濕度并與設(shè)定值相比較 ,如果溫

31、室內(nèi)的溫度或濕度超出了設(shè)定范圍的上下限值 , PLC就輸出指令 ,控制接通相應(yīng)的設(shè)備;當(dāng)溫室的溫度和濕度都在范圍</p><p>　　圖2.5 系統(tǒng)工作流程圖</p><p>　　2.4 溫濕度傳感器</p><p>　　溫濕度傳感器采用芬蘭維薩拉公司生產(chǎn)的溫濕度傳感器 ,型號是 HMW 40Y。此傳感器具有測量精度高、響應(yīng)時間短、對環(huán)境要求低、易于安裝等特點(diǎn)。

32、其主要性能指標(biāo)如下:</p><p>　　濕度: 10 %～90 %RH</p><p>　　溫度: - 5～55 ℃</p><p>　　測量精度: ±3 %RH/ ±0. 3 ℃</p><p>　　輸出信號: 4～20 mA</p><p>　　3. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p>&

33、lt;p>　　3.1 PLC簡介</p><p>　　S7-200系列PLC可以滿足多樣化的控制要求，由于具有緊湊的設(shè)計(jì)，良好的擴(kuò)展性，低廉的價格以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使得可以近乎完美的滿足小規(guī)?？刂埔蟆7200 PLC是德國西門子公司生產(chǎn)的一種超小型PLC。</p><p>　　3.1.1 S7-200系列PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p><b&g

34、t;　　1 基本單元</b></p><p>　　基本單元有時又稱CPU模塊，也有時成主機(jī)或本機(jī)，它包括CPU，存儲器，基本輸入輸出點(diǎn)和電源等，時PLC的主要部分。</p><p><b>　　2 擴(kuò)展單元</b></p><p>　　當(dāng)主機(jī)I/O數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時，用戶可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種I/O模塊，所能連接的擴(kuò)展單元數(shù)

35、量和實(shí)際所能使用的I/O點(diǎn)數(shù)是有多種因素共同決定的。</p><p><b>　　3 特殊功能模塊</b></p><p>　　當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，可與s7-200主機(jī)相聯(lián)，以完成某種特殊的控制任務(wù)的一種裝置。</p><p><b>　　4相關(guān)設(shè)備</b></p><p>　　主要

36、有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。</p><p><b>　　5工業(yè)軟件</b></p><p>　　工業(yè)軟件是為了更好地管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序，它主要由標(biāo)準(zhǔn)工具、運(yùn)行軟件、和人機(jī)接口等幾大類構(gòu)成。</p><p><b>　　3.2 總線簡介</b></p><p>　

37、　3.2.1 總線定義：</p><p>　　是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題 。</p><p><b>　　多種現(xiàn)場總線并存 </b></p><p>　　目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)

38、場總線，如法國的FIP，英國的ERA，德國西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART等等。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線占有８０％左右的市場。</p><p>　　

39、3.2.2 PROFIBUS總線</p><p>　　DP用于分散外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于加工自動化領(lǐng)域。FMS適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關(guān)等。PA用于過程自動化的總線類型，服從IEC1158－２標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS支持主-從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。PROFIBUS的傳輸速率為9.6Kbit/s至12Mbit/s，最大傳輸距離在9.6Kbit/s下為1200m，在

40、12Mbit/s小為200m，可采用中繼器延長至10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接127個站點(diǎn)。</p><p>　　3.3 電磁閥的簡介</p><p>　　3.3.1 電磁閥簡介</p><p>　　電磁閥是用來控制流體的方向的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用于機(jī)械控制和工業(yè)閥門上面，對介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到對閥門開關(guān)的控制?！　‰姶砰y常與

41、空氣過濾器，回信器相連接叫氣動三聯(lián)件 </p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞

42、又帶動活塞桿，活塞竿帶動機(jī)械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動。 </p><p>　　3.4 濕度傳感器</p><p><b>　　1．選擇測量范圍</b></p><p>　　和測量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程(0-100％RH)測量。在當(dāng)今的信息

43、時代，傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制拄術(shù)緊密結(jié)合著。測量的目的在于控制，測量范圍與控制范圍合稱使用范圍。當(dāng)然，對不需要搞測控系統(tǒng)的應(yīng)用者來說，直接選擇通用型濕度儀就可以了。用戶根據(jù)需要向傳感器生產(chǎn)廠提出測量范圍，生產(chǎn)廠優(yōu)先保證用戶在使用范圍內(nèi)傳感器的性能穩(wěn)定一致，求得合理的性能價格比，對雙方來講是一件相得益彰的事情。</p><p><b>　　2、選擇測量精度</b></p>

44、<p>　　和測量范圍一樣，測量精度同是傳感器最重要的指標(biāo)。每提高—個百分點(diǎn)．對傳感器來說就是上一個臺階，甚至是上一個檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價也相差甚遠(yuǎn)。例如進(jìn)口的1只廉價的濕度傳感器只有幾美元，而1只供標(biāo)定用的全濕程濕度傳感器要幾百美元，相差近百倍。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。</p><p>　　3.5 溫度傳感器</p>&

45、lt;p>　　溫度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。</p><p>　　溫度傳

46、感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。</p><p>　　接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計(jì)。 </p><p>　　溫度計(jì)通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運(yùn)

47、動體、小目標(biāo)或熱容量很小的對象則會產(chǎn)生較大的測量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫

48、熱電阻和低溫溫差電偶等。低溫溫度計(jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測量1.6～300K范圍內(nèi)的溫度。</p><p><b>　　3.6 報警系統(tǒng)</b></p><p>　　報警系統(tǒng)由聲音報警和警報燈報警組成。聲音報警通過P1.0口接SD口控制系統(tǒng)的音效模塊發(fā)聲，用CP

49、U控制P1.0產(chǎn)生一定頻率的方波就可以實(shí)現(xiàn)音效模塊的發(fā)聲。音效模塊是一個帶有揚(yáng)聲器的放大電路。如圖2-4-1所示。</p><p><b>　　圖2-4-1</b></p><p><b>　　4 系統(tǒng)主電路</b></p><p>　　系統(tǒng)的主電路如圖見附錄所示，其中通風(fēng)扇電機(jī)、遮陽簾電機(jī)（遮陽簾風(fēng)機(jī)配有限位開關(guān)）除功

50、率有所不同之外，需通過電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止來完成相應(yīng)機(jī)構(gòu)的開啟與閉合，因此它們的工作主電路相似。熱風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、加熱器則屬于開/關(guān)設(shè)備。QK為刀開關(guān)，用于控制整個主電路的啟停；FU1～FU7為熔斷器，分別對各個分線路實(shí)施短路和過載保護(hù)；FR1～FR5為熱繼電器，對電機(jī)、加熱器起過載保護(hù)的作用。KM1～KM9為交流接觸器的主觸頭，用其實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停止以及風(fēng)機(jī)等開/關(guān)設(shè)備的啟?？刂?。</p><p><b

51、>　　卷簾機(jī)電路</b></p><p>　　卷簾機(jī) 水泵 報警系統(tǒng)</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我從新學(xué)習(xí)了大學(xué)里的一些專業(yè)課程，并且從中學(xué)到了很多新的知識對PLC控制有了更深一層的認(rèn)識。即有對以前知識的總結(jié)，又有對新

52、領(lǐng)域新的知識的攝取。</p><p>　　本系統(tǒng)可以提高溫室的自動化控制和管理水平 ,充分發(fā)揮溫室農(nóng)業(yè)的高效性 ,實(shí)現(xiàn)對溫室生產(chǎn)時各個參數(shù)的分散控制和集中管理。特點(diǎn)主要體現(xiàn)在:</p><p>　　1)群控化管理:即可實(shí)現(xiàn)對同一地區(qū)的多個溫室集中統(tǒng)一管理。</p><p>　　2)可靠性高:該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理與直接控制分開 ,各子系統(tǒng)相對獨(dú)立 ,分別完成不同的控制功能

53、,即使系統(tǒng)某部分工作異常 ,也不影響各個溫室控制系統(tǒng)的正常工作。</p><p>　　3)易擴(kuò)展性:隨著溫室農(nóng)業(yè)的發(fā)展 ,控制環(huán)節(jié)的增多 ,該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能方面可方便地進(jìn)行擴(kuò)展。</p><p>　　4)經(jīng)濟(jì)性好:該系統(tǒng)成本低廉、 性能穩(wěn)定 ,經(jīng)濟(jì)效益顯著 ,符合中國目前的國情 ,具有誘人的應(yīng)用前景。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b&g

54、t;</p><p>　　1、王毅，張?jiān)缧?過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社.2009.6</p><p>　　2、林敏等.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用.國防工業(yè)出版社.2007.1</p><p>　　3、王兆義.可編程控制器教程.機(jī)械工業(yè)出版社.2004.2；</p><p>　　4、李道霖 電氣控制與plc原理及應(yīng)用（西門子系列）<