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1、基于PLC的温室大棚制动控制设计指导老师：李世彬答辩人：丁超专业：机电一体化1目录l1、绪论l2、PLC概述l3、控制系统的总体设计方案l4、控制系统的软件设计l5、控制体统的硬件设计2绪论l温室又称暖房，是用来栽培植物的设施。温室的作用是用来改变植物的生长环境避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响，为植物生长创造适宜的条件。温室环境指的是作物在地面上的生长空间它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。温室控制主要是通过控制温室内的温度、湿度、通风与光照，使得它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物，从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。
2、现代化温室中具有控制温湿度、光照等条件的设备，并采用电脑进行自动控制，以此创造植物生长所需的最佳环境条件。3PLC概述l1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用获得成功。1971年日本从美国引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。进入20世纪70年代，随着电子技术的发展，尤其是PLC采用通讯微处理器之后，这种控制器功能得到更进一步增强。进入20世纪80年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛
3、发展，以16位和少数32位微处理器构成的微机化PLC，使PLC的功能更加强大工作速度快，体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测为灵活，方便。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。4PLC概述5PLC概述6控制系统的总体设计方案l在温室大棚中，上述控制任务的实现需要有一套完善的硬、软件温室系统进行控制。该温室大棚控制系统以PLC为控制中心，采用传感器对温室温度、光照、二氧化碳浓度等环境因素进行测量，并将结果送到PLC中。由PLC对结果进行处理，然后调控各设备对环境因子进行补尝。l考虑到实际生产生活中的安全性
4、与可靠性，本控制系统设有手动、自动两种工作模式，自动方式是指周期性地进行PLC控制的方式；而手动方式则是指在出现应急情况等一些突发事件时，通过手动操作控制执行器件的工作。7控制系统的总体设计方案l如果被检测量温度高于设定值，PLC就会发出相应的指令控制开启通风窗和冷风机；如果测量值与设定值相等，则关通风窗和冷风机；车辆与动力工程学院毕业设计说明书如果测量值低于设定值，则打开加热器和热风机对温室进行加温。当温室的光照低于设定值时，系统打开遮阳帘或开启发光体；当温室的光照高于设定值时，系统关闭遮阳帘或发光体当温室的二氧化碳浓度低于设定值，系统开启二氧化碳添加器。通过温度，光照和二氧化碳浓度的设定与
5、调节达到适应不同植物生长的需求，从而广泛应用到实际中。本设计的特点是成本低廉，节约资源，提高产量，实现经济价值最大化。该温室控制系统的总体框图3-1所示。8控制系统的总体设计方案9控制系统的硬件设计l在掌握了PLC的硬件构成、工作原理、指令系统以及编程环境后，就可以以PLC作为主要控制器来构造PLC控制系统。PLC控制系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分本章主要从硬件设计角度进行温室控制系统的硬件设计方案，本章节主要介绍了该项目的电气控制系统设计、PLC硬件电路。10控制系统的硬件设计11控制系统的硬件设计l系统的主电路如图4-1所示，其中通风扇电机、遮阳帘电机（遮阳帘风机配有限位开关）
6、除功率有所不同之外，需通过电机正转、反转和停止来完成相应机构的开启与闭合，因此它们的工作主电路相似。热风机、冷风机、加热器、发光体、CO2添加器则属于开/关设备。QK为刀开关，用于控制整个主电路的启停；FU1FU7为熔断器，分别对各个分线路实施短路和过载保护；FR1FR5为热继电器，对电机、加热器起过载保护的作用。KM1KM9为交流接触器的主触头，用其实现电机的正反转、停止以及风机等开/关设备的启停控制。12控制系统的硬件设计l1、遮阳帘主电路l如图4-2电路中的熔断器FU2起到过电流保护的作用，热继电器FR2则是电机的过载保护，主要针对遮阳帘由于外界原因不开或关闭不了的情况。而KM3、KM4
7、在电路中起到控制电机正转与反转的功能，即遮阳帘的拉开与关闭。13控制系统的硬件设计14控制系统的硬件设计15控制系统的硬件设计16控制系统的硬件设计17控制系统的硬件设计18控制系统的硬件设计19控制系统的软件设计lPLC控制系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。本章节在硬件设计的基础上，详细介绍本项目的软件设计，主要包括软件设计的基本步骤、方法、编程软件STEP7-Micro/WIN的介绍以及本项目的程序设计。20控制系统的软件设计21控制系统的软件设计22控制系统的软件设计23控制系统的软件设计24控制系统的软件设计25控制系统的软件设计26控制系统的软件设计27控制系统的软件设计2
8、8控制系统的软件设计29控制系统的软件设计30控制系统的软件设计l控制程序的仿真与调试l仿真软件简介l在本次设计中，利用S7-200仿真软件V3.0汉化版进行控制程序的仿真与调试。该仿真软件可以仿真大量的S7-200指令（除部分指令如顺序控制指令、循环指令、高速计数器指令和通讯指令等尚无法支持外，可支持常用的位触点指令、定时器指令、计数器指令、比较指令、逻辑运算指令和大部分的数学运算指令等）。该仿真软件还提供了数字信号输入开关、两个模拟电位器和LED输出显示，仿真软件同时还支持对TD-200文本显示器的仿真，在实验条件尚不具备的情况下，完全可以作为学习S7-200的一个辅助工具。31控制系统的
9、软件设计l一、准备工作l仿真软件不提供源程序的编辑功能，因此必须和STEP7Micro/Win程序编辑软件配合使用，即在STEP7Micro/Win中编辑好源程序后，然后加载到仿真程序中执行。l1、在STEP7Micro/Win中编辑好梯形图l2、利用File|Export命令将梯形图程序导出为扩展名为awl的文件，l3、如果程序中需要数据块，需要将数据块导出为txt文件。32控制系统的软件设计l二、程序仿真l1、打开S7-200仿真软件，选择CPU型号：CPU226，EM235，载入程序；l2、单击“RUN”键，绿色运行灯亮，按要求操作输入点，观测输出点的情况，发现相应的点绿色灯亮：l3、模拟仿真结果与控制要求完全一致，程序仿真成功。如图5-4所示为控制程序的仿真图。33控制系统的软件设计34谢谢观看35