電氣自動化畢業(yè)設(shè)計--- 基于plc的溫室大棚控制

1、<p>　　基于PLC的溫室大棚</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　討論了在溫室控制中引入PLC技術(shù)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)的方法，詳細介紹了系統(tǒng)的特點、組成、硬件設(shè)計、實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及通信問題。分布式的控制結(jié)構(gòu)，使各子系統(tǒng)相對獨立，管理與控制功能分開，易于實現(xiàn)群控化管理，提高了系統(tǒng)的可靠性，且易于擴展。系統(tǒng)成本低廉，性能穩(wěn)定，通用

2、良好，符合中國國情，具有廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；傳感器；控制器；程序設(shè)計；溫室大棚 </p><p>　　The Green House Design for PLC</p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　Automation is the inevit

3、able trend of development for the future, not only the work and life. The programmable controller is referred to as PLC, PLC reliability, environmental adaptability, versatile, easy to use, simple maintenance, PLC applic

4、ation is rapidly expanding. The early PLC, where the relay can be used. PLC today can almost be said to those who need to control the system will need to PLC. The design is to write the PLC program by setting greenhouse

5、control, reduce labor, increase prod</p><p>　　Key words: PLC; sensors; controllers; program design </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p>

6、<p>　　1.1 課題背景.........................................................4</p><p>　　1.2 課題研究的意義...................................................4</p><p>　　1.3 溫室環(huán)境的主要特點...................

7、............................4</p><p>　　1.4 課題的主要研究工作...............................................5</p><p>　　1.5 PLC的現(xiàn)狀........................................................5</p><p

8、>　　第二章 基于PLC設(shè)計的整體方案</p><p>　　2.1硬件整體設(shè)計方案..................................................6</p><p>　　2.2軟件整體設(shè)計方案..................................................6</p><p><b&g

9、t;　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　3.1 設(shè)計的總體目標(biāo)...................................................6</p><p>　　3.2 設(shè)計的控制原則...................................................7</p><p>　　3.3

10、 設(shè)計的控制方案...................................................7</p><p>　　3.4 控制系統(tǒng)硬件組成.................................................7</p><p>　　3.4、1 PLC的選擇........................................

11、.............8</p><p>　　3.4、2 PLC機型和容量的選擇步驟與原則.................................8</p><p>　　3.5 傳感器的選擇.....................................................11</p><p>　　3.6 信息采集系統(tǒng)......

12、...............................................12</p><p>　　3.7 執(zhí)行機構(gòu).........................................................14</p><p><b>　　第四章 軟件部分</b></p><p><b>　

13、　4.1 梯形圖</b></p><p><b>　　4.2 指令表</b></p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p><b>　　謝詞</b></p><p

14、><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　智能溫室系統(tǒng)是近年來逐步發(fā)展起來的一種資源節(jié)約型高效設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，它是在普通日光溫室的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代化計算機自控技術(shù)、智能傳感器技術(shù)等高科技手段發(fā)展起來的。自上世紀90年代以來，我國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家科技溫室生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對溫

15、室內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度等環(huán)境因子的控制技術(shù)的研究，研發(fā)了我國自己的智能溫室控制系統(tǒng)。 </p><p><b>　　1.1研究背景</b></p><p>　　“工廠化農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范——現(xiàn)代大型溫室標(biāo)準化栽培技術(shù)體系研究與產(chǎn)業(yè)化示范”被列為國家重點科技攻關(guān)內(nèi)容并成功結(jié)題。為了推廣溫室技術(shù)，國家農(nóng)委強調(diào)在每一個地區(qū)都要建立溫室示范工程。因此，智能溫室控制技術(shù)

16、有巨大的市場空間。</p><p>　　山東省處于中國的中部，占據(jù)重要的位置，是全國的蔬菜種植地，研究溫室的智能控制是很有意義的。 </p><p><b>　　1.2研究意義</b></p><p>　　近年來，農(nóng)業(yè)作為國家優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)正受到各級政府的高度重視，增加農(nóng)民的收入是我們國家當(dāng)前的基本國策，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是我們追求的目標(biāo)，基于計算機和自

17、動化技術(shù)的智能溫室是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個標(biāo)志。</p><p>　　智能溫室控制系統(tǒng)將實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準管理。通過控制器實時監(jiān)測溫室內(nèi)溫度、濕度，與普通簡單溫度濕度測量相比，更準確可靠。人們能夠通過這些監(jiān)測手段實時準確地了解情況，完成相關(guān)設(shè)備的調(diào)節(jié)，避免了監(jiān)測誤差和監(jiān)測滯后帶來的損失。</p><p>　　智能溫室將自動化技術(shù)引進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)科研活動提供了有利的科學(xué)手段。通過參數(shù)設(shè)置及

18、自動數(shù)據(jù)記錄，為農(nóng)藝工作者完成相關(guān)農(nóng)藝科研，了解不同生產(chǎn)條件對作物的生長、品質(zhì)影響及生產(chǎn)方法的改進都提供了簡便、準確的手段。</p><p>　　1.3溫室系統(tǒng)主要特點</p><p>　　非線性系統(tǒng)。溫室內(nèi)部的氣候處于熱平衡混沌狀態(tài)。大量隨機的、不確定的因素使得對其精確建模比較困難。</p><p>　　分布參數(shù)系統(tǒng)。由于溫室面積比較大，造成溫室內(nèi)部各個物理量的分

19、布是不均勻的。比如溫度，溫室內(nèi)部各點溫度都不一樣，四周一般都比較低，頂部和底部的溫度也有一定的差別，其值的大小依賴于空間位置和氣流方向等因素，在溫室中氣候分布是緩慢變化的。</p><p>　　時變系統(tǒng)。作物在生長周期的不同階段，其光合作用能力、吸熱散熱能力等均有差別。因而，溫室系統(tǒng)是一個參數(shù)隨著時間變化的動態(tài)系統(tǒng)。</p><p>　　時延系統(tǒng)。對與外界所施加的作用，溫室系統(tǒng)并不立即響應(yīng)

20、，而是經(jīng)過一段時間的延遲才響應(yīng)。比如，在溫室加熱系統(tǒng)中，對系統(tǒng)加熱，熱量傳到溫室的各個部分需要經(jīng)過很長一段時間的延遲，溫度才會有所提高。</p><p>　　多變量耦合系統(tǒng)。溫室系統(tǒng)是一個多輸入多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)各變量之間并不是相互獨立，各個子系統(tǒng)的控制回路彼此耦合在一起，對控制任一目標(biāo)的控制都會影響其他目標(biāo)的變化。</p><p>　　1.4、1研究內(nèi)容和方法</p><

21、;p>　?。?）根據(jù)影響植物生長的因素，選擇作物環(huán)境條件的實時檢測系統(tǒng)和智能溫室控制系統(tǒng)兩部分。自動檢測系統(tǒng)包括：溫度、濕度、CO2濃度等傳感器與變送器。智能控制系統(tǒng)包括：通風(fēng)機控制、噴灌控制、鍋爐加熱鼓風(fēng)機的控制、CO2釋放器電磁閥的控制等。</p><p>　　（2）根據(jù)檢測和控制的對象，采用PID控制算法建立溫室溫度參數(shù)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，使用MATLAB進行仿真測試。</p><

22、p>　?。?）研制基于PLC的溫室智能控制系統(tǒng)</p><p>　?。?）開發(fā)智能溫室組態(tài)監(jiān)控界面。</p><p>　　1.4、2要解決的關(guān)鍵問題</p><p>　?。?）采用PID控制算法建立溫室溫度參數(shù)的數(shù)學(xué)模型</p><p>　?。?）室內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度等環(huán)境條件的自動檢測和控制技術(shù)。</p><

23、p>　?。?）開發(fā)功能完善、成本低、可靠性高和擴展性好的溫室自動系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)，為溫室生產(chǎn)普及創(chuàng)造條件</p><p>　　1.5 PLC的現(xiàn)狀</p><p>　　目前 PLC 數(shù)值模擬研究不僅在工作而且在生活中也有廣泛應(yīng)用，本節(jié)將從工作中運料中介紹。</p><p>　　PLC以后會覆蓋各個領(lǐng)域，會讓更多危險領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)無人操作?？删幊炭刂破?PLC對

24、用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的推廣應(yīng)用?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ霉I(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。</p><p>　?。?）可靠性高，抗干擾能力強 （2）配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　?。?）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 （4） 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便

25、，容易改造 （5） 體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　第二章 基于PLC設(shè)計的整體法案</p><p>　　2.1硬件系統(tǒng)的組成</p><p>　　采用上位機計算機和下位機西門子PLC組成分布式智能溫室控制系統(tǒng)的硬件部分，即兩級監(jiān)控系統(tǒng)。上位機控制系統(tǒng)負責(zé)對溫室進進行監(jiān)控和參數(shù)的設(shè)定。下級以PLC為核心的控制單元

26、，負責(zé)溫度參數(shù)的信息采集、系統(tǒng)邏輯運算并對調(diào)控設(shè)備進行控制。</p><p>　　2.2軟件系統(tǒng)的編制</p><p>　　系統(tǒng)的軟件包括上位機監(jiān)控軟件和下位機系統(tǒng)軟件。上位機監(jiān)控軟件的編制采用MCGS組態(tài)軟件。下位機系統(tǒng)則采用西門子的Step7編程軟件來開發(fā)。系統(tǒng)軟件不僅可以完成上位機和下位機的通信和可以滿足用戶對溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的實時查詢和監(jiān)測。盡可能滿足操作簡單、界面友好、通用性和適應(yīng)性

27、強的軟件開發(fā)原則。</p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1總體目標(biāo)</b></p><p>　　溫室控制系統(tǒng)就是依據(jù)室內(nèi)外裝設(shè)的溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器等采集和觀測的溫室內(nèi)的溫室內(nèi)外的溫度、濕度、二氧化碳的濃度等環(huán)境參數(shù)信息，通過控制設(shè)備對溫室保溫被、通風(fēng)窗、

28、噴滴灌等驅(qū)動、執(zhí)行機構(gòu)的控制，對溫室環(huán)境氣候和灌溉施肥進行調(diào)節(jié)控制以達到栽培作物生長發(fā)育的需要，為作物生長發(fā)育提供最適宜的生態(tài)環(huán)境，以大幅度提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)?？傮w結(jié)構(gòu)示意圖如下:</p><p><b>　　3.2控制原則</b></p><p>　?。?）以時間為基準的變溫管理：根據(jù)一天中時間的變化實行變溫管理，根據(jù)作物的生長需要將一天分成四個時間段，四個時間段

29、中根據(jù)不同的控溫要求對溫室進行控制。一天中四個時間段的分段方法用戶可以靈活的更改，而且四個時間段中的溫度設(shè)定值用戶也可以設(shè)定修改。</p><p>　?。?）以種植的作物為基準：可能每個階段用戶種植的作物不同，所需的環(huán)境參數(shù)也不同，每個階段的各個參數(shù)都可以依據(jù)作物所需的生長環(huán)境進行靈活的設(shè)定。</p><p><b>　　3.3控制方案</b></p>

30、<p>　　本系統(tǒng)采用自動與手動互相切換控制兩種方式來實現(xiàn)對溫室的控制，提高設(shè)備運行的可靠性。在運行的時候可以通過按鈕對這兩種控制方式進行切換。</p><p>　?。?）手動控制模式 手動控制簡單可靠，由繼電器、接觸器、按鈕、限位開關(guān)等電氣元件組成。</p><p>　?。?）自動控制模式 通過傳感器對環(huán)境因子進行監(jiān)測，并對其設(shè)定上限和下限值，當(dāng)檢測到某一值超過設(shè)定

31、值，便發(fā)出信號自動對驅(qū)動設(shè)備進行開啟和關(guān)閉，從而使溫室環(huán)境因子控制在設(shè)定的范圍內(nèi)?？梢源蟠蠊?jié)約勞動力，降低勞動者的勞動強度。</p><p>　　3.4 控制系統(tǒng)的硬件組成</p><p>　　用安裝有組態(tài)軟件的計算機作為上位機，進行環(huán)境各因子的長期監(jiān)控，PLC作為下位機，當(dāng)各個參數(shù)變化時對各個執(zhí)行機構(gòu)進行相應(yīng)的控制。</p><p>　　3.4、1 PLC的選擇&

32、lt;/p><p>　　(1) PLC在工業(yè)控制中應(yīng)用多年，屬于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，其在生產(chǎn)、調(diào)試、應(yīng)用、服務(wù)等方面都有一套完備的標(biāo)準，所以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高。采用PLC成本雖然比單片機高，但是考慮到穩(wěn)定性、可維護性等綜合因素，采用PLC比單片機具有較高的性價比。</p><p>　　(2) PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜

33、合考慮</p><p>　　3.4、2 PLC機型和容量的選擇步驟與原則</p><p>　　1.PLC機型的選擇PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點：  （一）合理的結(jié)構(gòu)型式    PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。   整體

34、式PLC的每一個I／O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，一般用于系統(tǒng)|來源|考試|大|一級建造師|工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，在I／O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I／O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 </p><p>　?。ǘ┌惭b方式的選擇</p><p>　　PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I／

35、O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。     集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程I／O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠程I／O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。</p><p>　　（三）相應(yīng)

36、的功能步驟</p><p>　　一般小型（低檔）PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。     對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A／D和D／A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC.     對于控制較復(fù)雜，要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能

37、，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC.但是中、高檔PLC價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。</p><p><b>　　（四）響應(yīng)速度要求</b></p><p>　　PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應(yīng)該慎重考

38、慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速I／O處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。 </p><p>　　（五）系統(tǒng)可靠性的要求     對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。</p><p>　　2.PLC容量的選擇</p><p>　　P

39、LC的容量包括I／O點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。</p><p>　?。ㄒ唬㊣／O點數(shù)的選擇</p><p>　　PLC平均的I／O點的價格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點最少，但必須留有一定的裕量。</p><p>　　通常I／O點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上10%~15%的裕量來確定

40、。</p><p>　?。ǘ┐鎯θ萘康倪x擇</p><p>　　用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個有經(jīng)驗的程序員和一個初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時，其程序量可能相差25%之多，所以對于初學(xué)者應(yīng)該在存儲容量估算時多留裕量。</p><p>　　PLC的I／O點數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功

41、能要求，因此可在I／O點數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲容量后，再加20%~30%的裕量。</p><p>　　存儲容量（字節(jié)）＝開關(guān)量I／O點數(shù)×8＋模擬量I／O通道數(shù)×32</p><p>　　另外，在存儲容量選擇的同時，注意對存儲器的類型的選擇。</p><p><b>　　I/O點數(shù)的估計</b></p>

42、<p>　　3.5 傳感器的選擇</p><p>　?。?）根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型：要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大?。槐粶y位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非

43、接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，價格能否承受，還是自行研制。</p><p>　?。?）根據(jù)靈敏度的選擇傳感器： 通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪

44、比，盡量減少從外界引入的干擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應(yīng)選擇靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。</p><p>　?。?）根據(jù)頻率響應(yīng)特性選擇傳感器： 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率傳感器范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實際上傳感器總有—定響應(yīng)延遲，希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測的信

45、號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。</p><p>　?。?）根據(jù)線性關(guān)系范圍選擇傳感器：傳感器的線形關(guān)系是指輸出與輸入的比例關(guān)系。以理論上講，在線性關(guān)系范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。</p><p>　

46、?。?）根據(jù)穩(wěn)定性選擇傳感器：傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。 在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。&

47、lt;/p><p>　　（6）根據(jù)精度選擇傳感器：精度是傳感器的一個重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比 較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測

48、量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。</p><p>　　綜上所述,本系統(tǒng)選擇的傳感器如下： 溫度：AD590 濕度：AL2O3 CO2：6004光照：3DU33 </p><p><b>　　3.6信息采集系統(tǒng)</b></p><p><b>　　3.6、1溫度采集</b></p><p

49、>　?。?）溫度傳感器AD590基本知識AD590產(chǎn)生的電流與絕對溫度成正比，它可接收的工作電壓為4V－30V，檢測的溫度范圍為－55℃－＋150℃，它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1℃，其電流增加1uA。</p><p>　　AD590溫度與電流的關(guān)系如下表所示： </p><p>　　（2）溫度檢測電路的設(shè)計</p><p>　　溫度檢測電路如圖，其中

50、運算放大器A1接成電壓跟隨器形式，以增加信號的輸入阻抗。運放A2的作用是把絕對溫標(biāo)轉(zhuǎn)化為攝氏溫標(biāo)，給A2的同相輸入端一個恒定的電壓，此電壓放大到2.732V。這樣，A1與A2輸出端之間的電壓即為轉(zhuǎn)化成的攝氏溫標(biāo)。 </p><p>　　3.6、2 濕度采集</p><p>　　國內(nèi)市場上出現(xiàn)了不少國內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品，電容式元件較為多見。電容式濕度傳感器的動態(tài)范圍大，動態(tài)響應(yīng)快，幾乎沒有零

51、漂，結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強?；谝陨显颍驹O(shè)計選AL2O3濕度傳感器,本傳感器屬于電容型的高分子材料制成的濕敏元件。他具有線性度好、滯后性小以及能在較寒冷的環(huán)境中使用等優(yōu)點，其主要的特性參數(shù)為：</p><p>　　工作環(huán)境溫度：-30—80度</p><p>　　相對濕度測量范圍：0—100％RH</p><p>　　測量精度：±4％RH</p>

52、;<p><b>　　濕度檢測電路</b></p><p>　　如圖，濕度檢測電路由濕度傳感器、振蕩電路、整流電路、輸出放大電路等組成。振蕩電路為RC橋式振蕩電路，傳感器特性的線性補償由R1,R2完成，D1,D2,D3用于輸入保護，A1,A2，為運算放大器，A2電壓跟隨器。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生變化時，傳感器的電容也隨著變化，這種變化反應(yīng)到振蕩電路提供的正弦信號，通過電壓跟隨器輸出電壓

53、值。</p><p>　　3.6、3CO2濃度的采集</p><p>　　在二氧化碳濃度測量上采用響應(yīng)速度快、測量精度高、技術(shù)成熟的紅外二氧化碳氣體傳感器6004，并配合了一系列有效的補償措施。為了增加系統(tǒng)的通用性、靈活性，本系統(tǒng)硬、軟件都采用了模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用場合不同而選用不同的配置。該系統(tǒng)可廣泛地應(yīng)用于諸如溫室大棚、蔬菜儲藏以及其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域，并且由于系統(tǒng)的靈活性和模塊化，

54、可以方便地滿足其它場合的需要。</p><p>　　3.6.4光照傳感器系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)溫室內(nèi)作物對光照強度的要求，光照傳感器應(yīng)該反應(yīng)靈敏、精度高。本電路設(shè)計選用光照傳感器器件光敏三極管3DU33作為感光元器件。光照傳感器是利用光電子產(chǎn)生的電流來測量光照度的，通過放大電路的放大后輸出合適的電壓或電流信號。</p><p>　　3.7執(zhí)行機構(gòu) （1

55、）單相異步電動機 它有主繞組A1-A2，副繞組B1-B2+電容C組成。分布特點：在空空間互差90º。設(shè)流過主繞組的電流為I，流過副繞組的電流為IB。一般情況下，工作繞組的匝數(shù)多，電感大，是感性負載，那么IA在相位上滯后電源電壓。</p><p>　　那么我們要實現(xiàn)反轉(zhuǎn)，只要讓IB滯后于IA 90°(或者換句話說，讓IA超前IB 90°)。要實現(xiàn)這個很簡單，只要IB翻轉(zhuǎn)180&#

56、176;(或者IA翻轉(zhuǎn)180°)就能實現(xiàn)了。</p><p>　　起動繞組中串有電容，適當(dāng)選取電容值，就可以使起動繞組為容性負載，那么IB在相位是超前電源電壓。只要我們選擇合適的電容，就可以使IB超過IA 90°。</p><p>　　那么如何實現(xiàn)IB翻轉(zhuǎn)180°(或者IA翻轉(zhuǎn)180°)呢？我們從它的接線圖上可以看出，實際上主繞組同副繞組是接在同一個

57、電源上的，也就是說他們的電壓是同相位的。那要是我們把主繞組的L接A1 N接A2換一下，改成L接A2 N接A1，副繞組不變，維持L接B1 N接B2。那么主繞組的電壓和副繞組的電壓就有180°的相位差，也就是說主繞組的電流也翻轉(zhuǎn)了180°。這時我們就實現(xiàn)了IB滯后于IA90°(或者換句話說，讓IA超前IB 90°)。旋轉(zhuǎn)磁場的方向為逆時針。實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。 </p><p>　　用

58、接觸器控制的，單相電機正反轉(zhuǎn)</p><p>　　在KM1的下方紅線和粉線互換，或者藍線和黃線互換，電機就可以反轉(zhuǎn)了</p><p>　　KM1和KM2的二次線路就用三相電機的普通正反轉(zhuǎn)互鎖電路就行了</p><p>　　卷簾機電機的功率的選擇應(yīng)該和溫室的溫度緊密關(guān)聯(lián)，我們計算了一下，我們的保溫裝置的重量是1kg/m2,總重量應(yīng)該是1000N左右，所以我們選擇150

59、0KW的電機。</p><p><b>　　電磁閥的選擇</b></p><p>　　我們選擇上海正一自動化儀表有限公司ZCGC燃氣快速切斷電磁閥</p><p><b>　　其特性如下：</b></p><p>　　工作介質(zhì)：天然氣，煤氣</p><p>　　環(huán)境溫度：－2

60、0～＋50度 </p><p><b>　　介質(zhì)溫度：≤60度</b></p><p>　　公稱壓力：1.6MPa</p><p>　　公稱通經(jīng)：25、32、40、50、65、80、100、125、150</p><p>　　200 、250、300、350、400、450、500、600mm</p>&l

61、t;p>　　工作壓差：0～0.004MPa</p><p>　　電源電壓：AC220V DC24V</p><p>　　功耗AC（VA）：90 150 DC（W）：70 120</p><p><b>　?。?）鼓風(fēng)機</b></p><p>　　鼓風(fēng)機的選擇較簡單，選通用的單相電機控制的鼓風(fēng)機即可。&l