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

1、題 目基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)研究學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào)院 （系） 指導(dǎo)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、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)前國(guó)際前沿性研究領(lǐng)域。如何利用自動(dòng)控制系統(tǒng)有效地提高溫室環(huán)境控制水平和現(xiàn)代化管理程度，是溫室技術(shù)研究的重要課題之一。隨著過程控制技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)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)的生產(chǎn)設(shè)施中，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)的主要研究方向。本文論述了溫室環(huán)境的控制原理，介紹了溫室的結(jié)構(gòu)和材料，分析了溫度、濕度對(duì)溫室內(nèi)作物的影響，并在此基

2、礎(chǔ)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)處理等任務(wù)；而下位機(jī)主要完成數(shù)據(jù)采集、處理等實(shí)時(shí)控制任務(wù)。本文以智能溫室為研究對(duì)象，對(duì)智能溫室的控制算法進(jìn)行研究。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)滯等現(xiàn)象，很難對(duì)這類系統(tǒng)建立精確的數(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)行模糊推理，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，解決了監(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)軟件，根據(jù)溫室環(huán)境

3、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。文章最后將模糊理論的知識(shí)表達(dá)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力有機(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(duì)溫室灌溉系統(tǒng)的控制，在MATLAB中進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，由此驗(yàn)證了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種控制方法應(yīng)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)際運(yùn)行表明：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(cè)控系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：溫室，現(xiàn)場(chǎng)總線，智能控制，可編程控制器目錄第一章 緒論.51.1課題的研究意義及項(xiàng)目背景.51.2國(guó)外溫室發(fā)展概況.51.3國(guó)內(nèi)溫室發(fā)展概況.6

4、1.4溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì).71.5論文的內(nèi)容安排.9第二章系統(tǒng)總體方案及硬件部分設(shè)計(jì).92.1引言.92.2溫室結(jié)構(gòu)與材料.92.3智能溫室控制系統(tǒng)總體方案.112.4系統(tǒng)硬件選型方案.112.4.1 PLC及擴(kuò)展模塊選型.112.4.2上位機(jī)硬件配置.122.4.3傳感器的選擇.132.4.4環(huán)境調(diào)控系統(tǒng).132.5系統(tǒng)硬件接線圖.172.5.1系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì).172.5.2系統(tǒng)其他部分電路設(shè)計(jì).182.5.3 PLC部分電氣線路設(shè)計(jì).192.6本章小結(jié).23第三章模糊控制算法在溫室控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.233.1引言.233.2模糊控制系統(tǒng)概述.243.2.1模糊控制的特點(diǎn).243.2.2

5、模糊控制器的組成.243.3溫室環(huán)境因子研究.253.3.1溫度對(duì)作物生長(zhǎng)的影響.253.3.2濕度對(duì)作物生長(zhǎng)的影響.263.3.3溫度、濕度特性和控制方法分析.263.4多變量模糊控制器的設(shè)計(jì).273.4.1輸入輸出變量的確定.273.4.2模糊語言值的選取.273.4.3模糊變量的論域和比例因子的確定.273.5模糊控制的PLC程序?qū)崿F(xiàn).283.5.1輸入量采樣及模糊量化算法程序設(shè)計(jì).293.5.2模糊控制表查詢程序設(shè)計(jì).313.5.3輸入量控制程序設(shè)計(jì).323.5.4超限控制程序設(shè)計(jì).333.6本章小結(jié).35第四章PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用.354.1引言.354.2 PRO

6、FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線概述.354.2.1 Profibus-DP的協(xié)議結(jié)構(gòu).364.2.2 Profibus-DP的基本功能.364.2.3 Profibus-DP總線設(shè)備類型.384.2.4 GSD文件.384.3基于PROFIBUS-DP的PLC控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì).394.3.1系統(tǒng)總線設(shè)備類型的選擇.394.3.2系統(tǒng)硬件組態(tài).394.3.3軟件編程.404.3.4下載與調(diào)試.404.4本章小結(jié).41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).41第六章總結(jié)與展望.416.1工作總結(jié).426.2展望.42參考文獻(xiàn).44第一章緒論1.1課題的研究意義及項(xiàng)目背景溫室環(huán)境控制是一項(xiàng)綜合性工程，它是當(dāng)代農(nóng)

7、業(yè)生物學(xué)、環(huán)境工程、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、管理科學(xué)等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在為作物創(chuàng)造最佳生長(zhǎng)條件，避免外界四季變化和惡劣氣候的影響，以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長(zhǎng)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。研究開發(fā)并推廣使用性能優(yōu)越、運(yùn)行可靠的溫室智能控制系統(tǒng)將是溫室生產(chǎn)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、CO2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)發(fā)達(dá)的國(guó)家，其現(xiàn)代溫室已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，但這些溫室產(chǎn)品的成本相對(duì)較高，如加拿大ARGUS公司，每套溫室控制器的價(jià)格在十萬元左右；以色列國(guó)家農(nóng)業(yè)中心的一片玻璃試驗(yàn)溫室，每間的造

8、價(jià)高達(dá)上百萬美元。另外，由于氣候條件不同，地理環(huán)境差異以及種植農(nóng)作物的不同，在客觀上限制了國(guó)外溫室產(chǎn)品在我國(guó)的運(yùn)用。國(guó)內(nèi)已有的一些溫室存在技術(shù)水平發(fā)展緩慢，管理體系落后等缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和溫室自動(dòng)化控制發(fā)展的要求。因此，研究開發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情、具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)、高效率、低成本運(yùn)行的溫室控制系統(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有限公司聯(lián)合建立了“蘇州大學(xué)日昌升智能溫室工程技術(shù)與設(shè)備研究中心”。該中心的發(fā)展目標(biāo)是瞄準(zhǔn)21世紀(jì)高科技設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，研究并開發(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(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)進(jìn)程。本課題在上

9、述實(shí)際項(xiàng)目背景下，旨在探尋溫室環(huán)境的自動(dòng)控制方案與實(shí)現(xiàn)形式，開發(fā)出適合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要的溫室環(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精確的控制效果，創(chuàng)造一個(gè)良好的人工氣象環(huán)境，以消對(duì)作物生長(zhǎng)不利的環(huán)境因素來促進(jìn)作物生長(zhǎng)，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)?？蒲信c企業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，并推動(dòng)我國(guó)自主研發(fā)型溫室系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程。1.2國(guó)外溫室發(fā)展概況國(guó)外溫室控制研究起步較早，可追溯到20世紀(jì)40年代，早在1949年，美國(guó)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，并在此基礎(chǔ)上開展了包括農(nóng)作物在內(nèi)的多種植物對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)性和抗御能力的基礎(chǔ)性研究。1953年，日本在三島國(guó)

10、立遺傳研究所建成了用于科研的大型模擬溫室，同年，荷蘭建成了當(dāng)時(shí)世界上規(guī)模最大的人工日光溫室。70年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，荷蘭、美國(guó)、日本和意大利等國(guó)相繼采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫室環(huán)境的監(jiān)控，并對(duì)其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行了多方面的有益嘗試。80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)行現(xiàn)場(chǎng)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(guó)、荷蘭、以色列和日本等國(guó)較為先進(jìn)，可以根據(jù)溫室作物的要求和特點(diǎn)，對(duì)溫室內(nèi)光照、溫度、濕度、CO2等諸多因子進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。在綜合控制成本和效益、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)備的研制等方面均取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并帶動(dòng)了溫室配

11、套產(chǎn)業(yè)的發(fā)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)大力發(fā)展并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，該國(guó)每年投入8000多萬美元（約占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的3%）用于開展綜合配套的協(xié)作攻關(guān)，創(chuàng)辦示范基地，推廣綜合配套技術(shù)，諸多新技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用不僅極大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)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)先水平。在設(shè)施頂面涂層隔熱技術(shù)，冬天保溫加濕的雙層充氣膜、鍋爐、燃油加熱系統(tǒng)、CO2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(guó)、日本等國(guó)家建造了當(dāng)今世界

12、上最為先進(jìn)的植物工廠，采取完全封閉生產(chǎn)，人工補(bǔ)充光照，全電腦控制及機(jī)器人或機(jī)械手進(jìn)行播種、移動(dòng)作業(yè)、采收等多種先進(jìn)技術(shù)?？傊?，遙測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制局域網(wǎng)等已逐漸應(yīng)用于溫室的管理與控制中，發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室控制技術(shù)正向高度自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。1.3國(guó)內(nèi)溫室發(fā)展概況相比國(guó)外而言，我國(guó)溫室控制的研究與開發(fā)起步較晚，20世紀(jì)70年代，政府開始3大力發(fā)展以塑料大棚、節(jié)能日光溫室為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)，促進(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)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)期投入使用，但只限于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析計(jì)算。直至80年代，計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用于溫室的控制與管理領(lǐng)域。在隨后的20年間，我國(guó)先后從荷蘭、以色列、日本、美國(guó)

13、等國(guó)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19951998年間，我國(guó)共引進(jìn)溫室413萬平方米，主要分布于經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的東部、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(guó)的實(shí)際氣候相適宜；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)代化溫室栽培的專用品種和技術(shù)，難以實(shí)施規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的生產(chǎn)。以上問題的存在使得一些溫室入不敷出。在吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，溫室的生產(chǎn)與使用企業(yè)開始走一條從引進(jìn)到消化吸收的新路，自主開發(fā)型溫室逐步發(fā)展起來。清華大學(xué)的鄭學(xué)堅(jiān)最先提出了應(yīng)用單片機(jī)控制人工氣候箱的方法和思路，隨后中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院徐師華報(bào)道

14、了TP-801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試驗(yàn)；陳思聰?shù)热搜芯苛艘怨?jié)能為目標(biāo)的溫室微機(jī)控制系統(tǒng)；于海業(yè)等人研制的溫室環(huán)境自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度、濕度等參數(shù)。l996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-51單片機(jī)為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)溫室溫度、濕度、光照度、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)的測(cè)控；1997年以來，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在溫室環(huán)境的自動(dòng)控制技術(shù)方面也取得了一定的成果?？傊?，我國(guó)溫室環(huán)境控制系統(tǒng)應(yīng)用與研究正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性研究應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。1.4溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)溫室控制系統(tǒng)是設(shè)施

15、農(nóng)業(yè)的重要組成部分，具有廣闊的應(yīng)用前景，其發(fā)展趨勢(shì)可概括為以下幾點(diǎn)：（1）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)終端模式，該模式通過一個(gè)主機(jī)作為控制中心，負(fù)責(zé)對(duì)其它各子系統(tǒng)進(jìn)行控制管理，靈活性差且投入大，針對(duì)時(shí)空變異性大、空間布性強(qiáng)、多參數(shù)相互影響的實(shí)際溫室系統(tǒng)而言，很難實(shí)現(xiàn)高投入高產(chǎn)出的目標(biāo)。分布式控制系統(tǒng)是溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，其采用服務(wù)器客戶模式，系統(tǒng)中的每一個(gè)子處理器處理所采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，而由主處理器存儲(chǔ)、顯示并管理子處理器傳送來的數(shù)據(jù)，主處理器可以向每個(gè)子處理器發(fā)送控制設(shè)定值和其它控制參數(shù)，同時(shí)每個(gè)子處理器又可以獨(dú)立工作。系統(tǒng)表現(xiàn)出來的適應(yīng)性好、可靠

16、性高、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，可使溫室達(dá)到更好的控制效果，從而產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。（2）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球性的網(wǎng)絡(luò)化、信息化進(jìn)程加快，并成為發(fā)展速度最快、最具活力的高科技領(lǐng)域，將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用于溫室的生產(chǎn)與管理系統(tǒng)之中必將成為一種趨勢(shì)。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(chǎng)需求，來指導(dǎo)溫室生產(chǎn)的規(guī)模、種植的品種、最佳上市時(shí)間等，并可通過在線服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行咨詢。此外，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)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)的不斷發(fā)展，對(duì)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)化的方向發(fā)展?，F(xiàn)代智

17、能溫室測(cè)控系統(tǒng)與Internet相連接，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)代化溫室集群發(fā)展的要求，也是集約化可控設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。（3）專家系統(tǒng)的應(yīng)用與控制算法的發(fā)展專家系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用研究的一個(gè)重要分支，現(xiàn)已廣泛應(yīng)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，可以捕捉和保存寶貴的工程知識(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，因此在處理與解決某些領(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)應(yīng)用于溫室環(huán)境控制己得到了研究者的重視。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

18、。與此同時(shí)，將作物生長(zhǎng)模型與專家系統(tǒng)相結(jié)合的研究也得以發(fā)展，如虛擬農(nóng)業(yè) (VirtualAgriculture)概念的提出。在控制算法方面，研究者已逐步將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法及模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、智能化水平。然而，這些溫室的控制水平、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(zhǎng)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，這無疑是推動(dòng)溫室應(yīng)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)中更為廣泛的應(yīng)用將是溫室技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。（4）溫室規(guī)模的擴(kuò)大隨著溫室技術(shù)的發(fā)展，溫室規(guī)模呈擴(kuò)大趨勢(shì)。目前在農(nóng)業(yè)

19、技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，單棟面積在1h以上的溫室已相當(dāng)普遍。在荷蘭，19751995年間，經(jīng)營(yíng)0.010.5公頃溫室面積的農(nóng)戶由5900戶降至1660戶，而經(jīng)營(yíng)大于2公頃的農(nóng)戶由101戶增至442戶，與此同時(shí)，經(jīng)營(yíng)總戶數(shù)由9770戶降至4640戶，平均每戶經(jīng)營(yíng)面積由0.48公頃增至0.9公頃，表現(xiàn)出經(jīng)營(yíng)農(nóng)戶數(shù)減少，每戶經(jīng)營(yíng)面積增加的趨勢(shì)。21世紀(jì)我國(guó)也將重點(diǎn)發(fā)展大型連棟溫室，以提高溫室農(nóng)業(yè)的總體水平和規(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)水平、降低生產(chǎn)成本及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等方面均凸顯其優(yōu)勢(shì)。1.5論文的內(nèi)容安排現(xiàn)代化溫室應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，采用連續(xù)的生產(chǎn)方式和先進(jìn)的管理方式，高效、均衡

20、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)、生產(chǎn)條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源的科學(xué)開發(fā)和合理應(yīng)用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文的總體目標(biāo)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)。其工作重點(diǎn)包含以下幾個(gè)方面：（1）利用模糊控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境的智能控制。（2）借鑒目前在工業(yè)控制領(lǐng)域中發(fā)展迅速的現(xiàn)場(chǎng)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)。（3）運(yùn)用力控軟件創(chuàng)建上位機(jī)監(jiān)控界面，對(duì)溫室環(huán)境實(shí)施組態(tài)監(jiān)控。（4）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，從理論和仿真實(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)2.1引言隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，溫

21、室的設(shè)計(jì)日趨科學(xué)，結(jié)構(gòu)更加合理，內(nèi)部配套設(shè)施更加完善。本文的研究對(duì)象是新型的智能化日光溫室，針對(duì)溫室栽培生產(chǎn)的特殊性，設(shè)計(jì)出基于現(xiàn)場(chǎng)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)境控制的需要。本章首先介紹溫室的結(jié)構(gòu)與材料，在此基礎(chǔ)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)備選型和硬件電路設(shè)計(jì)。2.2溫室結(jié)構(gòu)與材料溫室是具有鮮明使用功能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性建筑，其主體是建筑工程問題，設(shè)計(jì)建造必須按照建筑相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程進(jìn)行，而主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作又類同于機(jī)械加工產(chǎn)品。溫室是由基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)材料等所形成的相對(duì)密閉的實(shí)用型建筑，主要起到承載各種荷載、保溫、防雨雪等作用。本小

22、節(jié)介紹的內(nèi)容主要涉及溫室建筑和機(jī)械方面的內(nèi)容，并非本文研究重點(diǎn)，但又必不可少，因此作扼要介紹。（1）主體骨架設(shè)計(jì)采用熱鍍鋅鋼骨架，一跨三屋脊結(jié)構(gòu)。立柱采用雙面熱鍍鋅矩型鋼管100602.5mm，橫梁采用熱鍍鋅復(fù)合式焊接橫梁（熱鍍鋅）40402mm，水槽采用2.5mm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連接，溫室覆蓋材料采用專用鋁合金型材固定。（2）覆蓋材料目前我國(guó)溫室所使用的覆蓋材料大體分為薄膜、PC板材、單層浮法玻璃三類。這三類覆蓋材料各自的優(yōu)缺點(diǎn)見表2.1所述。表2.1各類溫室覆蓋材料的優(yōu)缺點(diǎn)覆蓋材料優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)薄膜1.薄膜溫室造價(jià)低（0.12mm的薄膜大約2

23、.53.0元/）2.透光率高（PVC膜為88.9%）1.使用壽命短，13年需換膜一次2.保溫性差（傳熱系數(shù)為6.4W/ K）PC板材1.透光率可達(dá)79%2.使用壽命可達(dá)10年3.良好的保溫效果（傳熱系數(shù)3.3W/K）1.價(jià)格較貴（約7098元/）2.PC板中空層易進(jìn)水汽，影響采光性能3.靜電原因，易吸附灰塵，清除困難單層浮法玻璃1.透光率高達(dá)89%2.使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年，抗老化性能好3.價(jià)格適中（5mm的浮法玻璃約25元/）1.保溫性差（傳熱系數(shù)為5.9W/K）本溫室采用雙層中空玻璃這一新型溫室覆蓋材料，單層玻璃厚度分別為4mm、5mm，中間空氣層厚度分別為9mm、6mm。中空玻璃具有良好的保

24、溫效果（傳熱系數(shù)3.2W/K），透光率可達(dá)80%，采用專用的鋁條密封，內(nèi)置干燥劑，可防止中空層形成水汽，并具有較好的隔聲效果，外觀大方，價(jià)格與雙層PC中空板相當(dāng)，適宜于種植蘭花這一類高檔花卉。（3）性能指標(biāo)風(fēng)載0.4kN/；吊掛荷載0.15kN/；雪載0.3kN/；最大排雨量140mm/h。2.3智能溫室控制系統(tǒng)總體方案作物的生長(zhǎng)發(fā)育除決定于其自身的遺傳特性外，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、二氧化碳等因素構(gòu)成。各個(gè)環(huán)境因子之間不是孤立，而是相互聯(lián)系、相互制約的，環(huán)境中一個(gè)因子變化會(huì)引起其他因子不同程度的變化。因此，自然環(huán)境因子對(duì)作物的作用是各個(gè)環(huán)境因子綜

25、合作用的結(jié)果。溫室是用來改善植物的生長(zhǎng)環(huán)境，避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L(zhǎng)的不利影響，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的條件。圖2.2為智能溫室控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。圖2.2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作為控制核心。通過傳感器檢測(cè)溫室中的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)變送轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（420mA）后送入S7-200的模擬量輸入模塊EM231，PLC通過模糊控制算法進(jìn)行分析處理，輸出開關(guān)量，通過驅(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，借鑒DCS的分層控制結(jié)構(gòu)形式，采用現(xiàn)場(chǎng)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)施監(jiān)控，通過MCGS組態(tài)完成數(shù)據(jù)管理

26、、智能決策、歷史/實(shí)時(shí)曲線、報(bào)警等功能。2.4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(hào)較多，選擇余地較大，故選型時(shí)應(yīng)從溫室控制的實(shí)際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考慮。2.4.1 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、通用靈活、使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航天、冶金、化工、機(jī)械等行業(yè)得以推廣應(yīng)用。它以微處理器技術(shù)為基礎(chǔ)，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)控制裝置，不僅具有微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算和邏輯判斷能力，同時(shí)具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和通信等更強(qiáng)大的功能，指令系統(tǒng)豐富，程序結(jié)構(gòu)靈活，既可以控制開關(guān)量及順序

27、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)專用機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。PLC通信依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)，并具有智能通信的功能使PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與PLC、PLC與其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC除了具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置支持各通信協(xié)議的接口。在綜合考慮功能，保證可靠、維護(hù)使用方便以及最佳的性能價(jià)格比之后，我們選擇了西門子公司的S7系列PLC作為系統(tǒng)的PLC控制器。CPU226是西門子公司S7-200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)、

28、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格及強(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。EM231為S7-200 PLC的模擬量擴(kuò)展模塊，有4路模擬量輸入，工作電壓為DC24V，分辨率為12位，其輸入信號(hào)可以是電壓（單極性010V、05V或雙極性5V、2.5V）也可以是電流（020mA）,用撥碼開關(guān)（SW1SW3）選擇模擬量輸入范圍。該模塊接收檢測(cè)環(huán)節(jié)送出的電流或電壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，存放于存儲(chǔ)區(qū)域相應(yīng)的寄存器，供CPU用軟件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)算法。CPU315-2DP是西門子公司推出的一款適合于中等規(guī)模控制系統(tǒng)的PLC，采用緊湊的無槽位限制的模塊結(jié)構(gòu)，具有擴(kuò)展性好、通信能力強(qiáng)等特點(diǎn)。CPU3

29、15-2DP帶兩個(gè)通信接口：一個(gè)符合EN5170標(biāo)準(zhǔn)的Profibus-DP接口用于同S7-200的Profibus通訊，另一個(gè)MPI接口用于同上位PC機(jī)的MPI通訊。112.4.2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-610，256M內(nèi)存，80G硬盤，機(jī)箱結(jié)構(gòu)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)行Microsoft Windows2000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)不間斷電源UPS供電，保證數(shù)據(jù)的完整記錄，主板帶有串行口，配有網(wǎng)卡CP5611，并安裝西門子STEP 7編程軟件和MCGS組態(tài)軟件。2.4.3

30、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(hào)為HMD40的產(chǎn)品，該款傳感器具有測(cè)量精度高，易于安裝、響應(yīng)速度快，對(duì)環(huán)境要求較低等特點(diǎn)，其外觀如圖2.3所示。圖2.3 HMD40型溫/濕度傳感變送器實(shí)物圖該傳感器的主要性能指標(biāo)如下：溫度檢測(cè)范圍：-1060；測(cè)量精度：0.3%濕度檢測(cè)范圍：0100%RH；測(cè)量精度：1.5%RH工作電壓：1028V DC輸出信號(hào)：420mA2.4.4環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)（1）外遮陽系統(tǒng)我國(guó)大部分地區(qū)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擋在室外，可根據(jù)室內(nèi)植物的要求選擇合適的遮陽率，一般選用50%70%的遮陽率，利用外遮

31、陽系統(tǒng)，可使室內(nèi)溫度降低35。1.減速電機(jī)2.換向輪3.壓幕線4.托幕線5.驅(qū)動(dòng)線6.驅(qū)動(dòng)邊型材7.拉幕梁圖2.4鋼索拉幕遮陽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本文選用北京碧斯凱公司的鋼索拉幕遮陽系統(tǒng)，其安裝結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。其中減速電機(jī)處于整個(gè)溫室的中心，電機(jī)的輸出軸中心線與拉幕梁下表面之間的距離約200mm，驅(qū)動(dòng)線之間的間距3000mm，換向輪則布置在溫室的兩端。（2）扭矩分配連續(xù)開窗系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除包含傳統(tǒng)連續(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，還增加了蝸輪減速箱、扭矩分配器等部件，系統(tǒng)原理如圖2.5所示，蝸輪減速箱及扭矩分配器，將減速電機(jī)輸出的扭矩通過扭矩分配器均勻分配至每排窗戶的蝸輪減速箱

32、上，蝸輪減速箱再帶動(dòng)齒輪齒條實(shí)現(xiàn)天窗的開閉。1.減速電機(jī)2.扭矩分配器3.蝸輪減速箱4.齒輪齒條圖2.5連續(xù)開天窗機(jī)構(gòu)示意圖減速電機(jī)選用荷蘭DE GIER公司的GW30型號(hào)減速電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為30rpm，并非傳統(tǒng)連續(xù)開窗系統(tǒng)所用的2.6rpm，針對(duì)上述設(shè)計(jì)的一棟跨度為9.6m，每跨3個(gè)尖頂，共2跨的溫室而言，若配置雙面連續(xù)開窗，按傳統(tǒng)連續(xù)開窗方式需12臺(tái)減速電13機(jī)，而采用扭矩分配連續(xù)開窗系統(tǒng)，則只需2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)的建造成本，此外，系統(tǒng)總功率的減少，使用過程更省電。（3）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(guó)際流行的電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)一體化的

33、結(jié)構(gòu)，限位開關(guān)與配電控制結(jié)合具有工作和急停等功能，使得電機(jī)運(yùn)行更可靠、更安全，此外還具有轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大、運(yùn)行噪音低等特點(diǎn)。（4）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)則布置一定數(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形成有序的流動(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。在綜合考慮種植作物種類、室內(nèi)循環(huán)通風(fēng)量等因素后，采用如圖2.6所示的平行式布局形式，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，這種布置形式通風(fēng)效率高，對(duì)種植密度大、密閉要求高的溫室非常適用。圖2.6循環(huán)風(fēng)機(jī)布局形式俯視圖環(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)采用性能卓越的“海爾”三防專用

34、電機(jī)，經(jīng)過“海爾”實(shí)驗(yàn)室360小時(shí)破環(huán)性試驗(yàn)；外殼采用先進(jìn)的整體集流器設(shè)計(jì)，國(guó)際先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)及熱自動(dòng)保護(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)。（5）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2.7所示，未飽和的空氣流經(jīng)多孔、濕潤(rùn)的濕簾表面時(shí)，大量水分蒸發(fā)，空氣中由溫度體現(xiàn)的顯熱轉(zhuǎn)化為蒸發(fā)潛熱，從而降低空氣自身的溫度。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)，從而達(dá)到降溫效果?！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)制降溫方式。圖2.7風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)原理圖（6）燃油熱風(fēng)機(jī)加熱系統(tǒng)系統(tǒng)選用北京盛芳

35、園科技有限公司KR80-100型燃油熱風(fēng)機(jī)，額定發(fā)熱量為92880kcal/h，經(jīng)測(cè)算，能滿足供熱面積在600左右的溫室，其結(jié)構(gòu)如圖2.8所示。圖2.8 KR80-100型燃油熱風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)備由風(fēng)機(jī)、高效換熱器、燃燒器及自動(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)傳輸距離長(zhǎng)，采暖區(qū)溫度更均勻。換熱器采用圓環(huán)柱筒形煙、空氣夾套式結(jié)構(gòu)，換熱器材料全為不銹鋼，換熱面積大，排煙溫度低，熱效率高。燃燒器采用世界品牌意大利RIELLO公司的產(chǎn)品，燃燒效率高達(dá)98100%，環(huán)保節(jié)能設(shè)有火焰探測(cè)裝置，燃燒安全可靠。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

36、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)過載保護(hù)、爐膛過熱保護(hù)、點(diǎn)火失敗保護(hù)、環(huán)境及爐膛監(jiān)控等功能，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。（7）微霧加濕機(jī)選用北京瀚寧空氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓微霧加濕機(jī)，該產(chǎn)品將精濾的自來水加壓至7MPa，再通過高壓水管傳送到噴嘴，經(jīng)超微細(xì)的噴頭霧化后以310微米的微霧噴射到整個(gè)空間，使溫室達(dá)到增濕的效果。加濕器主機(jī)采用美國(guó)進(jìn)口高壓陶瓷柱塞泵，壓力大、硬度強(qiáng)，配備品質(zhì)卓越的專業(yè)電機(jī)一起工作，具有效率高、省電、噪音小等特點(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-3微霧加濕器的加濕量為60300kg/h，可滿足加濕面積在600左右溫室的需要。2.5系

37、統(tǒng)硬件接線圖2.5.1系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)圖2.9系統(tǒng)主電路系統(tǒng)硬件主電路如圖2.9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)，需通過電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止來完成相應(yīng)結(jié)構(gòu)的開啟與閉合，因此它們的工作主電路相似。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)光燈則屬于開/關(guān)設(shè)備。QK為刀開關(guān)，用于控制整個(gè)主電路的啟停；QF0為總分?jǐn)嗥?，QF1QF8為分?jǐn)嗦菲?，F(xiàn)U1為熔斷器，分別對(duì)主線路與各個(gè)分線路實(shí)施短路和過載保護(hù)；FR1FR8為熱繼電器，對(duì)電機(jī)起斷相和過載保護(hù)的作用。KM1KM13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?？刂啤?

38、.5.2系統(tǒng)其他部分電路設(shè)計(jì)（1）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、測(cè)量、信號(hào)等元件，以及所有內(nèi)部的電氣和機(jī)械連接部件構(gòu)成的一個(gè)組合體?？刂乒裆吓溆惺謩?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)故障或設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)使用，正常情況下，切換至自動(dòng)狀態(tài)，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)行狀態(tài)，而指示燈部分則顯示各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。（2）正反轉(zhuǎn)設(shè)備控制電路17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，做以下介紹。圖2.10天窗控制電路原理圖天窗控制電路原理圖如圖2.10所示，K1為手動(dòng)/自動(dòng)的切

39、換開關(guān)。在手動(dòng)狀態(tài)下，SB1、SB2分別為開窗、關(guān)窗按鈕，SB3為天窗停止按鈕。按下按鈕SB1，交流接觸器KM1的線圈得電，指示燈L1亮，同時(shí)KM1的常開觸點(diǎn)閉合，起自鎖作用，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，天窗打開，當(dāng)天窗開啟到最大位置后觸碰天窗限位開關(guān)SQ1，其常閉觸點(diǎn)斷開，KM1的線圈失電，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；同理當(dāng)按下按鈕SB2，天窗關(guān)閉，到關(guān)閉的最大位置后，電機(jī)停轉(zhuǎn)；按下按鈕SB3，KM1或KM2的線圈失電，天窗停止動(dòng)作，用于急停操作。接觸器KM1、KM2的互鎖可防止兩個(gè)接觸器同時(shí)得電吸合。在自動(dòng)狀態(tài)下，由PLC控制器實(shí)現(xiàn)控制，中間接觸器KM15的線圈（連接在PLC輸出觸點(diǎn)上，見2.5.3節(jié)）得電時(shí)，其常開

40、觸點(diǎn)閉合，天窗開啟；中間接觸器KM16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、算法和程序共同決定，在下面章節(jié)中將著重介紹。（3）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，其控制電路相似，現(xiàn)以熱風(fēng)機(jī)為例，做以下介紹。圖2.12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2.12所示，K1為手動(dòng)/自動(dòng)的切換開關(guān)。在手動(dòng)狀態(tài)下，SB13為啟動(dòng)按鈕，SB14為停止按鈕。按下按鈕SB13，交流接觸器KM9的線圈得電，指示燈L9亮，同時(shí)KM9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SB14，KM9的線圈失電，熱

41、電機(jī)停止工作。在自動(dòng)狀態(tài)下，由PLC控制器實(shí)現(xiàn)控制，中間接觸器KM23（連接在PLC輸出觸點(diǎn)上，見2.5.3節(jié)）得電時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行。熱風(fēng)機(jī)等開/關(guān)設(shè)備的啟停同樣由硬件、算法和程序共同決定，在下面章節(jié)中將作詳細(xì)介紹。2.5.3 PLC部分電氣線路設(shè)計(jì)（1）PLC I/O分配可編程控制器主單元采用西門子公司的S7-200系列CPU 226，并擴(kuò)展一個(gè)四路模擬量輸入模塊EM231，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)需要，進(jìn)行表2.2的I/O分配。表2.2 I/O分配表信號(hào)類型名稱電路中的編號(hào)PLC中地址信號(hào)類型名稱電路中的編號(hào)PLC中地址數(shù)字量輸入信號(hào)手動(dòng)/自動(dòng)切換按

42、鈕K1I0.0數(shù)字量輸出信號(hào)天窗電機(jī)正轉(zhuǎn)（開窗）KM15Q0.0總啟動(dòng)按鈕SB1I0.1天窗電機(jī)反轉(zhuǎn)（關(guān)窗）KM16Q0.1總停止按鈕SB2I0.2前側(cè)窗電機(jī)正轉(zhuǎn)（開窗）KM17Q0.2天窗限位開關(guān)（開極限）SQ11I1.0前側(cè)窗電機(jī)反轉(zhuǎn)（關(guān)窗）KM18 Q0.3天窗限位開關(guān)（關(guān)極限）SQ12I1.1后側(cè)窗電機(jī)正轉(zhuǎn)（開窗）KM19Q0.4前側(cè)窗限位開關(guān)（開極限）SQ13I1.2后側(cè)窗電機(jī)反轉(zhuǎn)（關(guān)窗）KM20Q0.519前側(cè)窗限位開關(guān)（關(guān)極限）SQ14I1.3外遮陽電機(jī)正轉(zhuǎn)（開幕）KM21Q0.6后側(cè)窗限位開關(guān)（開極限）SQ15I1.4外遮陽電機(jī)反轉(zhuǎn)（關(guān)幕）KM22 Q0.7后側(cè)窗限位開關(guān)（關(guān)極

43、限）SQ16I1.5熱風(fēng)機(jī)KM23Q1.0外遮陽限位開關(guān)（開極限）SQ17I1.6環(huán)流風(fēng)機(jī)KM24Q1.1外遮陽限位開關(guān)（關(guān)極限）SQ18I1.7濕簾風(fēng)機(jī)KM25Q1.2模擬量輸入信號(hào)溫/濕度傳感器(溫度部分)HMD40AIW0濕簾水泵KM26Q1.3溫/濕度傳感器(濕度部分)HMD40AIW2微霧加濕機(jī)KM27Q1.4（2）PLC主體模塊接線圖圖2.13 PLC主體模塊接線圖PLC主體模塊接線如圖2.13所示。PLC的輸出觸點(diǎn)負(fù)載能力偏低，如果直接帶20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)行短路保護(hù)，此外接觸器啟

44、動(dòng)和停止時(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，保護(hù)PLC觸點(diǎn)，阻容吸收電路由一個(gè)560的電阻和一個(gè)0.1F /400V的電容串聯(lián)組成。（3）溫、濕度傳感變送器HMD40與PLC擴(kuò)展模塊EM231的接口電路圖2.14溫、濕度傳感變送器與EM231的接口電路EM231具有四路模擬量輸入，輸入的信號(hào)可以是電壓也可以是電流，兼于電流對(duì)噪聲不敏感，設(shè)計(jì)時(shí)選用電流信號(hào)，傳感器經(jīng)變送后，由420mA電流來傳輸信號(hào)，可避免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SW1、SW2、SW3三個(gè)開關(guān)分別設(shè)定為

45、“ON”、“ON”、“OFF”。圖2.14給出了溫、濕度傳感變送器與EM231的接口電路。2.6本章小結(jié)本章首先介紹了智能日光溫室的結(jié)構(gòu)和材料，并在此基礎(chǔ)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)的硬件結(jié)構(gòu)，并給出主要設(shè)備的選型和硬件電路的設(shè)計(jì)，這些工作為后續(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)奠定了基礎(chǔ)。第三章模糊控制算法在溫室控制系統(tǒng)中的應(yīng)用3.1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(duì)其進(jìn)行建?？刂?。模糊控制的方法是以人對(duì)被控系統(tǒng)的控制經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)而設(shè)計(jì)的控制器，故無需建立被系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，具有良好的適應(yīng)性和魯棒性。本章的主要內(nèi)容是根據(jù)模

46、糊理論，研究該控制系統(tǒng)中的核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)后還必須通過相應(yīng)工控設(shè)備完成算法實(shí)現(xiàn)，基于SIMATIC S7-200 PLC，應(yīng)用STEP 7軟件實(shí)現(xiàn)模糊控制的程序編寫。3.2模糊控制系統(tǒng)概述生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大使得控制過程越來越復(fù)雜，經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論由于種種原因己不能滿足日益復(fù)雜的控制要求。在處理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)代控制理論的控制策略就顯得無能為力，應(yīng)用于復(fù)雜過程控制時(shí)往往受到限制，因此，先進(jìn)的控制算法得以研究推廣，模糊控制便是其中的一種。1965年，美國(guó)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

47、，為模糊集合的運(yùn)用和模糊數(shù)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，模糊科學(xué)得以發(fā)展。1974年，英國(guó)倫敦大學(xué)的教授E.H.Mamdani成功地將模糊控制運(yùn)用于鍋爐與蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)上，這一開拓性的工作標(biāo)志著模糊控制應(yīng)用階段的誕生，并繼而得到大規(guī)模發(fā)展。模糊控制從誕生到現(xiàn)在僅僅經(jīng)歷了幾十年的時(shí)間，就己在工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、軍事等方面取得了巨大的發(fā)展。對(duì)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取得令人滿意的效果。3.2.1模糊控制的特點(diǎn)模糊控制是一種應(yīng)用模糊集合理論，統(tǒng)籌考慮控制策略的應(yīng)用方式，具有如下幾個(gè)主要特點(diǎn)：（

48、1）模糊控制是以人對(duì)被控對(duì)象的控制經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)而設(shè)計(jì)的控制器，不需要被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型，特別適合被控對(duì)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。（2）模糊控制中的知識(shí)表示、控制規(guī)則和合成推理是基于專家知識(shí)或熟練操作人員的成功經(jīng)驗(yàn)，并可以通過學(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，也是一種語言控制器。（3）模糊控制系統(tǒng)的構(gòu)造和控制規(guī)則易于用軟件實(shí)現(xiàn)。（4）模糊控制抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性。模糊控制和PID控制作比較，模糊控制較之后者不僅對(duì)被控對(duì)象參數(shù)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，而且在對(duì)象模型結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變的

49、情況下，也能獲得較好的控制效果。3.2.2模糊控制器的組成數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)則庫(kù)模糊化模糊推理反模糊化圖3.1模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)圖3.1為模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)框圖，如圖可知，其主要由四部分組成：（1）模糊化：模糊控制器的輸入必須通過模糊化才能用于控制輸出，因此，這一部分實(shí)際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)行尺度變換，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。（2）知識(shí)庫(kù)：由數(shù)據(jù)庫(kù)和模糊控制規(guī)則庫(kù)兩部分組成。數(shù)據(jù)庫(kù)主要存放所有輸入輸出語言變量模糊子集的隸屬度矢量值，在模糊關(guān)系方程求解的過程中，為模糊推理提供數(shù)據(jù)。模糊控制規(guī)則

50、庫(kù)是基于專家知識(shí)或手動(dòng)操作人員長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而建立的，它是仿照人的直覺推理的一種語言表示形式，用來存放全部模糊控制規(guī)則，在推理時(shí)提供控制規(guī)則。（3）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)則中所定義的蘊(yùn)含關(guān)系，經(jīng)過合成運(yùn)算來得到模糊輸出量。考慮到推理時(shí)間的長(zhǎng)短，通常采用運(yùn)算較簡(jiǎn)單的推理方法。（4）反模糊化：模糊推理得到的仍然是一個(gè)模糊向量，不能直接用來做控制量，通過反模糊化變換，可變成表示在論域范圍內(nèi)的清晰量，然后再按比例因子經(jīng)尺度變換成實(shí)際的控制量。3.3溫室環(huán)境因子研究3.3.1溫度對(duì)作物生長(zhǎng)的影響溫度作為影響作物生長(zhǎng)發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，對(duì)作物的光合作用、呼吸作用、根系的

51、生長(zhǎng)和水分、養(yǎng)分的吸收等生理現(xiàn)象均有顯著的影響。影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境因子中以溫度最為敏感，因此對(duì)溫室環(huán)境控制的研究也是最先從溫度控制開始的。不同種類的作物對(duì)溫度的要求是不同的，同一作物在不同發(fā)育階段對(duì)溫度的要求亦有所不同，而且在同一發(fā)育期階段內(nèi)對(duì)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(zhǎng)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)境控制就是通過一定的工程措施，人為地調(diào)節(jié)溫室與外界環(huán)境之間的熱交換，使溫度維持在作物生長(zhǎng)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，增加散熱量，本文采用的通風(fēng)、遮陽、風(fēng)機(jī)濕簾降溫等都是常見的降溫方式；冬季室外氣

52、溫較低，為保持室溫，應(yīng)盡量減少失熱量，增加得熱量，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(zhǎng)。3.3.2濕度對(duì)作物生長(zhǎng)的影響水是作物的基本組成部分之一，一般溫室作物的含水率高達(dá)80%-95%，作物的諸多生命活動(dòng)均在水的參與下進(jìn)行，比如光合作用、蒸騰作用等。適當(dāng)?shù)目諝鉂穸瓤梢詾樽魑锷L(zhǎng)營(yíng)造良好的水分環(huán)境，空氣濕度過低，影響細(xì)胞伸長(zhǎng)，使細(xì)胞分裂受阻，由于水分不足，作物氣孔關(guān)閉，CO2交換降低，光合作用顯著下降，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，并抑制作物蒸騰作用，影響作物24對(duì)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、采暖等因素的影

53、響，本文主要通過通風(fēng)換氣、加熱等方式降濕，而通過微霧加濕器增濕。3.3.3溫度、濕度特性和控制方法分析溫室內(nèi)溫度、濕度是本課題的研究對(duì)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狀態(tài)，再加上作物本身生長(zhǎng)活動(dòng)，不能按照傳統(tǒng)控制工程的方法對(duì)其建模。其二，一般溫室面積都比較大，溫、濕度分布是不均勻的，內(nèi)部各點(diǎn)狀態(tài)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因素，溫室結(jié)構(gòu)對(duì)溫濕度也有影響。其三，對(duì)于外界所施加的作用，系統(tǒng)并不立即響應(yīng)，而是經(jīng)過一段時(shí)間的延遲才有反應(yīng)。其四，系統(tǒng)各變量之間并不是互相獨(dú)立，對(duì)溫、濕度中某一目標(biāo)的控制，總會(huì)影響

54、到另一個(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)的主要目的是增加濕度，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。總之，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起構(gòu)成了一個(gè)包含多方面內(nèi)容的復(fù)雜對(duì)象，對(duì)其實(shí)現(xiàn)精確控制具有一定的難度，需要系統(tǒng)多方面的有機(jī)配合。3.4多變量模糊控制器的設(shè)計(jì)模糊控制技術(shù)的核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，通過對(duì)被控對(duì)象的分析，按照擬定的控制方案，采用“兩輸入多輸出”模糊控

55、制器，其總體結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。圖3.2多變量模糊控制器的總體結(jié)構(gòu)圖3.4.1輸入輸出變量的確定輸入模糊量為：Er溫度誤差；Eh濕度誤差輸出控制變量均為開關(guān)量，只有開/關(guān)(1/0)兩種狀態(tài)，其包括：U1天窗；U2前側(cè)窗；U3后側(cè)窗；U4外遮陽；U5環(huán)流風(fēng)機(jī)；U6微霧加濕器；U7熱風(fēng)機(jī)；3.4.2模糊語言值的選取工程上對(duì)于模糊語言變量的取值一般是5個(gè)或7個(gè)元素的詞集，還有更多級(jí)別檔數(shù)的劃分。增加分級(jí)檔數(shù)，可提高穩(wěn)態(tài)精度，但同時(shí)也將擴(kuò)大模糊關(guān)系矩陣R的維數(shù)，增加控制表的容量，這對(duì)提高控制穩(wěn)定性和快速性是不利的。綜合實(shí)驗(yàn)研究的需要，既考慮到控制規(guī)則的靈活細(xì)致，又兼顧簡(jiǎn)單易行，決定采用NB，NS，ZE

56、，PS，PB5個(gè)元素的詞集。3.4.3模糊控制規(guī)則的制定模糊控制器控制規(guī)則的設(shè)計(jì)原則是使系統(tǒng)輸出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能達(dá)到最佳。即當(dāng)誤差較大時(shí)，選擇控制量以盡快消除誤差為主，而誤偏差較小時(shí)，選擇控制量以防止超調(diào)，主要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性。溫室系統(tǒng)中的溫度、濕度存在一定耦合性，即通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變其中一個(gè)變量的同時(shí)也將影響另一個(gè)變量的值，對(duì)于7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，每多打開一個(gè)設(shè)備，降溫、降濕效果增強(qiáng)一點(diǎn)；打開后降溫、降濕速度比更快；起降溫的作用，對(duì)濕度基本無影響；打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

57、析，控制規(guī)則的制定過程中就應(yīng)滲透解耦的思想，表3.2給出系統(tǒng)的模糊控制規(guī)則，其中U為u1至u7這7個(gè)量的開關(guān)狀態(tài)（1表示“開”，0表示“關(guān)”）。表3.2模糊控制規(guī)則表U ETEHNBNSZEPSPBNB00000110100001000001010010100111110NS00100111100001000001000010101101110ZE00000010000001000000000010001101100PS00100011010001100000010011000111100PB101000111100011100000110110011111003.5模糊控制的PLC程序?qū)崿F(xiàn)本

58、研究基于西門子公司STEP7編程環(huán)境完成溫室模糊控制程序的編寫，程序編寫思路簡(jiǎn)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(duì)上述模糊控制策略，采用如圖3.4的程序設(shè)計(jì)流程圖。將量化因子將量化因子Kr、Kh置入PLC開始采樣時(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)量化至輸入語言變量的模糊論域并置入存儲(chǔ)器報(bào)警并采取強(qiáng)制措施查模糊控制表，求U輸出控制量結(jié)束圖3.4 PLC實(shí)現(xiàn)模糊控制總體流程圖下面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。3.5.1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(hào)整數(shù)，占2個(gè)字節(jié)（16bit）

59、，所以地址必須從偶數(shù)字節(jié)開始，例如：AIW0、AIW2等。PLC的CPU內(nèi)部用數(shù)值表示外部的模擬量信號(hào)，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，在S7-200的CPU內(nèi)部，020mA對(duì)應(yīng)的數(shù)值范圍是032000，則對(duì)于420mA的信號(hào)，對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為640032000。而溫度、濕度的傳感變送單元分別取-1060、0100%RH線性對(duì)應(yīng)420mA,因此需經(jīng)過溫度/濕度值電流信號(hào)內(nèi)部數(shù)值的兩次轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)以溫度為例，因?yàn)?20mA線性對(duì)應(yīng)-1060，可得如下曲線方程(3-6)(3-6)其中，Y表示溫度，X表示電流。而420mA的信號(hào)對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為640032000，得如下曲線方程(3-7).(3-7)其中，Z表

60、示AIW值，X表示電流。(3-6)/(3-7)得，-1060對(duì)應(yīng)的內(nèi)部AIW值可通過式(3-8)計(jì)算獲得，例如18對(duì)應(yīng)的AIW值即為16640?，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AIW0、AIW2分別為溫度和濕度的測(cè)量值，將其存放于存儲(chǔ)單元VW0、VW2中，作為后續(xù)運(yùn)算的準(zhǔn)備。以種植蝴蝶蘭為例，溫度設(shè)定值T0 =18，濕度設(shè)定值H0 =70%RH，通過上述計(jì)算方法得各自對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值分別為16640、24320，將其分別存放于存儲(chǔ)單元VW4、VW6中，然后進(jìn)行求誤差的運(yùn)算。3.5.2模糊控制表查詢程序設(shè)計(jì)模糊控制查詢表本質(zhì)上可理解為一個(gè)99的二維數(shù)組，將其存放于VW1