課程：通信與信息技術(shù)進(jìn)展課題：可編程控制器PLC（補(bǔ)充版）

基于PLC技術(shù)的盆栽水稻自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

學(xué)院：

通信與信息工程學(xué)院

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上課老師：學(xué)期：春2015PLC概述PLC硬件模塊及其原理PLC編程軟件STEP7PLC實(shí)例上期回顧PLC在工業(yè)上的應(yīng)用實(shí)例---基于PLC技術(shù)的盆栽水稻自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)本期內(nèi)容擴(kuò)展目錄PLC是一種專門用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。早期的PLC是用來替代繼電器、接觸器控制的。它主要用于順序控制，只能實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。因此，被稱為可編程邏輯控制器（Programmablelogiccontroller，略寫PLC)§1PLC概述PSCPUIMDIDOAIAO

CP標(biāo)準(zhǔn)模塊式結(jié)構(gòu)化PLC：西門子S7-300系列

CPU（基本單元）+擴(kuò)展模塊一體化緊湊型PLC：西門子S7-200系列2.1PLC硬件實(shí)物---S7-200

§2PLC硬件模塊及其原理2.2PLC基本結(jié)構(gòu)§3PLC開發(fā)軟件---STEP7軟件支持STL（語句表）、LAD（梯形圖）及FBD（功能塊圖）3種基本編程語言，并且在STEP7中可以相互轉(zhuǎn)換?！?PLC編程實(shí)例4.1實(shí)例1：開關(guān)機(jī)硬件設(shè)計(jì)4.3PLCPID編程4.2PLC自由口通信2.通信口發(fā)送數(shù)據(jù)前需停止接受數(shù)據(jù)3.通信口發(fā)送完數(shù)據(jù)后需要重新接收數(shù)據(jù)1.通信口初始化

DevelopmentofanAutomaticControlSystemforPot-GrownRiceInspectionBasedonProgrammableLogicController

基于PCL技術(shù)的盆栽水稻自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)§5PLC在工業(yè)上的應(yīng)用實(shí)例【主題】【背景】水稻作為中國(guó)的主食，在國(guó)內(nèi)是高產(chǎn)量、高消耗的一種食物。因此，如何提高水稻產(chǎn)量成了人們研究的熱點(diǎn)。為了植物更好地生長(zhǎng)，往往需要提取植物的參數(shù)，如植物高度、葉子綠色面積、葉子溫度等。隨著現(xiàn)代水稻種植技術(shù)的不斷發(fā)展，各種水稻外形檢測(cè)方法也應(yīng)用而生。其中，澳大利亞的阿德萊德大學(xué)設(shè)計(jì)植物加速器用于植物外形檢測(cè)，其分別利用彩色圖像、近紅外成像、遠(yuǎn)紅外成像、熒光成像和高光譜成像技術(shù)提取植物塊、組織含水量、葉子溫度、光合作用率和蛋白質(zhì)含量等?！颈尘啊咳欢總€(gè)圖像設(shè)備都固定在一個(gè)成像室中，這樣就需要五個(gè)成像室。這樣一來將導(dǎo)致大量的時(shí)間消耗和由于每個(gè)成像室的干擾帶來的不穩(wěn)定因素。此外，設(shè)備的費(fèi)用和占用空間也隨之增加?！疚恼路椒ā勘疚穆?lián)合彩色圖像技術(shù)和遠(yuǎn)紅外成像技術(shù)，基于PLC設(shè)計(jì)水稻外形自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，以達(dá)到高效率、高空間利用率和低功耗的特點(diǎn)?！鞠到y(tǒng)框架】1圖像成像單元和工業(yè)傳送器【模塊單元】為了獲取盆栽水稻的不同外形參數(shù)，三個(gè)圖像成像設(shè)備，包括彩色圖像攝像機(jī)、遠(yuǎn)紅外成像攝像機(jī)和X射線系統(tǒng)，固定在圖像成像室中。盆栽作物放在盆輸入點(diǎn)，由傳送帶自動(dòng)送入圖像采集區(qū)域。

為了獲取不同角度的圖像，而又保持盆栽水稻的穩(wěn)定。本系統(tǒng)在圖像采集區(qū)的中心設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，其電機(jī)為伺服電機(jī)（MBDDT2210，PanasonicCorporation,Japan）.2成像室和控制單元為了確保工作空間的安全，在成像室中設(shè)置X射線屏蔽板，防止X射線射出。為了避免外部光線的干擾，本系統(tǒng)設(shè)置了兩個(gè)旅行門，只有當(dāng)盆栽水稻進(jìn)入或離開成像區(qū)域時(shí)，旅行門才打開。整個(gè)系統(tǒng)用PLC（CP1H-Y20DT-D,OmronCorporation,Japan）和計(jì)算機(jī)工作站（HPxw6400,Hewlett-PackardDevelopmentCompany,USA）控制。【系統(tǒng)控制】本自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心在于PLC和計(jì)算機(jī)工作站，其主要用于控制傳送單元、圖像成像單元和旅行門。1計(jì)算機(jī)工作站控制計(jì)算機(jī)工作站主要用于通過友好的用戶界面來控制系統(tǒng)的運(yùn)作，如通過向PLC發(fā)送“ON”指令，啟動(dòng)程序運(yùn)行；發(fā)送“OFF”指令，停止程序運(yùn)行。2PLC控制計(jì)算機(jī)工作站的控制屬于間接控制，是向PLC發(fā)送指令，由PLC直接控制系統(tǒng)的運(yùn)行。【實(shí)驗(yàn)與結(jié)果】為評(píng)估系統(tǒng)的效率與穩(wěn)定性，本實(shí)驗(yàn)采用12個(gè)盆栽水稻作為測(cè)試樣本，一天24小時(shí)不斷循環(huán)測(cè)試。測(cè)試流程如右，經(jīng)過三天的測(cè)試，有12965個(gè)盆栽數(shù)據(jù)被提取并保存在系統(tǒng)當(dāng)中，因此系統(tǒng)錯(cuò)誤率小于0.01%?！窘Y(jié)論】本文聯(lián)合彩色圖像技術(shù)和遠(yuǎn)紅外成像技術(shù)，基于PLC設(shè)計(jì)水稻外形自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對(duì)工業(yè)盆栽水稻進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)表明該裝置具有高效率、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)?！?PLC在工業(yè)上的應(yīng)用實(shí)例【主題】基于PLC控制的石油控制模型設(shè)計(jì)[1]陳會(huì)蓮,谷明月.

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