1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电气工程及自动化 智能温室恒温 PLC 控制系统设计 一、课题研究意义及现状 日常 生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。 温 度是一个基本的物理量 ，自然界中的一切过程无不与温度密切相关 ，无论生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。 温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上通过改变环境变量如温度湿度光照等来获得植物的最佳生长时机从而达到增加作物产量改善作物品质调节作物生长周期提高经济效益的目的 ， 目前温室控制多是采用以单片机 MCU 为主控制器从数据采样到算法控制都是由单片机完成 的因而这类系统所有性能都集中在单片机上 ， 但是由于单片机的
2、可靠性低 、 易于受外界干扰而温室控制环境噪声大 、 环境恶劣这类系统难以达到预期的控制效果 ， 可编程控制器 (PLC)性能可靠操作方便灵活功能性强稳定性好能够实现在恶劣环境下长时间不间断地运转编程简单维护也十分方便同时配有各类通讯接口与模块处理可方便各级连接很适合作控制温室的主控制器 。 温室中常见的能自动控制的调控机构有 :顶部通风窗、侧面通风窗、外遮阳帘幕、内遮阳帘幕、轴流通风机、降温湿帘、人工补光灯、二氧化碳施肥器、加热设备、喷雾系统及熏蒸设备。控制器综合调节 各个机构，使系统在运行中节约能源的同时保证室内气候满足植物生长需求。使用的控制器可以有很多选择，如单片机、工控机、 PLC、
3、通用 PC 机等。控制器之间可以通过局域网或现场总线进行信息交换 。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题是 PLC 控制综合应用类题目，任务结合农业生产中温室恒温控制这一具体控制对象，要求自行设计控制主电路和应用可编程控制器作为控制核心器件的辅助电路。课题内容包括控制对象的系统分析、 PLC 程序编写和系统运行调试等任务，完成本课题的任务需要明确系统中各种可控元件的性能及其运行方式，熟练应用 PLC 编程软件的操作，掌握三菱（或西门子） PLC 的指令系统，能根据具体任务编写系统程序，并与控制对象建立通信连接实现在线调试。 智能温室控制系统主要由温度设定、风机变速、光照控制和上位机软件控
4、制等几部分组成。温度的控制过程是将温度检测传感器采集的内、外部环境温度与设定温度值进行比较， PLC 模拟量模块根据温差值输出模拟量来控制加热器电压从而控制加热的快慢，根据温差值给出风机相应信号来切换风机的高速、低速、停止三种运行模式。光照控制是根据温差值及内外光照信号来控制遮阳网的动作。整个控制过程既可以通过上位机软件进行控 制和实时监控又可进行手动控制，预期目标 分析控制对象的电气控制原理，选择合适的 PLC和模拟接口模块；完成控制对象主控电路和 PLC 辅控电路的设计，安装硬件线路；学习相关PLC 编程软件的操作使用；编写 PLC 控制程序，下载程序测试，实现控制系统的正常运行 三、课题
5、研究的方法及措施 此系统中 温室的温度控制主要通过控制以下执行设备的驱动或关闭实现， 经过所学的知识验证及整理，总结出以下图表： 温室控制系统结构由 3 部分组成，一是信息采集及信号输入部分它包括室内温度光照信息采集等，二是信息转换与处理部分主要功能是将采集的信息转化成电压或电流输入模数转换模块再由该模块将其转换成 PLC 可以识别的标准量信息进行处理输出决策的指令，三是输出及控制部分系统，如控制风速，遮阳系统等来达到温室恒温的目的 。 温室的温度控制可分为升温和降温控制一般情况下，白天的升温通过温室覆 盖材料的良好采光，形成“温室效应”，积聚热量，并保持温室的密封性达到作物生长适宜温度如果温
6、室温度达不到作物生长适宜的温度，则启用加热元件进行升温晚间通过启用排风扇进行升温，并用保温幕铺盖温室进行保温降温是打开通风窗或运行系统实现打开通风窗降温称为自然降温，降温过程首先打开通风窗进行降温经过一段时间以后检测温室温度，如果温室有降温趋势且降温速度符合要求，就等到温室温度降到设定温度时关闭通风窗。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2011 年 7 月 8 至 2012 年 4 月 20 日。 11/11/2 之前：分析任 务，收集资料，确定系统总体设计方案； 11/11/8 之前：完成文献综述，外文翻译； 11/11/12 之前：完成开题报告，准备开题答辩 12/1/21 之前：
7、设计与写论文，系统模块软件程序设计，撰写设计报告与论文 12/4/20 之前：撰写毕业论文，修改与完善毕业论文；做好论文答辩的 PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料 五、参考文献 1 何衍庆等 .常用 PLC 应用 手册 M.北京： 电子工业 出版社， 2008， 3. 2 孙毅 等 .三菱 FX/Q 系列 PLC 应用技术 M.北京： 人民邮电 出版社， 2006. 3 肖峰等 .PLC 编程 100 例 M.北京：中国电力出版社， 2009， 5. 4 杨 六顺 . 基于 PLC 的 通 用高 精度 恒 温控 制系 统 设计 J.铸造技术 ,2006,3:224-226. 5 赵卫
8、东等 .PLC 在温度控制系统中的应用 J.仪器仪表学报， 2001，8:469-470. 6 Fabry-Perot Temperature Sensor for Quasi-Distributed Measurement Utilizing OTDR M.Shanghai: Shanghai University Press, 20007,2. 7 HETRESBERG R W, MANSON J A. Fatigue of engineering plasticsM. New York: Academic Press, 1980,7. 8 潘新民微型计算机与 传感器技术 M.北京： 人民邮电出版社 ， 2008， 4 9 王俊峰 .孟令启 .现代传感器应用技术 M.北京：机械工业出版社， 2006， 8. 10 乔静宇 .新编电气工程师实用手册 M北京：中国水利水电出版社， 2001,3
