基于現(xiàn)場總線技術(shù)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)

1、.PAGE ：.；題 目 基于現(xiàn)場總線技術(shù)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)研討學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 院 系 指點(diǎn)教師 完成時(shí)間 摘要溫室技術(shù)具有合理利用農(nóng)業(yè)資源、維護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及在國際市場競爭力等優(yōu)勢，已成為當(dāng)前國際前沿性研討領(lǐng)域。如何利用自動(dòng)控制系統(tǒng)有效地提高溫室環(huán)境控制程度和現(xiàn)代化管理程度，是溫室技術(shù)研討的重要課題之一。隨著過程控制技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)檢測技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，將工業(yè)上較為成熟的、先進(jìn)的控制方法和管理手段引入到農(nóng)業(yè)的消費(fèi)設(shè)備中，實(shí)施有效的溫室環(huán)境控制，已成為現(xiàn)階段溫室技術(shù)的主要研討方向。本文論述了溫室環(huán)境的控制原理，引見了溫室的構(gòu)造和資料，分析了溫度、濕度對溫室內(nèi)作

2、物的影響，并在此根底上提出了智能化溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的總體方案，由PC機(jī)和多臺(tái)西門子PLC組成的分布式控制系統(tǒng)，PC機(jī)和力控組態(tài)軟件主要完成參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)處置等義務(wù)；而下位機(jī)主要完成數(shù)據(jù)采集、處置等實(shí)時(shí)控制義務(wù)。本文以智能溫室為研討對象，對智能溫室的控制算法進(jìn)展研討。溫室環(huán)境系統(tǒng)是一類多變量的大慣性非線性系統(tǒng)，且有交連，時(shí)滯等景象，很難對這類系統(tǒng)建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型及用經(jīng)典控制方法實(shí)現(xiàn)控制?；谏鲜銮闆r，本文采用模糊控制算法，選用TS模型進(jìn)展模糊推理，并完成了算法的PLC程序?qū)崿F(xiàn)。隨后討論了基于ProfibusDP的PLC網(wǎng)絡(luò)組態(tài)方法，處理了監(jiān)控層與過程控制層間的網(wǎng)絡(luò)通訊和接口問題，并利用力控組態(tài)

3、軟件，根據(jù)溫室環(huán)境系統(tǒng)監(jiān)控要求設(shè)計(jì)編寫了上位監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、報(bào)警記錄、曲線顯示和用戶管理等多項(xiàng)監(jiān)控功能。文章最后將模糊實(shí)際的知識(shí)表達(dá)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)才干有機(jī)地結(jié)合起來，提出了一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案，并針對溫室灌溉系統(tǒng)的控制，在MATLAB中進(jìn)展了仿真實(shí)驗(yàn)，由此驗(yàn)證了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種控制方法運(yùn)用于溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的可行性。整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)闡明：具有容錯(cuò)性強(qiáng)、效率高且易擴(kuò)展，適用性較強(qiáng)等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的更多參數(shù)測控系統(tǒng)的研討和設(shè)計(jì)奠定了技術(shù)根底。關(guān)鍵詞：溫室，現(xiàn)場總線，智能控制，可編程控制器目錄第一章 緒論.課題的研討意義及工程背景.國外溫室開展概略.國內(nèi)溫室開展概略.溫室控制

4、系統(tǒng)的開展趨勢.論文的內(nèi)容安排第二章 系統(tǒng)總體方案及硬件部分設(shè)計(jì).引言.溫室構(gòu)造與資料.智能溫室控制系統(tǒng)總體方案.系統(tǒng)硬件選型方案. PLC及擴(kuò)展模塊選型.上位機(jī)硬件配置.傳感器的選擇.環(huán)境調(diào)控系統(tǒng).系統(tǒng)硬件接線圖.系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì).系統(tǒng)其他部分電路設(shè)計(jì). PLC部分電氣線路設(shè)計(jì).本章小結(jié)第三章 模糊控制算法在溫室控制系統(tǒng)中的運(yùn)用.引言.模糊控制系統(tǒng)概述.模糊控制的特點(diǎn).模糊控制器的組成.溫室環(huán)境因子研討.溫度對作物生長的影響.濕度對作物生長的影響.溫度、濕度特性和控制方法分析.多變量模糊控制器的設(shè)計(jì).輸入輸出變量確實(shí)定.模糊言語值的選取.模糊變量的論域和比例因子確實(shí)定.模糊控制的PLC程序?qū)崿F(xiàn)

5、.輸入量采樣及模糊量化算法程序設(shè)計(jì).模糊控制表查詢程序設(shè)計(jì).輸入量控制程序設(shè)計(jì).超限控制程序設(shè)計(jì).本章小結(jié)第四章PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)運(yùn)用.引言. PROFIBUS現(xiàn)場總線概述. Profibus-DP的協(xié)議構(gòu)造. Profibus-DP的根本功能. Profibus-DP總線設(shè)備類型. GSD文件.基于PROFIBUS-DP的PLC控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì).系統(tǒng)總線設(shè)備類型的選擇.系統(tǒng)硬件組態(tài).軟件編程.下載與調(diào)試.本章小結(jié)第五章 溫室環(huán)境控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)第六章總結(jié)與展望.任務(wù)總結(jié).展望參考文獻(xiàn)第一章緒論.課題的研討意義及工程背景溫室環(huán)境控制是一項(xiàng)綜合性工程，它是當(dāng)代農(nóng)業(yè)生物學(xué)、環(huán)

6、境工程、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、管文科學(xué)等多種技術(shù)的綜合運(yùn)用，旨在為作物發(fā)明最正確生長條件，防止外界四季變化和惡劣氣候的影響，以到達(dá)調(diào)理產(chǎn)期，促進(jìn)生長發(fā)育，防治病蟲害及提高農(nóng)作物質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)值等目的。研討開發(fā)并推行運(yùn)用性能優(yōu)越、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的溫室智能控制系統(tǒng)將是溫室消費(fèi)走向產(chǎn)業(yè)化和效農(nóng)業(yè)化的必由之路，而溫室內(nèi)環(huán)境因子溫度、濕度、光照度、CO濃度等的綜合自動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)溫室種植物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的關(guān)鍵。在農(nóng)業(yè)興隆的國家，其現(xiàn)代溫室已根本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，但這些溫室產(chǎn)品的本錢相對較高，如加拿大ARGUS公司，每套溫室控制器的價(jià)錢在十萬元左右；以色列國家農(nóng)業(yè)中心的一片玻璃實(shí)驗(yàn)溫室，每間的造價(jià)高達(dá)上百萬美圓

7、。另外，由于氣候條件不同，地理環(huán)境差別以及種植農(nóng)作物的不同，在客觀上限制了國外溫室產(chǎn)品在我國的運(yùn)用。國內(nèi)已有的一些溫室存在技術(shù)程度開展緩慢，管理體系落后等缺陷，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和溫室自動(dòng)化控制開展的要求。因此，研討開發(fā)出適宜我國國情、具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)、高效率、低本錢運(yùn)轉(zhuǎn)的溫室控制系統(tǒng)顯得尤為重要。蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院與宿遷市日昌升園藝結(jié)合建立了“蘇州大學(xué)日昌升智能溫室工程技術(shù)與設(shè)備研討中心。該中心的開展目的是瞄準(zhǔn)世紀(jì)高科技設(shè)備農(nóng)業(yè)開展趨勢，研討并開發(fā)集現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)、智能控制和工業(yè)化工程技術(shù)為一體的工廠化高效農(nóng)業(yè)技術(shù)與設(shè)備，以此推進(jìn)我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)進(jìn)程。本課題在上述實(shí)踐工程背景下，旨在探尋溫室

8、環(huán)境的自動(dòng)控制方案與實(shí)現(xiàn)方式，開發(fā)出適宜企業(yè)實(shí)踐消費(fèi)需求的溫室環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)力圖以合理有效的控制方案獲得較為準(zhǔn)確的控制效果，發(fā)明一個(gè)良好的人工氣候環(huán)境，以消對作物生長不利的環(huán)境要素來促進(jìn)作物生長，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)?？蒲信c企業(yè)消費(fèi)的有機(jī)結(jié)合，并推進(jìn)我國自主研發(fā)型溫室系統(tǒng)的開展進(jìn)程。.國外溫室開展概略國外溫室控制研討起步較早，可追溯到世紀(jì)年代，早在年，美國加利福尼亞州的Farhort植物實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建了世界上第一個(gè)完全由人工控制環(huán)境條件的人工氣候室，并在此根底上開展了包括農(nóng)作物在內(nèi)的多種植物對自然環(huán)境的順應(yīng)性和抗御才干的根底性研討。年，日本在三島國立遺傳研討所建成了用于科研的大型模擬溫室，同年，荷蘭建成了

9、當(dāng)時(shí)世界上規(guī)模最大的人工日光溫室。年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，荷蘭、美國、日本和意大利等國相繼采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)展溫室環(huán)境的監(jiān)控，并對其運(yùn)用于農(nóng)業(yè)消費(fèi)進(jìn)展了多方面的有益嘗試。年代起，數(shù)字式單元組合儀表的興起，取代了原有的模擬式儀表，進(jìn)展現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)據(jù)采集、指示、記錄和控制。目前，在溫室控制技術(shù)方面，美國、荷蘭、以色列和日本等國較為先進(jìn)，可以根據(jù)溫室作物的要求和特點(diǎn)，對溫室內(nèi)光照、溫度、濕度、CO等諸多因子進(jìn)展自動(dòng)調(diào)控。在綜合控制本錢和效益、環(huán)境參數(shù)優(yōu)化、節(jié)能節(jié)水技術(shù)及溫室配套設(shè)備的研制等方面均獲得了長足的提高，并帶動(dòng)了溫室配套產(chǎn)業(yè)的開展。例如，在自然條件相當(dāng)惡劣的以色列，節(jié)水灌溉技術(shù)大力開展

10、并到達(dá)國際先進(jìn)程度，該國每年投入多萬美圓約占農(nóng)業(yè)消費(fèi)總值的%用于開展綜合配套的協(xié)作攻關(guān)，興辦示范基地，推行綜合配套技術(shù)，諸多新技術(shù)在農(nóng)業(yè)消費(fèi)中的運(yùn)用不僅極大的提高了勞動(dòng)消費(fèi)力，而且衍生出諸如溫室、滴灌、育苗、栽培管理、植保、加工以及計(jì)算機(jī)控制等多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，使得農(nóng)業(yè)成為了具有高度社會(huì)化分工的知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)。以園藝業(yè)著稱的荷蘭，智能玻璃溫室的制造處于世界領(lǐng)先程度。在設(shè)備頂面涂層隔熱技術(shù)，冬天保溫加濕的雙層充氣膜、鍋爐、燃油加熱系統(tǒng)、CO施肥系統(tǒng)，人工補(bǔ)光的研制等方面均有所創(chuàng)新。而在美國、日本等國家建造了當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的植物工廠，采取完全封鎖消費(fèi)，人工補(bǔ)充光照，全電腦控制及機(jī)器人或機(jī)械手進(jìn)展

11、播種、挪動(dòng)作業(yè)、采收等多種先進(jìn)技術(shù)。 總之，遙測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制局域網(wǎng)等已逐漸運(yùn)用于溫室的管理與控制中，興隆國家的溫室控制技術(shù)正向高度自動(dòng)化、智能化方向開展。.國內(nèi)溫室開展概略相比國外而言，我國溫室控制的研討與開發(fā)起步較晚，世紀(jì)年代，政府開場大力開展以塑料大棚、節(jié)能日光溫室為主的設(shè)備農(nóng)業(yè)，促進(jìn)了鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的開展，緩和了蔬菜季節(jié)短缺的矛盾。農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)在這一時(shí)期投入運(yùn)用，但只限于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析計(jì)算。直至年代，計(jì)算機(jī)開場運(yùn)用于溫室的控制與管理領(lǐng)域。在隨后的年間，我國先后從荷蘭、以色列、日本、美國等國引進(jìn)了一批先進(jìn)的現(xiàn)代化大中型溫室，據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅年間，我國共引進(jìn)溫室萬平方米，主要分布于經(jīng)濟(jì)較興隆的東部

12、、東南沿海省份的大城市。這現(xiàn)代大型溫室的引進(jìn)存在諸多問題：溫室造價(jià)高，維護(hù)不方便；技術(shù)設(shè)備不能與我國的實(shí)踐氣候相適宜；管理滯后，機(jī)制落后，缺乏管理現(xiàn)代化溫室的人才；缺乏現(xiàn)代化溫室栽培的公用種類和技術(shù)，難以實(shí)施規(guī)?；⒁?guī)范化、系列化的消費(fèi)。以上問題的存在使得一些溫室入不敷出。在汲取閱歷和教訓(xùn)的根底上，溫室的消費(fèi)與運(yùn)用企業(yè)開場走一條從引進(jìn)到消化吸收的新路，自主開發(fā)型溫室逐漸開展起來。清華大學(xué)的鄭學(xué)堅(jiān)最先提出了運(yùn)用單片機(jī)控制人工氣候箱的方法和思緒，隨后中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院徐師華報(bào)道了TP-控制溫室的軟硬件方案，以及利用單片機(jī)控制氣候箱自然光照的模擬實(shí)驗(yàn)；陳思聰?shù)热搜杏懥艘怨?jié)能為目的的溫室微機(jī)控制系統(tǒng)；于海

13、業(yè)等人研制的溫室環(huán)境自動(dòng)檢測系統(tǒng)，可自動(dòng)調(diào)理溫室內(nèi)溫度、濕度等參數(shù)。l年起，江蘇理工大學(xué)研制了一套智能溫室群集散控制系統(tǒng)，以IBM-PC機(jī)作上位機(jī)，MCS-單片機(jī)為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對多個(gè)溫室溫度、濕度、光照度、CO濃度等環(huán)境參數(shù)的測控；年以來，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在溫室環(huán)境的自動(dòng)控制技術(shù)方面也獲得了一定的成果?？傊?，我國溫室環(huán)境控制系統(tǒng)運(yùn)用與研討正從消化吸收、簡單運(yùn)用階段向適用化、綜合性研討運(yùn)用階段過渡和開展。.溫室控制系統(tǒng)的開展趨勢溫室控制系統(tǒng)是設(shè)備農(nóng)業(yè)的重要組成部分，具有寬廣的運(yùn)用前景，其開展趨勢可概括為以下幾點(diǎn)：溫室分布式控制系統(tǒng)目前開發(fā)的溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要采用了主機(jī)終端方式，該方式經(jīng)過一個(gè)主機(jī)

14、作為控制中心，擔(dān)任對其它各子系統(tǒng)進(jìn)展控制管理，靈敏性差且投入大，針對時(shí)空變異性大、空間布性強(qiáng)、多參數(shù)相互影響的實(shí)踐溫室系統(tǒng)而言，很難實(shí)現(xiàn)高投入高產(chǎn)出的目的。分布式控制系統(tǒng)是溫室控制系統(tǒng)的開展方向，其采用效力器客戶方式，系統(tǒng)中的每一個(gè)子處置器處置所采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)展實(shí)時(shí)控制，而由主處置器存儲(chǔ)、顯示并管理子處置器傳送來的數(shù)據(jù)，主處置器可以向每個(gè)子處置器發(fā)送控制設(shè)定值和其它控制參數(shù)，同時(shí)每個(gè)子處置器又可以獨(dú)立任務(wù)。系統(tǒng)表現(xiàn)出來的順應(yīng)性好、可靠性高、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，可使溫室到達(dá)更好的控制效果，從而產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的開展進(jìn)入世紀(jì)以來，全球性的網(wǎng)絡(luò)化、信息化進(jìn)程加快，并成為開展速度最快、最具

15、活力的高科技領(lǐng)域，將網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)運(yùn)用于溫室的消費(fèi)與管理系統(tǒng)之中必將成為一種趨勢。可靠、開放、高效的信息網(wǎng)絡(luò)為溫室種植者提供各種有用信息，如利用網(wǎng)上發(fā)布的市場需求，來指點(diǎn)溫室消費(fèi)的規(guī)模、種植的種類、最正確上市時(shí)間等，并可經(jīng)過在線效力系統(tǒng)進(jìn)展咨詢。此外，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對溫室的遠(yuǎn)程控制和管理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷開展，對溫室環(huán)境的控制將沿著綜合性、多因子、開放式、多層次的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)化的方向開展。現(xiàn)代智能溫室測控系統(tǒng)與Internet相銜接，實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的無縫結(jié)合，是現(xiàn)代化溫室集群開展的要求，也是集約化可控設(shè)備農(nóng)業(yè)開展的方向。專家系統(tǒng)的運(yùn)用與控制算法的開展專家

16、系統(tǒng)是人工智能運(yùn)用研討的一個(gè)重要分支，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于科研、工業(yè)、軍事等眾多領(lǐng)域，它作為一種知識(shí)的載體，可以捕捉和保管珍貴的工程知識(shí)，其所表現(xiàn)出來的可靠性、客觀性、永久性及其易于傳播和復(fù)制等特性，是人類專家所不及的，因此在處置與處理某些領(lǐng)域問題時(shí)具有不可取代的重要作用。目前將專家系統(tǒng)運(yùn)用于溫室環(huán)境控制己得到了研討者的注重。有代表性的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)有埃及農(nóng)墾部的黃瓜栽培管理專家系統(tǒng)，希臘的六種溫室蔬菜病蟲害和缺素診斷專家系統(tǒng)等。與此同時(shí)，將作物生長模型與專家系統(tǒng)相結(jié)合的研討也得以開展，如虛擬農(nóng)業(yè) (VirtualAgriculture)概念的提出。在控制算法方面，研討者已逐漸將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法及模

17、糊推理等智能控制算法運(yùn)用到溫室環(huán)境的控制中，來提高系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化程度。然而，這些溫室的控制程度、精度及節(jié)能高效等方面還有待于進(jìn)一步提高，合理有效的提供農(nóng)作物生長所需的環(huán)境因子，從而使企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這無疑是推進(jìn)溫室運(yùn)用自動(dòng)化的強(qiáng)大動(dòng)力。因此，專家系統(tǒng)、控制算法的進(jìn)一步完善以及在溫室控制系統(tǒng)中更為廣泛的運(yùn)用將是溫室技術(shù)的開展趨勢之一。溫室規(guī)模的擴(kuò)展隨著溫室技術(shù)的開展，溫室規(guī)模呈擴(kuò)展趨勢。目前在農(nóng)業(yè)技術(shù)先進(jìn)的國家，單棟面積在h以上的溫室已相當(dāng)普遍。在荷蘭，年間，運(yùn)營.公頃溫室面積的農(nóng)戶由戶降至戶，而運(yùn)營大于公頃的農(nóng)戶由戶增至戶，與此同時(shí)，運(yùn)營總戶數(shù)由戶降至戶，平均每戶運(yùn)營面積由

18、.公頃增至.公頃，表現(xiàn)出運(yùn)營農(nóng)戶數(shù)減少，每戶運(yùn)營面積添加的趨勢。世紀(jì)我國也將重點(diǎn)開展大型連棟溫室，以提高溫室農(nóng)業(yè)的總體程度和規(guī)模效益。無疑，大型化現(xiàn)代溫室在提高土地利用率和機(jī)械化作業(yè)程度、降低消費(fèi)本錢及產(chǎn)業(yè)化消費(fèi)等方面均凸顯其優(yōu)勢。.論文的內(nèi)容安排現(xiàn)代化溫室運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，采用延續(xù)的消費(fèi)方式和先進(jìn)的管理方式，高效、平衡地產(chǎn)出各種農(nóng)作物，它能不受時(shí)間、地點(diǎn)和氣候的影響，有效的改善農(nóng)業(yè)生態(tài)、消費(fèi)條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源的科學(xué)開發(fā)和合理運(yùn)用，提高勞動(dòng)消費(fèi)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文的總體目的是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的溫室控制系統(tǒng)。其任務(wù)重點(diǎn)包含以下幾個(gè)方面：利用模糊控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對溫室環(huán)境的智能

19、控制。自創(chuàng)目前在工業(yè)控制領(lǐng)域中開展迅速的現(xiàn)場總線模型，組建由多個(gè)溫室組成的溫室群分布式控制系統(tǒng)。運(yùn)用力控軟件創(chuàng)建上位機(jī)監(jiān)控界面，對溫室環(huán)境實(shí)施組態(tài)監(jiān)控。利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建溫室灌溉系統(tǒng)控制方案模型，從實(shí)際和仿真實(shí)驗(yàn)角度驗(yàn)證其合理性。第二章系統(tǒng)總體方案及硬件部分設(shè)計(jì).引言隨著設(shè)備農(nóng)業(yè)的不斷開展，溫室的設(shè)計(jì)日趨科學(xué)，構(gòu)造更加合理，內(nèi)部配套設(shè)備更加完善。本文的研討對象是新型的智能化日光溫室，針對溫室栽培消費(fèi)的特殊性，設(shè)計(jì)出基于現(xiàn)場總線思想的分布式溫室智能控制系統(tǒng)，在現(xiàn)階段的技術(shù)條件下很好的滿足溫室環(huán)境控制的需求。本章首先引見溫室的構(gòu)造與資料，在此根底上，提出溫室環(huán)境控制體系的總體設(shè)計(jì)方案，并給出設(shè)備

20、選型和硬件電路設(shè)計(jì)。.溫室構(gòu)造與資料溫室是具有鮮明運(yùn)用功能的農(nóng)業(yè)消費(fèi)性建筑，其主體是建筑工程問題，設(shè)計(jì)建造必需按照建筑相關(guān)的規(guī)范、規(guī)程進(jìn)展，而主體構(gòu)造構(gòu)件的制造又類同于機(jī)械加工產(chǎn)品。溫室是由根底、主體構(gòu)造、圍護(hù)資料等所構(gòu)成的相對密閉的適用型建筑，主要起到承載各種荷載、保溫、防雨雪等作用。本小節(jié)引見的內(nèi)容主要涉及溫室建筑和機(jī)械方面的內(nèi)容，并非本文研討重點(diǎn)，但又必不可少，因此作扼要引見。主體骨架設(shè)計(jì)采用熱鍍鋅鋼骨架，一跨三屋脊構(gòu)造。立柱采用雙面熱鍍鋅矩型鋼管.mm，橫梁采用熱鍍鋅復(fù)合式焊接橫梁熱鍍鋅mm，水槽采用.mm厚冷彎熱鍍鋅鋼板，設(shè)有落水管實(shí)施內(nèi)排水。主體骨架采用鍍鋅螺栓和自攻螺絲銜接，溫室

21、覆蓋資料采用公用鋁合金型材固定。覆蓋資料目前我國溫室所運(yùn)用的覆蓋資料大體分為薄膜、PC板材、單層浮法玻璃三類。這三類覆蓋資料各自的優(yōu)缺陷見表.所述。表.各類溫室覆蓋資料的優(yōu)缺陷覆蓋資料優(yōu)點(diǎn)缺陷薄膜 .薄膜溫室造價(jià)低.mm的薄膜大約.元/.透光率高PVC膜為.%.運(yùn)用壽命短，年需換膜一次.保溫性差傳熱系數(shù)為.W/ KPC板材.透光率可達(dá)%.運(yùn)用壽命可達(dá)年.良好的保溫效果傳熱系數(shù).W/K.價(jià)錢較貴約元/.PC板中空層易進(jìn)水汽，影響采光性能.靜電緣由，易吸附灰塵，去除困難單層浮法玻璃.透光率高達(dá)%.運(yùn)用壽命長達(dá)年，抗老化性能好.價(jià)錢適中mm的浮法玻璃約元/.保溫性差傳熱系數(shù)為.W/K本溫室采用雙層中

22、空玻璃這一新型溫室覆蓋資料，單層玻璃厚度分別為mm、mm，中間空氣層厚度分別為mm、mm。中空玻璃具有良好的保溫效果傳熱系數(shù).W/K，透光率可達(dá)%，采用公用的鋁條密封，內(nèi)置枯燥劑，可防止中空層構(gòu)成水汽，并具有較好的隔聲效果，外觀大方，價(jià)錢與雙層PC中空板相當(dāng)，適宜于種植蘭花這一類高檔花卉。性能目的風(fēng)載.kN/；吊掛荷載.kN/；雪載.kN/；最大排雨量mm/h。.智能溫室控制系統(tǒng)總體方案作物的生長發(fā)育除決議于其本身的遺傳特性外，環(huán)境因子也是一個(gè)重要方面。作物賴以生存的環(huán)境因子是由溫度、濕度、光照、二氧化碳等要素構(gòu)成。各個(gè)環(huán)境因子之間不是孤立，而是相互聯(lián)絡(luò)、相互制約的，環(huán)境中一個(gè)因子變化會(huì)引起其

23、他因子不同程度的變化。因此，自然環(huán)境因子對作物的作用是各個(gè)環(huán)境因子綜協(xié)作用的結(jié)果。溫室是用來改善植物的生長環(huán)境，防止外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L的不利影響，為植物生長發(fā)明適宜的條件。圖.為智能溫室控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。圖.智能溫室控制系統(tǒng)總體方案圖該系統(tǒng)采用可編程控制器PLC作為控制中心。經(jīng)過傳感器檢測溫室中的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)變送轉(zhuǎn)換為規(guī)范電流信號mA后送入S-的模擬量輸入模塊EM，PLC經(jīng)過模糊控制算法進(jìn)展分析處置，輸出開關(guān)量，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路控制風(fēng)機(jī)、微霧、遮陽等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。多個(gè)溫室共同構(gòu)成溫室群，自創(chuàng)DCS的分層控制構(gòu)造方式，采用現(xiàn)場總線模型組建多個(gè)溫室的分布式控制系統(tǒng)，并與上位機(jī)通訊實(shí)

24、施監(jiān)控，經(jīng)過MCGS組態(tài)完成數(shù)據(jù)管理、智能決策、歷史/實(shí)時(shí)曲線、報(bào)警等功能。.系統(tǒng)硬件選型方案系統(tǒng)硬件選型是溫室環(huán)境控制的首要步驟與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可供選擇的設(shè)備型號較多，選擇余地較大，應(yīng)選型時(shí)應(yīng)從溫室控制的實(shí)踐情況以及所要求的控制功能、控制方式、資金情況等方面加以慎重思索。. PLC及擴(kuò)展模塊選型可編程控制器PLC以其操作方便、可靠性高、通用靈敏、運(yùn)用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航天、冶金、化工、機(jī)械等行業(yè)得以推行運(yùn)用。它以微處置器技術(shù)為根底，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通訊技術(shù)的工業(yè)控制安裝，不僅具有微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算和邏輯判別才干，同時(shí)具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和通訊等更強(qiáng)大的功能，指令系統(tǒng)豐富，程序構(gòu)造靈敏，既

25、可以控制開關(guān)量及順序控制，也可以用來實(shí)現(xiàn)模擬量等復(fù)雜的控制。它集中了工業(yè)公用機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，順應(yīng)性強(qiáng)。PLC通訊依托先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地搜集、傳送消費(fèi)和管理數(shù)據(jù)，并具有智能通訊的功能使PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與PLC、PLC與其他智能設(shè)備之間可以交換信息，構(gòu)成一個(gè)一致的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC除了具有RS-接口，還有一些內(nèi)置支持各通訊協(xié)議的接口。在綜合思索功能，保證可靠、維護(hù)運(yùn)用方便以及最正確的性能價(jià)錢比之后，他們選擇了西門子公司的S系列PLC作為系統(tǒng)的PLC控制器。CPU是西門子公司S-系列Micro-PLC中功能最強(qiáng)的一種控制器，具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好

26、的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)錢及強(qiáng)大的指令，可以近乎完美的滿足單個(gè)溫室環(huán)境控制的要求。EM為S- PLC的模擬量擴(kuò)展模塊，有路模擬量輸入，任務(wù)電壓為DCV，分辨率為位，其輸入信號可以是電壓單極性V、V或雙極性V、.V也可以是電流mA,用撥碼開關(guān)SWSW選擇模擬量輸入范圍。該模塊接納檢測環(huán)節(jié)送出的電流或電壓信號，并將其轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的數(shù)字量，存放于存儲(chǔ)區(qū)域相應(yīng)的存放器，供CPU用軟件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)算法。CPU-DP是西門子公司推出的一款適宜于中等規(guī)模控制系統(tǒng)的PLC，采用緊湊的無槽位限制的模塊構(gòu)造，具有擴(kuò)展性好、通訊才干強(qiáng)等特點(diǎn)。CPU-DP帶兩個(gè)通訊接口：一個(gè)符合EN規(guī)范的Profibus-DP接口用于同S-

27、的Profibus通訊，另一個(gè)MPI接口用于同上位PC機(jī)的MPI通訊。.上位機(jī)硬件配置本系統(tǒng)上位機(jī)選用研華工控機(jī)IPC-，M內(nèi)存，G硬盤，機(jī)箱構(gòu)造具有防塵、防震、通風(fēng)等功能，并可抗強(qiáng)電磁干擾和高頻輻射干擾。運(yùn)轉(zhuǎn)Microsoft Windows操作系統(tǒng)Professional版本，外接打印機(jī)，可打印曲線、報(bào)表，工控機(jī)由一臺(tái)不延續(xù)電源UPS供電，保證數(shù)據(jù)的完好記錄，主板帶有串行口，配有網(wǎng)卡CP，并安裝西門子STEP 編程軟件和MCGS組態(tài)軟件。.傳感器的選擇本文的溫/濕度傳感變送器采用芬蘭維薩拉公司型號為HMD的產(chǎn)品，該款傳感器具有丈量精度高，易于安裝、呼應(yīng)速度快，對環(huán)境要求較低等特點(diǎn)，其外觀如

28、圖.所示。圖. HMD型溫/濕度傳感變送器實(shí)物圖該傳感器的主要性能目的如下：溫度檢測范圍：-；丈量精度：.%濕度檢測范圍：%RH；丈量精度：.%RH任務(wù)電壓：V DC輸出信號：mA.環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)外遮陽系統(tǒng)我國大部分地域夏季炎熱，光照充足，應(yīng)在溫室頂部安裝外遮陽系統(tǒng)，利用遮陽網(wǎng)直接把部分太陽能阻撓在室外，可根據(jù)室內(nèi)植物的要求選擇適宜的遮陽率，普通選用%的遮陽率，利用外遮陽系統(tǒng)，可使室內(nèi)溫度降低。.減速電機(jī).換向輪.壓幕線.托幕線.驅(qū)動(dòng)線.驅(qū)動(dòng)邊型材.拉幕梁圖.鋼索拉幕遮陽系統(tǒng)構(gòu)造圖本文選用北京碧斯凱公司的鋼索拉幕遮陽系統(tǒng)，其安裝構(gòu)造如圖.所示。其中減速電機(jī)處于整個(gè)溫室的中心，電機(jī)的輸出軸中心線與

29、拉幕梁下外表之間的間隔 約mm，驅(qū)動(dòng)線之間的間距mm，換向輪那么布置在溫室的兩端。扭矩分配延續(xù)開窗系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除包含傳統(tǒng)延續(xù)開窗系統(tǒng)所需的減速電機(jī)、齒輪齒條、軸承座、驅(qū)動(dòng)軸外，還添加了蝸輪減速箱、扭矩分配器等部件，系統(tǒng)原理如圖.所示，蝸輪減速箱及扭矩分配器，將減速電機(jī)輸出的扭矩經(jīng)過扭矩分配器均勻分配至每排窗戶的蝸輪減速箱上，蝸輪減速箱再帶動(dòng)齒輪齒條實(shí)現(xiàn)天窗的開閉。.減速電機(jī).扭矩分配器.蝸輪減速箱.齒輪齒條圖.延續(xù)開天窗機(jī)構(gòu)表示圖減速電機(jī)選用荷蘭DE GIER公司的GW型號減速電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為rpm，并非傳統(tǒng)延續(xù)開窗系統(tǒng)所用的.rpm，針對上述設(shè)計(jì)的一棟跨度為.m，每跨個(gè)尖頂，共跨的溫室而言，

30、假設(shè)配置雙面延續(xù)開窗，按傳統(tǒng)延續(xù)開窗方式需臺(tái)減速電機(jī)，而采用扭矩分配延續(xù)開窗系統(tǒng)，那么只需臺(tái)荷蘭DE GIER公司的減速電機(jī)，大大降低了開窗機(jī)構(gòu)的建造本錢，此外，系統(tǒng)總功率的減少，運(yùn)用過程更省電。側(cè)窗電機(jī)采用碧斯凱公司W(wǎng)JN系列減速電機(jī)，該電機(jī)采用國際流行的電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)一體化的構(gòu)造，限位開關(guān)與配電控制結(jié)合具有任務(wù)和急停等功能，使得電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更可靠、更平安，此外還具有轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大、運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低等特點(diǎn)。環(huán)流風(fēng)機(jī)常用的環(huán)流通風(fēng)是在溫室內(nèi)以一定規(guī)那么布置一定數(shù)量的環(huán)流風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)開啟時(shí)，室內(nèi)的空氣將在其作用下構(gòu)成有序的流動(dòng)，保證室內(nèi)氣候的均勻和穩(wěn)定，并起到通風(fēng)降溫的作用。在綜合思索種植作物種類、室內(nèi)循環(huán)通

31、風(fēng)量等要素后，采用如圖.所示的平行式規(guī)劃方式，將風(fēng)機(jī)排成兩列，均勻懸掛在溫室中間走道兩側(cè)的骨架上，這種布置方式通風(fēng)效率高，對種植密度大、密閉要求高的溫室非常適用。圖.循環(huán)風(fēng)機(jī)規(guī)劃方式俯視圖環(huán)流風(fēng)機(jī)選用青州市三和溫控設(shè)備廠的產(chǎn)品，其中，電機(jī)采用性能杰出的“海爾三防公用電機(jī)，經(jīng)過“海爾實(shí)驗(yàn)室小時(shí)破環(huán)性實(shí)驗(yàn)；外殼采用先進(jìn)的整體集流器設(shè)計(jì)，國際先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)及熱自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)，輕型鋁板沖壓扇葉，具有大角度，風(fēng)量大，低噪音等特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)系統(tǒng)選用青州市三和溫控設(shè)備廠產(chǎn)品，該系統(tǒng)由紙質(zhì)多孔濕簾、風(fēng)機(jī)、水循環(huán)系統(tǒng)組成，其原理如圖.所示，未飽和的空氣流經(jīng)多孔、潮濕的濕簾外表時(shí)，大量水分蒸發(fā)，空氣中由溫度表達(dá)

32、的顯熱轉(zhuǎn)化為蒸發(fā)潛熱，從而降低空氣本身的溫度。風(fēng)機(jī)抽風(fēng)時(shí)將經(jīng)過濕簾降溫的冷空氣源源不斷的引入室內(nèi)，從而到達(dá)降溫效果?！帮L(fēng)機(jī)濕簾組合降溫是夏季溫室降溫的最經(jīng)濟(jì)、最有效的強(qiáng)迫降溫方式。圖.風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)原理圖燃油熱風(fēng)機(jī)加熱系統(tǒng)系統(tǒng)選用北京盛芳園科技KR-型燃油熱風(fēng)機(jī)，額定發(fā)熱量為kcal/h，經(jīng)測算，能滿足供熱面積在左右的溫室，其構(gòu)造如圖.所示。圖. KR-型燃油熱風(fēng)機(jī)構(gòu)造表示圖設(shè)備由風(fēng)機(jī)、高效換熱器、熄滅器及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。風(fēng)機(jī)采用FZL型軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)量大，風(fēng)壓高，噪聲低，可采用風(fēng)管送風(fēng)，熱風(fēng)傳輸間隔 長，采暖區(qū)溫度更均勻。換熱器采用圓環(huán)柱筒形煙、空氣夾套式構(gòu)造，換熱器資料全為不銹鋼，換熱面積大

33、，排煙溫度低，熱效率高。熄滅器采用世界品牌意大利RIELLO公司的產(chǎn)品，熄滅效率高達(dá)%，環(huán)保節(jié)能設(shè)有火焰探測安裝，熄滅平安可靠。采用電子溫控器設(shè)定，可選擇手動(dòng)、自動(dòng)控制，自動(dòng)控制方式可外接控制器，控制精度高，性能穩(wěn)定，具有風(fēng)機(jī)過載維護(hù)、爐膛過熱維護(hù)、點(diǎn)火失敗維護(hù)、環(huán)境及爐膛監(jiān)控等功能，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。微霧加濕機(jī)選用北京瀚寧空氣技術(shù)消費(fèi)的高壓微霧加濕機(jī)，該產(chǎn)品將精濾的自來水加壓至MPa，再經(jīng)過高壓水管傳送到噴嘴，經(jīng)超微細(xì)的噴頭霧化后以微米的微霧放射到整個(gè)空間，使溫室到達(dá)增濕的效果。加濕器主機(jī)采用美國進(jìn)口高壓陶瓷柱塞泵，壓力大、硬度強(qiáng)，配備質(zhì)量杰出的專業(yè)電機(jī)一同任務(wù)，具有效率高、省電、噪音小等特

34、點(diǎn)，噴頭及水霧分配器無動(dòng)力易損部件，耐磨損，噴霧均勻。一臺(tái)FCB-微霧加濕器的加濕量為kg/h，可滿足加濕面積在左右溫室的需求。.系統(tǒng)硬件接線圖.系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)圖.系統(tǒng)主電路系統(tǒng)硬件主電路如圖.所示，其中天窗電機(jī)、側(cè)窗電機(jī)、遮陽幕電機(jī)除功率有所不同之外，都配有限位開關(guān)，需經(jīng)過電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停頓來完成相應(yīng)構(gòu)造的開啟與閉合，因此它們的任務(wù)主電路類似。環(huán)流風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、濕簾風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、微霧加濕機(jī)、補(bǔ)光燈那么屬于開/關(guān)設(shè)備。QK為刀開關(guān)，用于控制整個(gè)主電路的啟停；QF為總分?jǐn)嗥?，QFQF為分?jǐn)嗦菲鳎現(xiàn)U為熔斷器，分別對主線路與各個(gè)分線路實(shí)施短路和過載維護(hù)；FRFR為熱繼電器，對電機(jī)起斷相和過載維

35、護(hù)的作用。KMKM為交流接觸器的主觸頭，用其實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停頓以及風(fēng)機(jī)等開/關(guān)設(shè)備的啟?？刂啤?系統(tǒng)其他部分電路設(shè)計(jì)電氣控制柜設(shè)計(jì)電氣控制柜是由多個(gè)開關(guān)設(shè)備和相應(yīng)的控制、丈量、信號等元件，以及一切內(nèi)部的電氣和機(jī)械銜接部件構(gòu)成的一個(gè)組合體。控制柜上配有手動(dòng)/自動(dòng)的切換開關(guān)，手動(dòng)功能用于系統(tǒng)中部分設(shè)備出現(xiàn)缺點(diǎn)或設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)運(yùn)用，正常情況下，切換至自動(dòng)形狀，由PLC實(shí)施控制。其中按鈕部分用于手動(dòng)控制下控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，而指示燈部分那么顯示各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。正反轉(zhuǎn)設(shè)備控制電路天窗、前側(cè)窗、后側(cè)窗和外遮陽這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)均屬于正反轉(zhuǎn)設(shè)備，其控制電路相似，現(xiàn)以天窗為例，做以下引見。圖.天

36、窗控制電路原理圖天窗控制電路原理圖如圖.所示，K為手動(dòng)/自動(dòng)的切換開關(guān)。在手動(dòng)形狀下，SB、SB分別為開窗、關(guān)窗按鈕，SB為天窗停頓按鈕。按下按鈕SB，交流接觸器KM的線圈得電，指示燈L亮，同時(shí)KM的常開觸點(diǎn)閉合，起自鎖作用，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，天窗翻開，當(dāng)天窗開啟到最大位置后觸碰天窗限位開關(guān)SQ，其常閉觸點(diǎn)斷開，KM的線圈失電，電機(jī)停頓轉(zhuǎn)動(dòng)；同理當(dāng)按下按鈕SB，天窗封鎖，到封鎖的最大位置后，電機(jī)停轉(zhuǎn)；按下按鈕SB，KM或KM的線圈失電，天窗停頓動(dòng)作，用于急停操作。接觸器KM、KM的互鎖可防止兩個(gè)接觸器同時(shí)得電吸合。在自動(dòng)形狀下，由PLC控制器實(shí)現(xiàn)控制，中間接觸器KM的線圈銜接在PLC輸出觸點(diǎn)上，見

37、.節(jié)得電時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，天窗開啟；中間接觸器KM的線圈得電時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，天窗閉合。天窗等正反轉(zhuǎn)設(shè)備何時(shí)開啟或閉合由硬件、算法和程序共同決議，在下面章節(jié)中將著重引見。開/關(guān)設(shè)備設(shè)備控制電路熱風(fēng)機(jī)、環(huán)流風(fēng)機(jī)、濕簾風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、微霧加濕器均屬于開/關(guān)設(shè)備，其控制電路類似，現(xiàn)以熱風(fēng)機(jī)為例，做以下引見。圖.熱風(fēng)機(jī)控制電路原理圖熱風(fēng)機(jī)控制電路原理圖如圖.所示，K為手動(dòng)/自動(dòng)的切換開關(guān)。在手動(dòng)形狀下，SB為啟動(dòng)按鈕，SB為停頓按鈕。按下按鈕SB，交流接觸器KM的線圈得電，指示燈L亮，同時(shí)KM的常開觸點(diǎn)閉合，起自鎖作用，此時(shí)熱電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下按鈕SB，KM的線圈失電，熱電機(jī)停頓任務(wù)。在自動(dòng)形狀下，由

38、PLC控制器實(shí)現(xiàn)控制，中間接觸器KM銜接在PLC輸出觸點(diǎn)上，見.節(jié)得電時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。熱風(fēng)機(jī)等開/關(guān)設(shè)備的啟停同樣由硬件、算法和程序共同決議，在下面章節(jié)中將作詳細(xì)引見。. PLC部分電氣線路設(shè)計(jì)PLC I/O分配可編程控制器主單元采用西門子公司的S-系列CPU ，并擴(kuò)展一個(gè)四路模擬量輸入模塊EM，用于溫度濕度兩個(gè)模擬量的數(shù)據(jù)采集。根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，進(jìn)展表.的I/O分配。表. I/O分配表信號類型稱號電路中的編號PLC中地址信號類型稱號電路中的編號PLC中地址數(shù)字量輸入信號手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕KI.數(shù)字量輸出信號天窗電機(jī)正轉(zhuǎn)開窗KMQ.總啟動(dòng)按鈕SBI.天窗電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)窗KMQ.

39、總停頓按鈕SBI.前側(cè)窗電機(jī)正轉(zhuǎn)開窗KMQ.天窗限位開關(guān)開極限SQI.前側(cè)窗電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)窗KM Q.天窗限位開關(guān)關(guān)極限SQI.后側(cè)窗電機(jī)正轉(zhuǎn)開窗KMQ.前側(cè)窗限位開關(guān)開極限SQI.后側(cè)窗電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)窗KMQ.前側(cè)窗限位開關(guān)關(guān)極限SQI.外遮陽電機(jī)正轉(zhuǎn)開幕KMQ.后側(cè)窗限位開關(guān)開極限SQI.外遮陽電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)幕KM Q.后側(cè)窗限位開關(guān)關(guān)極限SQI.熱風(fēng)機(jī)KMQ.外遮陽限位開關(guān)開極限SQI.環(huán)流風(fēng)機(jī)KMQ.外遮陽限位開關(guān)關(guān)極限SQI.濕簾風(fēng)機(jī)KMQ.模擬量輸入信號溫/濕度傳感器(溫度部分)HMDAIW濕簾水泵KMQ.溫/濕度傳感器(濕度部分)HMDAIW微霧加濕機(jī)KMQ.PLC主體模塊接線圖圖. PLC

40、主體模塊接線圖PLC主體模塊接線如圖.所示。PLC的輸出觸點(diǎn)負(fù)載才干偏低，假設(shè)直接帶動(dòng)風(fēng)機(jī)等負(fù)載，輸出觸點(diǎn)容易損壞，故采用交流接觸器作為驅(qū)動(dòng)元件，間接控制電機(jī)的啟停及正反轉(zhuǎn)。在輸出回路中，采用熔斷器進(jìn)展短路維護(hù)，此外接觸器啟動(dòng)和停頓時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，需在每個(gè)接觸器上并接一個(gè)阻容吸收電路，吸收浪涌電流，維護(hù)PLC觸點(diǎn)，阻容吸收電路由一個(gè)的電阻和一個(gè).F /V的電容串聯(lián)組成。溫、濕度傳感變送器HMD與PLC擴(kuò)展模塊EM的接口電路圖.溫、濕度傳感變送器與EM的接口電路EM具有四路模擬量輸入，輸入的信號可以是電壓也可以是電流，兼于電流對噪聲不敏感，設(shè)計(jì)時(shí)選用電流信號，傳感器經(jīng)變送后，由mA電流來傳輸信號

41、，可防止噪聲干擾和傳輸線分布電阻產(chǎn)生的電壓降。電流輸入時(shí)，需將“R與“+短接后作為電流的進(jìn)入端，“-作為電流的流出端，并將SW、SW、SW三個(gè)開關(guān)分別設(shè)定為“ON、“ON、“OFF。圖.給出了溫、濕度傳感變送器與EM的接口電路。.本章小結(jié)本章首先引見了智能日光溫室的構(gòu)造和資料，并在此根底上提出溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件構(gòu)造，并給出主要設(shè)備的選型和硬件電路的設(shè)計(jì)，這些任務(wù)為后續(xù)章節(jié)中控制系統(tǒng)軟件和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定了根底。第三章模糊控制算法在溫室控制系統(tǒng)中的運(yùn)用.引言溫室環(huán)境系統(tǒng)具有非線性、大滯后、耦合、時(shí)變等特征，難以用傳統(tǒng)的方法對其進(jìn)展建?？刂?。模糊控制的方

42、法是以人對被控系統(tǒng)的控制閱歷為根據(jù)而設(shè)計(jì)的控制器，故無需建立被系統(tǒng)的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型，具有良好的順應(yīng)性和魯棒性。本章的主要內(nèi)容是根據(jù)模糊實(shí)際，研討該控制系統(tǒng)中的中心部分模糊控制器的設(shè)計(jì)方法，在完成模糊控制器的整套設(shè)計(jì)后還必需經(jīng)過相應(yīng)工控設(shè)備完成算法實(shí)現(xiàn)，基于SIMATIC S- PLC，運(yùn)用STEP 軟件實(shí)現(xiàn)模糊控制的程序編寫。.模糊控制系統(tǒng)概述消費(fèi)規(guī)模的不斷擴(kuò)展使得控制過程越來越復(fù)雜，經(jīng)典控制實(shí)際和現(xiàn)代控制實(shí)際由于種種緣由己不能滿足日益復(fù)雜的控制要求。在處置過程模型不確定或難以建模等問題時(shí)，PID控制和基于現(xiàn)代控制實(shí)際的控制戰(zhàn)略就顯得無能為力，運(yùn)用于復(fù)雜過程控制時(shí)往往遭到限制，因此，先進(jìn)的控制算

43、法得以研討推行，模糊控制便是其中的一種。年，美國加利福尼亞大學(xué)L.A.Zadeh教授首先提出了模糊集合的概念，為模糊集合的運(yùn)用和模糊數(shù)學(xué)的開展奠定了根底，模糊科學(xué)得以開展。年，英國倫敦大學(xué)的教授E.H.Mamdani勝利地將模糊控制運(yùn)用于鍋爐與蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)上，這一開辟性的任務(wù)標(biāo)志著模糊控制運(yùn)用階段的誕生，并繼而得到大規(guī)模開展。模糊控制從誕生到如今僅僅閱歷了幾十年的時(shí)間，就己在工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、軍事等方面獲得了宏大的開展。對象越模糊，這種控制方法就越能反映出比其它控制方法更多的優(yōu)越性，例如在純滯后、難以準(zhǔn)確建模、參數(shù)漂移大及非線性不確定分布參數(shù)系統(tǒng)中，采用模糊控制往往能獲得令人稱心的效果。.模糊控

44、制的特點(diǎn)模糊控制是一種運(yùn)用模糊集合實(shí)際，統(tǒng)籌思索控制戰(zhàn)略的運(yùn)用方式，具有如下幾個(gè)主要特點(diǎn)：模糊控制是以人對被控對象的控制閱歷為根據(jù)而設(shè)計(jì)的控制器，不需求被控對象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，特別適宜被控對象具有多輸入多輸出的強(qiáng)耦合性、參數(shù)時(shí)變性、嚴(yán)重非線性與不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)或過程的控制。模糊控制中的知識(shí)表示、控制規(guī)那么和合成推理是基于專家知識(shí)或熟練操作人員的勝利閱歷，并可以經(jīng)過學(xué)習(xí)不斷更新，是一種易于控制、易于掌握的較理想非線性控制器，也是一種言語控制器。模糊控制系統(tǒng)的構(gòu)造和控制規(guī)那么易于用軟件實(shí)現(xiàn)。模糊控制抗干擾才干強(qiáng)，呼應(yīng)速度快，并對系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性。模糊控制和PID控制造比較，模糊控制較

45、之后者不僅對被控對象參數(shù)變化順應(yīng)才干強(qiáng)，而且在對象模型構(gòu)造發(fā)生較大改動(dòng)的情況下，也能獲得較好的控制效果。.模糊控制器的組成數(shù)據(jù)庫規(guī)那么庫模糊化模糊推理反模糊化圖.模糊控制器的根本構(gòu)造圖.為模糊控制器的根本構(gòu)造框圖，如圖可知，其主要由四部分組成：模糊化：模糊控制器的輸入必需經(jīng)過模糊化才干用于控制輸出，因此，這一部分實(shí)踐上是模糊控制器的輸入接口，其主要作用是將真實(shí)的輸入量利用量化因子進(jìn)展尺度變換，用論域中的元素來表示輸入量，然后將此論域元素轉(zhuǎn)換到模糊集合中，作為模糊推理的輸入。知識(shí)庫：由數(shù)據(jù)庫和模糊控制規(guī)那么庫兩部分組成。數(shù)據(jù)庫主要存放一切輸入輸出言語變量模糊子集的隸屬度矢量值，在模糊關(guān)系方程求解

46、的過程中，為模糊推理提供數(shù)據(jù)。模糊控制規(guī)那么庫是基于專家知識(shí)或手動(dòng)操作人員長期積累的閱歷而建立的，它是仿照人的直覺推理的一種言語表示方式，用來存放全部模糊控制規(guī)那么，在推理時(shí)提供控制規(guī)那么。模糊推理：在模糊控制器中，根據(jù)輸入的模糊量，由模糊規(guī)那么中所定義的蘊(yùn)含關(guān)系，經(jīng)過合成運(yùn)算來得到模糊輸出量。思索到推理時(shí)間的長短，通常采用運(yùn)算較簡單的推理方法。反模糊化：模糊推理得到的依然是一個(gè)模糊向量，不能直接用來做控制量，經(jīng)過反模糊化變換，可變成表示在論域范圍內(nèi)的明晰量，然后再按比例因子經(jīng)尺度變換成實(shí)踐的控制量。.溫室環(huán)境因子研討.溫度對作物生長的影響溫度作為影響作物生長發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，對作物的

47、光協(xié)作用、呼吸作用、根系的生長和水分、營養(yǎng)的吸收等生理景象均有顯著的影響。影響作物生長發(fā)育的環(huán)境因子中以溫度最為敏感，因此對溫室環(huán)境控制的研討也是最先從溫度控制開場的。不同種類的作物對溫度的要求是不同的，同一作物在不同發(fā)育階段對溫度的要求亦有所不同，而且在同一發(fā)育期階段內(nèi)對溫度的要求也會(huì)隨著晝夜變化而呈周期性地變化。生物的上述生長特點(diǎn)都為溫室的溫度控制提出了較高的要求。溫室溫度環(huán)境控制就是經(jīng)過一定的工程措施，人為地調(diào)理溫室與外界環(huán)境之間的熱交換，使溫度維持在作物生長所需的范圍內(nèi)。夏季外界氣溫較高時(shí)，為防止溫室內(nèi)溫度過高，應(yīng)盡量減少溫室得熱量，添加散熱量，本文采用的通風(fēng)、遮陽、風(fēng)機(jī)濕簾降溫等都是

48、常見的降溫方式；冬季室外氣溫較低，為堅(jiān)持室溫，應(yīng)盡量減少失熱量，添加得熱量，采用保溫節(jié)能措施甚至啟動(dòng)采暖設(shè)備就可維持正常的溫室溫度，保證作物正常生長。.濕度對作物生長的影響水是作物的根本組成部分之一，普通溫室作物的含水率高達(dá)%-%，作物的諸多生命活動(dòng)均在水的參與下進(jìn)展，比如光協(xié)作用、蒸騰作用等。適當(dāng)?shù)目諝鉂穸瓤梢詾樽魑锷L營造良好的水分環(huán)境，空氣濕度過低，影響細(xì)胞伸長，使細(xì)胞分裂受阻，由于水分缺乏，作物氣孔封鎖，CO交換降低，光協(xié)作用顯著下降，從而影響作物干物質(zhì)的積累；空氣濕度過大時(shí)，將會(huì)引發(fā)多種病害，并抑制造物蒸騰作用，影響作物對水分和養(yǎng)料的吸收。溫室內(nèi)的空氣濕度受天氣、通風(fēng)換氣、采暖等要素

49、的影響，本文主要經(jīng)過通風(fēng)換氣、加熱等方式降濕，而經(jīng)過微霧加濕器增濕。.溫度、濕度特性和控制方法分析溫室內(nèi)溫度、濕度是本課題的研討對象，它們具有非線性、分布不均勻性、時(shí)變性、控制時(shí)延性、耦合性等特點(diǎn)。首先，溫室內(nèi)部的氣候處于熱平衡混沌形狀，再加上作物本身生長活動(dòng)，不能按照傳統(tǒng)控制工程的方法對其建模。其二，普通溫室面積都比較大，溫、濕度分布是不均勻的，內(nèi)部各點(diǎn)形狀都不一樣，其值的大小依賴于空間位置和氣流的方向等各種要素，溫室構(gòu)造對溫濕度也有影響。其三，對于外界所施加的作用，系統(tǒng)并不立刻呼應(yīng)，而是經(jīng)過一段時(shí)間的延遲才有反響。其四，系統(tǒng)各變量之間并不是相互獨(dú)立，對溫、濕度中某一目的的控制，總會(huì)影響到另

50、一個(gè)因子的變化。另一方面，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作也不僅僅影響某一個(gè)因子，比如天窗、側(cè)窗的動(dòng)作會(huì)同時(shí)影響溫度和濕度的變化；加濕機(jī)的主要目的是添加濕度，但同時(shí)也會(huì)降低溫度；用熱風(fēng)機(jī)加熱，也會(huì)帶來濕度的降低?？傊?，溫室溫度和濕度這兩個(gè)參數(shù)存在較強(qiáng)的耦合性，溫度和濕度的變化會(huì)相互影響，它們與溫室環(huán)境控制的其它因子一同構(gòu)成了一個(gè)包含多方面內(nèi)容的復(fù)雜對象，對其實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制具有一定的難度，需求系統(tǒng)多方面的有機(jī)配合。.多變量模糊控制器的設(shè)計(jì)模糊控制技術(shù)的中心在于模糊控制器的設(shè)計(jì)。在本系統(tǒng)中，著力分析設(shè)計(jì)控制溫度、濕度這兩個(gè)物理量的模糊控制器，經(jīng)過對被控對象的分析，按照擬定的控制方案，采用“兩輸入多輸出模糊控制器，其總

51、體構(gòu)造如圖.所示。圖.多變量模糊控制器的總體構(gòu)造圖.輸入輸出變量確實(shí)定輸入模糊量為：Er溫度誤差；Eh濕度誤差輸出控制變量均為開關(guān)量，只需開/關(guān)(/)兩種形狀，其包括：U天窗；U前側(cè)窗；U后側(cè)窗；U外遮陽；U環(huán)流風(fēng)機(jī)；U微霧加濕器；U熱風(fēng)機(jī)；.模糊言語值的選取工程上對于模糊言語變量的取值普通是個(gè)或個(gè)元素的詞集，還有更多級別檔數(shù)的劃分。添加分級檔數(shù)，可提高穩(wěn)態(tài)精度，但同時(shí)也將擴(kuò)展模糊關(guān)系矩陣R的維數(shù)，添加控制表的容量，這對提高控制穩(wěn)定性和快速性是不利的。綜合實(shí)驗(yàn)研討的需求，既思索到控制規(guī)那么的靈敏細(xì)致，又兼顧簡單易行，決議采用NB，NS，ZE，PS，PB個(gè)元素的詞集。.模糊控制規(guī)那么的制定模糊控

52、制器控制規(guī)那么的設(shè)計(jì)原那么是使系統(tǒng)輸出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能到達(dá)最正確。即當(dāng)誤差較大時(shí)，選擇控制量以盡快消除誤差為主，而誤偏向較小時(shí)，選擇控制量以防止超調(diào)，主要思索系統(tǒng)的穩(wěn)定性。溫室系統(tǒng)中的溫度、濕度存在一定耦合性，即經(jīng)過執(zhí)行機(jī)構(gòu)改動(dòng)其中一個(gè)變量的同時(shí)也將影響另一個(gè)變量的值，對于種執(zhí)行機(jī)構(gòu)天窗、前側(cè)窗、后側(cè)窗、外遮陽、環(huán)流風(fēng)機(jī)、微霧加濕器、熱風(fēng)機(jī)而言，每多翻開一個(gè)設(shè)備，降溫、降濕效果加強(qiáng)一點(diǎn)；翻開后降溫、降濕速度比更快；起降溫的作用，對濕度根本無影響；翻開后主要為增濕作用，降溫是其次要作用；主要起增溫作用，降濕是其次要作用。綜上分析，控制規(guī)那么的制定過程中就應(yīng)浸透解耦的思想，表.給出系統(tǒng)的模

53、糊控制規(guī)那么，其中U為u至u這個(gè)量的開關(guān)形狀表示“開，表示“關(guān)。表.模糊控制規(guī)那么表U ETEHNBNSZEPSPBNBNSZEPSPB.模糊控制的PLC程序?qū)崿F(xiàn)本研討基于西門子公司STEP編程環(huán)境完成溫室模糊控制程序的編寫，程序編寫思緒簡明，實(shí)現(xiàn)了模糊控制的離線計(jì)算與在線查詢的功能，大大提高了PLC的執(zhí)行效率。針對上述模糊控制戰(zhàn)略，采用如圖.的程序設(shè)計(jì)流程圖。將量化因子Kr、Kh置入PLC開場采樣時(shí)間到？Et、Eh越限？計(jì)算Er,Eh并置入PLC存儲(chǔ)器將輸入量存儲(chǔ)區(qū)量化至輸入言語變量的模糊論域并置入存儲(chǔ)器報(bào)警并采取強(qiáng)迫措施查模糊控制表，求U輸出控制量終了圖. PLC實(shí)現(xiàn)模糊控制總體流程圖下面

54、給出流程圖中主要部分的程序設(shè)計(jì)思想和梯形圖程序。.輸入量采樣及模糊量化算法程序設(shè)計(jì)模擬量的輸入數(shù)據(jù)是有符號整數(shù)，占個(gè)字節(jié)bit，所以地址必需從偶數(shù)字節(jié)開場，例如：AIW、AIW等。PLC的CPU內(nèi)部用數(shù)值表示外部的模擬量信號，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，在S-的CPU內(nèi)部，mA對應(yīng)的數(shù)值范圍是，那么對于mA的信號，對應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為。而溫度、濕度的傳感變送單元分別取-、%RH線性對應(yīng)mA,因此需經(jīng)過溫度/濕度值電流信號內(nèi)部數(shù)值的兩次轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)以溫度為例，由于mA線性對應(yīng)-，可得如下曲線方程(-)(-) 其中，Y表示溫度，X表示電流。而mA的信號對應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為，得如下曲線方程(-).(-)其中，Z表

55、示AIW值，X表示電流。(-)/(-)得， -對應(yīng)的內(nèi)部AIW值可經(jīng)過式(-)計(jì)算獲得，例如對應(yīng)的AIW值即為?，F(xiàn)給出輸入量采樣與Er/Eh計(jì)算的程序：模擬量輸入映像區(qū)中的AIW、AIW分別為溫度和濕度的丈量值，將其存放于存儲(chǔ)單元VW、VW中，作為后續(xù)運(yùn)算的預(yù)備。以種植蝴蝶蘭為例，溫度設(shè)定值T =，濕度設(shè)定值H =%RH，經(jīng)過上述計(jì)算方法得各自對應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值分別為、，將其分別存放于存儲(chǔ)單元VW、VW中，然后進(jìn)展求誤差的運(yùn)算。.模糊控制表查詢程序設(shè)計(jì)模糊控制查詢表本質(zhì)上可了解為一個(gè)的二維數(shù)組，將其存放于VW開場的個(gè)字Word單元中,即VW、VWVW，表.中每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的三種形狀“、“、“X分別用

56、二進(jìn)制位的兩位“、“、“表示，方便程序執(zhí)行時(shí)查詢。引入指針的概念，用于模糊控制表的查詢?nèi)蝿?wù)，量化等級確定后，經(jīng)過下面的程序可定位到查詢表中的詳細(xì)位置，取出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出形狀。將數(shù)組首地址賦值給指針VD，經(jīng)過公式(VW +VW)計(jì)算其偏移量，在查詢表中定位，將表中相應(yīng)內(nèi)容賦給VW。.輸入量控制程序設(shè)計(jì)程序的最終目的是輸出量控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定目的準(zhǔn)確任務(wù)。正反轉(zhuǎn)設(shè)備輸出上述程序?yàn)樘齑半姍C(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。當(dāng)二進(jìn)制的兩位V.、V.為“時(shí)，Q.得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，直至碰到限位開關(guān)開極限I.，電機(jī)停頓；當(dāng)二進(jìn)制的兩位V.、V.為“時(shí)，Q.得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)，直至碰到限位開關(guān)關(guān)極限I.，電機(jī)停頓；當(dāng)二進(jìn)制的兩位V

57、.、V.為“時(shí)，堅(jiān)持上一時(shí)辰形狀不變。前側(cè)窗、后側(cè)窗、外遮陽均屬于正反轉(zhuǎn)設(shè)備，程序的編寫類似天窗的情況。開/關(guān)設(shè)備輸出上述程序?yàn)榄h(huán)流風(fēng)機(jī)的開/關(guān)控制。當(dāng)二進(jìn)制的兩位V.、V.為“時(shí)，Q.得電，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)二進(jìn)制的兩位V.、V.為“時(shí)，Q.失電，風(fēng)機(jī)停頓；當(dāng)二進(jìn)制的兩位V.、V.為“時(shí)，堅(jiān)持上一時(shí)辰形狀不變。熱風(fēng)機(jī)、微霧加濕機(jī)均屬于開/關(guān)設(shè)備，程序的編寫類似環(huán)流風(fēng)機(jī)的情況。.超限控制程序設(shè)計(jì)模糊控制過程中，對濕度、溫度的控制能根本滿足要求，特別是微霧加濕機(jī)適時(shí)的運(yùn)用，已能滿足蘭花類植物高濕度的要求，而熱風(fēng)機(jī)的運(yùn)用也可處理溫度過低情況下的增溫。但在炎熱的夏季，室外溫度很高，自然通風(fēng)(主要經(jīng)過天窗、

58、側(cè)窗開啟)和一級強(qiáng)迫通風(fēng)(主要經(jīng)過環(huán)流風(fēng)機(jī)開啟)依然無法有效降低溫度時(shí)，這時(shí)需運(yùn)用二級強(qiáng)迫通風(fēng)(風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)的開啟)。前面曾經(jīng)提到風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)降溫是夏季高溫下溫室降溫的最經(jīng)濟(jì)、最有效的強(qiáng)迫降溫方式。下面是針對此類超限情況下的程序：上述程序中，為保證風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)的有效運(yùn)用，需先封鎖側(cè)窗與天窗，以確保溫室的相對密閉，繼而在濕簾風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后將室內(nèi)的空氣強(qiáng)迫抽出，構(gòu)成負(fù)壓，同時(shí)，水泵將水打在對面的濕簾墻上，室外空氣被負(fù)壓吸入室內(nèi)時(shí)，以一定的速度從濕簾的縫隙穿過，導(dǎo)致水分蒸發(fā)、降溫，冷空氣流經(jīng)溫室，吸收室內(nèi)熱量后，經(jīng)風(fēng)扇排出，從而到達(dá)降溫目的。開啟濕簾風(fēng)機(jī)與濕簾水泵的同時(shí)，開啟環(huán)流風(fēng)機(jī)，封鎖外遮陽系統(tǒng)，一

59、致協(xié)調(diào)任務(wù)，提高降溫效率。至此，對PLC主體部分的程序作了必要的闡明，整個(gè)程序經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，完成了對模糊控制算法的軟件實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)經(jīng)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)，具有控制精度高、超調(diào)量小、呼應(yīng)快等特點(diǎn)，測試結(jié)果可參見后續(xù).節(jié)的實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的顯示效果。.本章小結(jié)本章根據(jù)溫室環(huán)境系統(tǒng)時(shí)變、多變量耦合、非線性等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出基于模糊控制實(shí)際的溫室智能環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，采用模糊控制算法中的T-S模型，并完成了相關(guān)程序的編寫。該方法運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)基地，結(jié)果闡明該方法能到達(dá)預(yù)期的控制效果。第四章Profibus-DP現(xiàn)場總線技術(shù)運(yùn)用.引言現(xiàn)場總線技術(shù)是運(yùn)用于消費(fèi)現(xiàn)場、在微機(jī)化測控設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通訊的技術(shù)，具有互操

60、作性和互用性強(qiáng)、對現(xiàn)場環(huán)境具有較高的順應(yīng)性等技術(shù)優(yōu)勢。目前工程運(yùn)用中的現(xiàn)場總線類型繁多,且未能一致到獨(dú)一的總線規(guī)范上來,如現(xiàn)場國際規(guī)范IEC 就包括FF、Profibus、HSE、ControlNet等八種類型,而現(xiàn)實(shí)上總線規(guī)范多達(dá)幾十種，因此出現(xiàn)了多種現(xiàn)場總線并存的局面，這些現(xiàn)場總線在技術(shù)上各有特征，目前它們還不能相互替代運(yùn)用到一切領(lǐng)域。對于溫室環(huán)境控制系統(tǒng)而言，現(xiàn)場總線的應(yīng)器具有其特殊性：控制對象規(guī)模相對較小，設(shè)備規(guī)劃緊湊，信號干擾嚴(yán)重等。思索以上要素，系統(tǒng)應(yīng)采用實(shí)時(shí)性好、抗干擾性強(qiáng)、開發(fā)及運(yùn)用難度較小的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。經(jīng)過與其它多種類型的現(xiàn)場總線技術(shù)作對比，本文選用通訊速度快、實(shí)時(shí)性好、組