基于profibus总线的温室控制系统

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1、基于profibus总线的温室控制系统学院：电力学院专业：自动化班级：2009088学号：200908836姓名：辅导老师：21目录第一章绪论01.1课题的研究意义及项目背景01.2国外温室发展概况01.3国内温室发展概况11.4温室控制系统的发展趋势1第二章系统总体方案及硬件部分设计32.1引言32.2温室结构与材料32.3智能温室控制系统总体方案42.4系统硬件选型方案52.4.1PLC及扩展模块选型52.4.2上位机硬件配置52.4.3传感器的选择62.4.4环境调控系统62.5系统硬件接线图102.5.1

2、系统主电路设计102.5.2系统其他部分电路设计112.5.3PLC部分电气线路设计12第三章Profibus-DP现场总线技术应用153.1引言153.2Profibus现场总线概述153.2.1Profibus-DP的协议结构153.2.2Profibus-DP的基本功能163.2.3Profibus-DP总线设备类型173.2.4GSD文件173.3基于Profibus-DP的PLC控制网络设计183.3.1系统总线设备类型的选择183.3.2系统硬件组态183.3.3软件编程193.3.4下载与调试19第

3、四章温室环境控制系统实时监控软件的设计20第五章总结与展望205.1工作总结205.2展望2121第一章绪论1.1课题的研究意义及项目背景温室环境控制是一项综合性工程，它是当代农业生物学、环境工程、自动控制、计算机网络、管理科学等多种技术的综合应用，旨在为作物创造最佳生长条件，避免外界四季变化和恶劣气候的影响，以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高农作物质量、产量、产值等目的。研究开发并推广使用性能优越、运行可靠的温室智能控制系统将是温室生产走向产业化和效农业化的必由之路，而温室内环境因子（温度、湿度、光

4、照度、CO2浓度等）的综合自动控制是实现温室种植物高产、优质、高效的关键。在农业发达的国家，其现代温室已基本实现了自动化控制，但这些温室产品的成本相对较高，如加拿大ARGUS公司，每套温室控制器的价格在十万元左右；以色列国家农业中心的一片玻璃试验温室，每间的造价高达上百万美元。另外，由于气候条件不同，地理环境差异以及种植农作物的不同，在客观上限制了国外温室产品在我国的运用。国内已有的一些温室存在技术水平发展缓慢，管理体系落后等缺点，不能满足现代农业和温室自动化控制发展的要求。因此，研究开发出适合我国国情、具有独立

5、知识产权、高效率、低成本运行的温室控制系统显得尤为重要。苏州大学机电工程学院与宿迁市日昌升园艺有限公司联合建立了“苏州大学——日昌升智能温室工程技术与设备研究中心”。该中心的发展目标是瞄准21世纪高科技设施农业发展趋势，研究并开发集现代生物科学技术、智能控制和工业化工程技术为一体的工厂化高效农业技术与设备，以此推进我国现代化农业进程。本课题在上述实际项目背景下，旨在探寻温室环境的自动控制方案与实现形式，开发出适合企业实际生产需要的温室环境自动控制系统力图以合理有效的控制方案获得较为精确的控制效果，创造一个良好的人

6、工气象环境，以消对作物生长不利的环境因素来促进作物生长，最终实现学校科研与企业生产的有机结合，并推动我国自主研发型温室系统的发展进程。1.2国外温室发展概况21国外温室控制研究起步较早，可追溯到20世纪40年代，早在1949年，美国加利福尼亚州的Farhort植物实验室创建了世界上第一个完全由人工控制环境条件的人工气候室，并在此基础上开展了包括农作物在内的多种植物对自然环境的适应性和抗御能力的基础性研究。1953年，日本在三岛国立遗传研究所建成了用于科研的大型模拟温室，同年，荷兰建成了当时世界上规模最大的人工日光

7、温室。70年代中期，随着计算机技术的发展，荷兰、美国、日本和意大利等国相继采用微型计算机进行温室环境的监控，并对其应用于农业生产进行了多方面的有益尝试。80年代起，数字式单元组合仪表的兴起，取代了原有的模拟式仪表，进行现场环境的数据采集、指示、记录和控制。目前，在温室控制技术方面，美国、荷兰、以色列和日本等国较为先进，可以根据温室作物的要求和特点，对温室内光照、温度、湿度、CO2等诸多因子进行自动调控。在综合控制成本和效益、环境参数优化、节能节水技术及温室配套设备的研制等方面均取得了长足的进步，并带动了温室配套产

8、业的发展。例如，在自然条件相当恶劣的以色列，节水灌溉技术大力发展并达到国际先进水平，该国每年投入8000多万美元（约占农业生产总值的3%）用于开展综合配套的协作攻关，创办示范基地，推广综合配套技术，诸多新技术在农业生产中的运用不仅极大的提高了劳动生产力，而且衍生出诸如温室、滴灌、育苗、栽培管理、植保、加工以及计算机控制等多个领域和行业，使得农业成为了具有高度社会化分工的知