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基于PLC的温室温度采集与智能控制系统设计

内容摘要

本论文主要介绍基于PLC控制的温度采集系统在温室领域应用的设计方案。在这项研究中，温度传感器，湿度传感器和光传感器将用于检测温室中的指标，并将测量值发送到PLC。PLC把测量值与设定点进行对比，然后发送相应的命令来运转对应的设施以控制室内的温度、湿度光照等各种参数,从而实现了温室大棚的自动化、智能化控制。在此基础上,实现采集、数据记录、数据输出等功能,为智能温室的研究提供新的方向。

关键词：智能温控；可编程控制器；模块；环境参数

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 4

1.1课题的背景及意义 4

1.2温度控制系统的发展状况 4

1.3本文的主要内容 6

2系统整体方案设计 6

2.1温度采集控制系统在温室应用上整体概况 6

2.1.1温度采集控制系统控制对象 6

2.1.2温室整体结构 7

2.2设计要求 7

2.3方案设计 8

2.3.1系统控制方案 8

2.3.2系统结构 9

2.4PLC简介 10

3系统的硬件设计 13

3.1PLC器件选型及I/O点分配 13

3.1.1PLC选型 13

3.1.2模拟量输入模块 14

3.1.3I/O点的分配 15

3.2传感器的选择 15

3.2.1温度传感器 16

3.3硬件连接设计 17

4软件程序设计 19

4.1系统控制总流程图 19

4.2各模块的程序设计 20

4.2.2控制模块 22

4.2.3故障报警模块 23

5结论 24

参考文献 25

1绪论

1.1课题的背景及意义

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中,温度控制占有着极为重要的地位,特别是在农业、冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如农业、冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等[1]。温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。

可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用，本文是基于PLC温度控制系统在温室领域的应用展开论述的。农产品的成长主要被温度、湿度、光强等因素的影响。建造温度采集控制系统的目的就是自动控制这些环境参数。温度采集控制系统是在普通温度控制系统的基础上，结合计算机技术、自动控制技术等高科技手段发展起来的。

1.2温度控制系统的发展状况

温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。当前比较流行的温度控制系统有基于PLC的温度控制系统，基于单片机的温度控制系统，基于工控机（IPC）的温度控制系统，集散型温度控制系统（DCS），现场总线控制系统（FCS）等。

PLC是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。PLC可靠性高、抗干扰能力强、编程简单，易于被工程人员掌握和使用，目前在工业领域上被广泛应用。相对于IPC，DCS，FSC等系统而言，PLC是具有成本上的优势。因此，PLC占领着很大的市场份额，其前景也很有前途。

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品。

国外技术保密及我国开发工作的滞后，还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及现场调试确定。国外