基于profibus總線的溫室控制系統(tǒng)

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1、基于profibus總線的溫室控制系統(tǒng)學院：電力學院專業(yè)：自動化班級：2009088學號：200908836姓名：輔導(dǎo)老師：21目錄第一章緒論01.1課題的研究意義及項目背景01.2國外溫室發(fā)展概況01.3國內(nèi)溫室發(fā)展概況11.4溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1第二章系統(tǒng)總體方案及硬件部分設(shè)計32.1引言32.2溫室結(jié)構(gòu)與材料32.3智能溫室控制系統(tǒng)總體方案42.4系統(tǒng)硬件選型方案52.4.1PLC及擴展模塊選型52.4.2上位機硬件配置52.4.3傳感器的選擇62.4.4環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)62.5系統(tǒng)硬件接線圖102.5.1

2、系統(tǒng)主電路設(shè)計102.5.2系統(tǒng)其他部分電路設(shè)計112.5.3PLC部分電氣線路設(shè)計12第三章Profibus-DP現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用153.1引言153.2Profibus現(xiàn)場總線概述153.2.1Profibus-DP的協(xié)議結(jié)構(gòu)153.2.2Profibus-DP的基本功能163.2.3Profibus-DP總線設(shè)備類型173.2.4GSD文件173.3基于Profibus-DP的PLC控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計183.3.1系統(tǒng)總線設(shè)備類型的選擇183.3.2系統(tǒng)硬件組態(tài)183.3.3軟件編程193.3.4下載與調(diào)試19第

3、四章溫室環(huán)境控制系統(tǒng)實時監(jiān)控軟件的設(shè)計20第五章總結(jié)與展望205.1工作總結(jié)205.2展望2121第一章緒論1.1課題的研究意義及項目背景溫室環(huán)境控制是一項綜合性工程，它是當代農(nóng)業(yè)生物學、環(huán)境工程、自動控制、計算機網(wǎng)絡(luò)、管理科學等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在為作物創(chuàng)造最佳生長條件，避免外界四季變化和惡劣氣候的影響，以達到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進生長發(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。研究開發(fā)并推廣使用性能優(yōu)越、運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

4、照度、CO2濃度等）的綜合自動控制是實現(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)達的國家，其現(xiàn)代溫室已基本實現(xiàn)了自動化控制，但這些溫室產(chǎn)品的成本相對較高，如加拿大ARGUS公司，每套溫室控制器的價格在十萬元左右；以色列國家農(nóng)業(yè)中心的一片玻璃試驗溫室，每間的造價高達上百萬美元。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，在客觀上限制了國外溫室產(chǎn)品在我國的運用。國內(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，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和溫室自動化控制發(fā)展的要求。因此，研究開發(fā)出適合我國國情、具有獨立

5、知識產(chǎn)權(quán)、高效率、低成本運行的溫室控制系統(tǒng)顯得尤為重要。蘇州大學機電工程學院與宿遷市日昌升園藝有限公司聯(lián)合建立了“蘇州大學——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)展目標是瞄準21世紀高科技設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，研究并開發(fā)集現(xiàn)代生物科學技術(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，以此推進我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)進程。本課題在上述實際項目背景下，旨在探尋溫室環(huán)境的自動控制方案與實現(xiàn)形式，開發(fā)出適合企業(yè)實際生產(chǎn)需要的溫室環(huán)境自動控制系統(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)造一個良好的人

6、工氣象環(huán)境，以消對作物生長不利的環(huán)境因素來促進作物生長，最終實現(xiàn)學?？蒲信c企業(yè)生產(chǎn)的有機結(jié)合，并推動我國自主研發(fā)型溫室系統(tǒng)的發(fā)展進程。1.2國外溫室發(fā)展概況21國外溫室控制研究起步較早，可追溯到20世紀40年代，早在1949年，美國加利福尼亞州的Farhort植物實驗室創(chuàng)建了世界上第一個完全由人工控制環(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，荷蘭建成了當時世界上規(guī)模最大的人工日光

7、溫室。70年代中期，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，荷蘭、美國、日本和意大利等國相繼采用微型計算機進行溫室環(huán)境的監(jiān)控，并對其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進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，進行現(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，可以根據(jù)溫室作物的要求和特點，對溫室內(nèi)光照、溫度、濕度、CO2等諸多因子進行自動調(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足的進步，并帶動了溫室配套產(chǎn)

8、業(yè)的發(fā)展。例如，在自然條件相當惡劣的以色列，節(jié)水灌溉技術(shù)大力發(fā)展并達到國際先進水平，該國每年投入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)中的運用不僅極大的提高了勞動生產(chǎn)力，而且衍生出諸如溫室、滴灌、育苗、栽培管理、植保、加工以及計算機控制等多個領(lǐng)域和行業(yè)，使得農(nóng)業(yè)成為了具有高度社會化分工的知