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1、江苏省常州技师学院 维修电工技师论文国家职业资格全国统一鉴定维修电工技师论文（国家职业资格二级）论文题目：基于PLC的温室大棚自动化控制 第 4 页 共 34 页基于PLC的温室大棚自动控制系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指
2、导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式
3、标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词
4、 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文
5、50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要：植物生长讲究适时、适地，也就是对生长环境温度、湿度、光照强度以及土壤条件的需求比较严格，只有给予了植物合适的生长环境，才会有理想的收获，尤其是对人工控制生长环境的大棚植物，大棚内的温湿度和土壤的温湿度监控对植物的生长至关重要。温湿度监控检测的方法很多，本文主要讲述了三菱FX2N-32MR系列可编程控制器（PLC）为主要的控制元件的系统，实现对温室大棚温度和湿度进行实时监测和显示。PLC与其他
6、的控制器相比具有较高的抗干扰的能力和高的可靠性，并且对环境的适应性好。 关键词：温室大棚；PLC；温湿控制目录第一章 系统概述1 1.1 课题研究背景和意义1 1.2 温室大棚的结构1 1.3 温室大棚的控制要求2第二章 系统硬件设计5 2.1 PLC的选用5 2.2 主回路的电路设计62.3 温湿度传感器的选用142. 4 加热及加湿系统的设计20第三章 系统程序设计22 3.1 温室大棚系统的I/O分配表223.2 PLC接线图233.3 程序设计注释24结束语28答谢词29参考文献30附录31 附录A31 附录B32第一章 系统概述1.1 课题研究的背景和意义温度、湿度和人类的生产、生活
7、有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、化工、农业等各类工作中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。本设计是基于三菱FX2N-32MR系列PLC为主要控制元件进行设计的，可编程控制器(PLC)是综合了计算机技术、自动控制技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便，易于编程及适应恶劣环境下应用等一系列优点，近年来的工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面应用越来越广，成为现代工业控制三大支柱之一。PLC的最终目标是用于实践，提高生产力。如今，应用PLC已经成为世界潮流，PLC将在我国得到更全面的推广运用。本文主要介绍了对温室大棚的温
8、湿度进行检测和显示的设计方法。1.2温室大棚的结构1本次课题中的实物结构图如下图1-1所示图1-1温室大棚的实物图2.温度传感器、湿度传感器、仪表温度、湿度是植物生长最重要的条件，保证植物正常生长需的适宜温度、湿度，达到最高的产量。在植物生长的过程中，仪表对大棚内的温度、湿度进行监控、设定、调节。3.电机在整套系统中，用了五台电机，在系统中起到很重要的作用。为大风电机、风冷电机、风门电机、喷灌电机、加热风机。 （1）大风电机它在整个植物生长过程中时刻不停的工作，主要作用是将大棚内的空气形成对流，为每一个植物提供适宜的温度和湿度。（2）风冷电机风冷电机主要作用是当温度过高时进行散热降温的作用，来
9、保证植物的正常温度下生长。（3）风门电机风门电机主要作用是为植物提供新鲜的空气，来控制大棚内的适宜的温度和湿度。（4）加湿电机加湿电机是为植物正常生长提供适宜湿度的关键部分，提高植物成活率。（5）加热风机在植物生长的过程中，对大棚内的空气进行加热，达到植物所需的温度，大棚中使用圆翼型热镀锌散热器进行加热的。1.3温室大棚的电气控制要求1对大棚内的温度与湿度进行监控、调节不同的植物生长所需的最适温度也不同，如：蒜黄生长所需的最适温度图1-2植 物生长周期 温 度（度） 蒜 黄20天 2025图1-2蒜黄最适生长温度系统中通过一个温度传感器来控制温度，同时对温度进行调节。湿度传感器在系统中控制大棚
10、内的湿度，通过湿度传感器设定的值与当前大棚内的值进行比较，来控制风门电机的开启来使箱内的湿度达到设定值。2.在此系统中可实现手动、自动两种控制要求。（1）在系统中可手动控制可以手动控制加湿电机、风门电机的启动和停止（2）自动控制温室大棚的流程是，在在拨种完成后，按下启动按钮打开大风电机（在此通过变频器来控制大风电机的转速），为了不要让大风电机一直处于最好速度运行，通过变频器来调速。当刚开始启动大风电机时以最高速度来运行，使大棚内的湿度和温度快速搅拌均匀，来达到我们设定的温度和湿度。当温度和湿度到达设定值时，大风电机以低速运行，在后面每三个小时换气中大风电机以中速运行。在按下启动按钮后，加湿电机
11、启动，加热风机进行加热。当湿度湿度达到预设值时，加湿电机停转，当湿度大于预设值时，加湿电机停转，启动风门电机通风散湿，使湿度达到预设值。当温度达到预设值时，加热风机停转，当温度超过预设值时，加热风机停转，启动风冷电机散热，使温度达到预设值。为了给大棚内的植物植物提供新鲜的空气，风门电机每三个小时启动一次，进行通风。（3）线路简单，工作稳定可靠。（4）当在改变工艺流程时，便于线路的改造。（5）便于检修与调试。第二章 系统硬件设计2.1 PLC的选用1PLC控制的优点可编程控制器作为一种通用的自动控制设备，它在控制系统中具有一些独特的优点：（1）可靠性高：PLC平均无故障时间可达几十万小时，也就是
12、说一台PLC连续运行30多年不出故障，可靠性非常好。（2）更改线路容易：PLC只需要对内部梯形图更改，对外部接线更改要求不多。所以，它更改线路就比普通电气线路容易很多。（3）对环境要求低：它对湿度、温度要求不高，抗震抗冲击性能好，对电源电压要求也不高。（4）与其他装配连接方便：可编程控制器与其他装配的连接基本上是直接的。（5）抗干扰能力强：很强的抗电磁干扰能力。2.PLC的选型随着PLC制造技术的不断发展，PLC产品的种类、型号越来越多，他们的功能、价格、使用条件各不相同。由于本次课题的控制任务中对PLC功能的要求不是很高，又因为价格便宜，调试和故障查找非常方便，而且与同类产品相比它质量好、运
13、行稳定、可扩展性强、抗干扰能力强、售后服务优良。因此本课题采用三菱公司生产的PLC。FX2N型PLC是日本三菱公司生产的一种小型的PLC，但是其许多功能能达到大、中型PLC的水平，而价格却比大、中型的PLC低很多，因此它一经推出就受到了广泛的关注。特别是FX2N系列PLC，在本系统中共用到了14个输入，9个输出，其中四个输出传给变频器，两个输入给温度传感器，两个输入给湿度传感器。输入输出如下表2-1所示。表2-1PLC输入输出点数输入输出手动/自动按钮：SA大风电机运行：KM1大风电机启动：SB1加湿电机运行：KM2开始启动按钮：SB2风门电机运行：KM3加湿电机启动：SB3加热风机运行：KM4风门电机启动：SB4风冷电机运行：KM5风冷电机启动：SB5温度指示灯：HL1加热风机加热：SB6湿度指示灯：HL2暂停按钮：SB7暂停警铃：HA1停止按钮：SB10变频器异常警铃：HA2温度传感器输出：T1T2湿度传感器输出：T3T4变频器异常输入：AC由于在本温室大棚电气控制系统中输入输出不需要太多，
