1、濱州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題 目基于PLC溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系 （院）自動(dòng)化系年級(jí) 2010級(jí)專 業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)班級(jí) OE學(xué)生姓名 石瑞學(xué)號(hào) 1023091219指導(dǎo)教師王國(guó)期職稱助教濱州學(xué)院教務(wù)處二。一三年三月開(kāi)題報(bào)告填表說(shuō)明1 .開(kāi)題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程規(guī)范管理的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)工作作風(fēng)的重要手段，是學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作方案，是學(xué)生進(jìn)行畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）工作的依據(jù)。2 .學(xué)生選定畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目后，與指導(dǎo)教師進(jìn)行充分討論協(xié)商，對(duì)題意進(jìn)行較為深入的了解，基本確定工作過(guò)程思路，并根據(jù)課題要求查閱、收集文獻(xiàn)資料,進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)（社會(huì)調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)考察、實(shí)驗(yàn)室試

2、驗(yàn)等）,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告。3 .課題的目的意義，應(yīng)說(shuō)明對(duì)某一學(xué)科發(fā)展的意義以及某些理論研究所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益等。4 .文獻(xiàn)綜述是開(kāi)題報(bào)告的重要組成部分，是在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)資料后， 對(duì)與本人所承擔(dān)課題研究有關(guān)方面已取得的成就及尚存的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述，并提 出自己對(duì)一些問(wèn)題的看法。5 .研究的內(nèi)容，要具體寫(xiě)出在哪些方面開(kāi)展研究，要突出重點(diǎn)，實(shí)事求是，所規(guī) 定的內(nèi)容經(jīng)過(guò)努力在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)可以完成。6 .在開(kāi)始工作前，學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師幫助下確定并熟悉研究方法。7 .在研究過(guò)程中如要做社會(huì)調(diào)查、 實(shí)驗(yàn)或在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行工作，應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明使用 的儀器設(shè)備、耗材及使用的時(shí)間及數(shù)量。8 .課題分

3、階段進(jìn)度計(jì)劃，應(yīng)按研究?jī)?nèi)容分階段落實(shí)具體時(shí)間、地點(diǎn)、工作內(nèi)容和 階段成果等，以便于有計(jì)劃地開(kāi)展工作。9 .開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行填寫(xiě)，指導(dǎo)教師不能包辦代替。10 .開(kāi)題報(bào)告要按學(xué)生所在系規(guī)定的方式進(jìn)行報(bào)告，經(jīng)系主任批準(zhǔn)后方可進(jìn)行下 一步的研究（或設(shè)計(jì)）工作。一、課題的目的意義：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)的研究越來(lái)越受到重視，特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，它不但可以提供反季節(jié)的新鮮 農(nóng)產(chǎn)品，而且創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益。溫室大棚中作物長(zhǎng)勢(shì)的好壞、質(zhì)量和產(chǎn)量 的高低與溫室大棚中的溫度、濕度、土壤濕度等因素密切相關(guān)，因此對(duì)溫室大棚的溫度檢測(cè)是非常重要的一環(huán)。本課題通

4、過(guò)對(duì)PLC可編程控制器溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與研究，能完成利用西門(mén)子PLC與PC機(jī)構(gòu)成溫室大 棚溫度監(jiān)控系統(tǒng)，PLC接收溫度傳感器傳來(lái)的實(shí)時(shí)溫度信息，自動(dòng)選擇合格測(cè)溫 點(diǎn)作為控制依據(jù)。二、文獻(xiàn)綜述（分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、提出問(wèn)題，找到研究課題的切入點(diǎn)，附 主要參考文獻(xiàn)，約2000字）：1、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)現(xiàn)代溫室技術(shù)起步較晚，80年代以來(lái)，政府大力發(fā)展以塑料大棚、 節(jié)能日光溫室為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)，促進(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和緩和了蔬菜季節(jié)性短缺矛盾。從國(guó)外引進(jìn)的溫室大部分經(jīng)營(yíng)虧損，已處于停產(chǎn)狀態(tài)或僅利用其玻璃 的外殼。隨著溫室面積的不斷增加，溫室建造的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題越來(lái)越引起人們的 重視。目前，現(xiàn)代化

5、大型溫室的骨架和覆蓋材料國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)基本不成問(wèn)題，但 其內(nèi)部的配套設(shè)施和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等現(xiàn)代化管理方法與先進(jìn)國(guó)家相比還有較 大的差距，是今后要著力解決的問(wèn)題。在溫室環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控中，各環(huán)境參數(shù)分 別由各自的閉環(huán)系統(tǒng)控制，但由于這些受控參數(shù)常常相互影響，如光照增加， 室溫相應(yīng)增加，溫度的升高，又造成溫室相對(duì)濕度降低，同時(shí)各系統(tǒng)間并不完 全獨(dú)立，回路間相互耦合時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)而失控，這里可采用模糊控制方 法，可較好地解決環(huán)境參數(shù)之間的相互影響。另外，以前在監(jiān)控系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)中，主要針對(duì)環(huán)境，而很少考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的生物因素，沒(méi)有農(nóng)業(yè)專家 的合作參與，很難對(duì)系統(tǒng)正確定位，其適應(yīng)性也差。所以，將農(nóng)業(yè)學(xué)

6、科與工程 學(xué)科結(jié)合起來(lái)，對(duì)果蔬生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的溫 室監(jiān)控軟件系統(tǒng)是非常重要的。近年來(lái)我國(guó)的溫室控制取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，首先在溫室群控制方面，進(jìn)行 了初步的探索和理論研究，其次在溫室控制中引入了人工智能和先進(jìn)的控制算法， 如專家系統(tǒng)、遺傳算法、模糊控制等理論和控制策略。當(dāng)前溫室控制系統(tǒng)研究熱點(diǎn)己由簡(jiǎn)單的DDC （直接數(shù)字控制）發(fā)展到分布式控制系統(tǒng)，如DCS分布 式控制）、FCS猱性控制）等網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)。目前，在相關(guān)行業(yè)己經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)化測(cè) 量和控制方面的研究，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)取代傳統(tǒng)孤立的、信息閉塞的系統(tǒng)，甚至跨越以太網(wǎng)或ntemet進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)施遠(yuǎn)程

7、控制。雖 然國(guó)內(nèi)溫室規(guī)模有限，還沒(méi)有形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，另外構(gòu)建的費(fèi)用也較高，但從長(zhǎng)遠(yuǎn) 來(lái)看，溫室監(jiān)控系統(tǒng)分布式和網(wǎng)絡(luò)化將是一種必然的趨勢(shì)?，F(xiàn)代溫室中常見(jiàn)的能自動(dòng)控制的調(diào)控機(jī)構(gòu)有：頂部通風(fēng)窗、側(cè)面通風(fēng)窗、外 遮陽(yáng)簾幕、內(nèi)遮陽(yáng)簾幕、軸流通風(fēng)機(jī)、降溫濕簾、人工補(bǔ)光燈、二氧化碳施肥器、加熱設(shè)備、噴霧系統(tǒng)及熏蒸設(shè)備?？刂破骶C合調(diào)節(jié)各個(gè)機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)在 運(yùn)行中節(jié)約能源的同時(shí)保證室內(nèi)氣候滿足植物生長(zhǎng)需求。使用的控制器可以有 很多選擇，如單片機(jī)、工控機(jī)、PLC、通用PC機(jī)等?；赑LC的溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)。由上位機(jī)、PLC、數(shù)據(jù)采集單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。各傳感器對(duì)溫室內(nèi)溫度、濕度等參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器后送入 單

8、片機(jī)，完成數(shù)據(jù)采集，采集的室外信號(hào)有溫度、濕度、光照、風(fēng)速、風(fēng)向、下雨，室內(nèi)信號(hào)有溫度、濕度、C02濃度。采用PLC為核心控制器，PC機(jī)與 組態(tài)軟件作為監(jiān)控模塊，兩者通過(guò)串口進(jìn)行通信來(lái)控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件，輸出信號(hào) 控制的機(jī)構(gòu)有：開(kāi)窗電機(jī)、遮陽(yáng)電機(jī)、通風(fēng)電機(jī)、加熱閥門(mén)、壓水泵和噴淋泵。溫室的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為兩大類：一類是正反轉(zhuǎn)運(yùn)行電機(jī)，如開(kāi)窗、拉幕等， 這些電機(jī)需要正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，必須有限位開(kāi)關(guān)；另一類是開(kāi)關(guān)控制設(shè)備，如風(fēng) 機(jī)、水泵等。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在現(xiàn)代溫室測(cè)控技術(shù)上起步比較早。1949年，借助于工程技術(shù) 的發(fā)展，美國(guó)建成了第一個(gè)植物人工氣候室，開(kāi)展了植物對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)性和抗御能力的基礎(chǔ)及應(yīng)用

9、研究。20世紀(jì)60年代，生產(chǎn)型的高級(jí)溫室開(kāi)始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，奧地利首先建成了番茄生產(chǎn)工廠，70年代后荷蘭、日本、美國(guó)、英國(guó)、以色列等國(guó)家的溫室園藝迅猛發(fā)展，溫室設(shè)施廣泛應(yīng)用于園藝作物生產(chǎn)、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和智能控制理論的發(fā)展，近百年來(lái)，溫室大棚作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，其自動(dòng)控制和管理技術(shù)不斷得以提高，在世界各地都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 特別是二十世紀(jì)70年代電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，更使溫室大棚環(huán)境控制技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變化。80年代，隨著微型計(jì)算機(jī)日新月異的進(jìn)步和價(jià)格大幅度下降，以及對(duì)溫室控制 要求的提高，以微機(jī)為核心的溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)，在歐美得到了長(zhǎng)

10、足的發(fā) 展，并邁入了網(wǎng)絡(luò)化，智能化階段。本次設(shè)計(jì)主要討論了在溫室控制中引入 PLC技術(shù)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)的方法，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成、硬件設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及通信問(wèn)題。分 布式的控制結(jié)構(gòu)，使各子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，管理與控制功能分開(kāi)，易于實(shí)現(xiàn)群控化管 理，提高了系統(tǒng)的可靠性，且易于擴(kuò)展。參考文獻(xiàn)：1鄭萍,潘世永,一種高性價(jià)比的plc與上位機(jī)的通信實(shí)現(xiàn)m電子技術(shù)應(yīng)用,2001,(04).團(tuán) 金鋅.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化溫室控制中的應(yīng)川U工業(yè)控制計(jì)算機(jī), 2000,(01).區(qū) 盧秋紅，張國(guó)偉，顏國(guó)正.動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換在工業(yè)自動(dòng)控制組態(tài)系統(tǒng)中的 應(yīng)用工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2001,(06).康偉，

11、鄭正奇. W hdow s F實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究， 2001,(03).6孫兵.工業(yè)PC與PLC結(jié)合的在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)R制造業(yè)自動(dòng)化，2000,(06).口 蘇初旺，周叢銀，王乃康，盤(pán)朝奉，楊華星，龔耀濤.桂西北地區(qū)沼氣溫室伏棚)一體化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)森林工程,2004,(01).7楊頌，邱云超，費(fèi)敏銳.W iidows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)串行通信的3種常用方法及 比較比自動(dòng)化與儀表,2000,(04)三、課題研究的內(nèi)容、方法和預(yù)期目標(biāo):研究?jī)?nèi)容：1、明確設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。2、確定控制的系統(tǒng)方案。4、控制系統(tǒng)的效果檢驗(yàn)。研究方法：本文先采用各種檢測(cè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室數(shù)據(jù)的獲取與傳輸

12、；在大棚控 制系統(tǒng)中，采用PLC系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；使各硬件、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng) 及通信達(dá)到分布式的控制結(jié)構(gòu)，使各子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，管理與控制功能分開(kāi)。預(yù)期目標(biāo)：設(shè)計(jì)出一套溫室大棚控制系統(tǒng)，它能對(duì)溫室的各個(gè)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢 測(cè)反饋，經(jīng)由上位機(jī)處理作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)控制各項(xiàng)指標(biāo)在合理的范圍內(nèi); 保證了大棚內(nèi)植物有健康生長(zhǎng)的環(huán)境。四、所需儀器設(shè)備、材料情況：計(jì)算機(jī)；西門(mén)子系列PLC；溫濕傳感器；PLC使用手冊(cè)；機(jī)械元件五、課 題分.階 段的 進(jìn)度汁序號(hào)赳1卜日期T作內(nèi)容階段成果12012.2.192012.3.3選題，查資料，研讀整理，寫(xiě)出畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告寫(xiě)出畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告22012.3.4-2012 3 17開(kāi)題報(bào)告定稿，并初步確定總體設(shè)計(jì)方案和章節(jié)初步確定總體設(shè)計(jì)方案和章節(jié)32012.3.182019. 3 31基本完成實(shí)驗(yàn)，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿12012.4.1-完善畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿，形成二稿形成二稿劃2012.4.