食用菌生產(chǎn)人工環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究

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摘 要 食用菌是農(nóng)業(yè)產(chǎn)品較特殊的一類，它對(duì)生長(zhǎng)氣候及環(huán)境的要求很高，這種特性決定了自然界的野生食用菌的產(chǎn)量極少。目前，我國(guó)蘑菇種植基本依靠手工勞作，直接導(dǎo)致了其生產(chǎn)效率低、產(chǎn)量小、質(zhì)量差、品種少，幾乎不能滿足人們保健和食用的需求，提高食用菌的產(chǎn)量和質(zhì)量已經(jīng)成為當(dāng)代農(nóng)業(yè)科技者研究的熱門課題之一。自1980年起，我國(guó)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員在汲取發(fā)達(dá)國(guó)家的食用菌生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開展了對(duì)食用菌工廠中溫度、濕度、光照和C02等單項(xiàng)環(huán)境因子控制技術(shù)的研究。
本研究課題基于西門子公司S7-200系列的可編程控制器（PLC）和MCGS組態(tài)軟件的食用菌工廠PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。采用溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器對(duì)食用菌工廠中各項(xiàng)環(huán)境因素進(jìn)行檢測(cè)，并將測(cè)量值送入PLC中，由PLC將測(cè)量值與設(shè)定值對(duì)比，發(fā)出相應(yīng)的指令驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備調(diào)節(jié)食用菌工廠的環(huán)境因素，以此實(shí)現(xiàn)食用菌工廠的智能化、自動(dòng)化控制。與此同時(shí)，采用MCGS組態(tài)軟件完成了控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)，完成了動(dòng)態(tài)演示、過程監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)記錄、曲線顯示等功能，從而實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)操作的人性化和過程的可視化，為食用菌工廠的發(fā)展明確了新的方向。
關(guān)鍵詞 食用菌 環(huán)境 控制 可編程控制器 組態(tài)


Abstract Mushroom is a special agriculture product only growing in certain environment .Since the mushroom is planted in hand-made way, which is low efficiency, low output, poor quality and few kinds,its output and quality can not meet people’s requirement of health and edibles. The research is focused on the technology to control mushroom’s growth environment for improving its output and quality. Agriculture scientists have been doing research on the control technology of single environment factor in mushroom, including temperature ,humidity ,the concentrations of carbon dioxide and so on.
It is introduced that mushroom control system is made up with Siemens S7-200 series programmable logic controller (PLC) and MCGS.Various environmental indicator measured values are tested by temperature sensor, humidity sensor, light sensor,CO2 concentration sensor ,and sent into the PLC. The PLC is compared with the measured value, and then the appropriate order to driver execution equipment to regulate mushroom environment parameters, in order to achieve an intelligent and automatic mushroom. On this basis, using MCGS configuration software to complete the configuration of the control system design, to achieve a dynamic presentation , process monitoring , alarming , data, logging,and thus achieve a humane operation of the control system and process visualization, and provides a new direction for the development of mushroom.
Key words mushroom the environment control PLC configuration


目錄
第一章 緒論 1
1.1 課題簡(jiǎn)介 1
1.2 研究背景 1
1.3 研究目的及意義 1
1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀  2
1.4.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 2
1.4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 4
第二章 PLC概述 7
2.1 PLC簡(jiǎn)介  7
2.1.1 PLC的產(chǎn)生和應(yīng)用 7
2.1.2 PLC的組成和工作原理  7
2.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則及步驟  11
2.2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則  11
2.2.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟  12
第三章 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 14
3.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù) 14
3.2 系統(tǒng)的控制方案  14
3.3 系統(tǒng)的工作原理  15
第四章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 16
4.1 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16
4.1.1 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)  16
4.1.2 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)  16
4.2 PLC硬件電路的設(shè)計(jì) 18
4.2.1 PLC型號(hào)選擇  18
4.2.2 PLC I/O地址分配  19
4.2.3 硬件接線圖設(shè)計(jì)  20
4.3 PLC的硬件配置 20
4.3.1 傳感器 20
4.3.2 EM235模擬量輸入/輸出模塊 22
4.3.3 PLC的串行通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 24
第五章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 32
5.1 PLC程序設(shè)計(jì)的方法 32

5.2 編程軟件STEP 7-Micro/WIN概述 32
5.3 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 33
5.3.1 程序的設(shè)計(jì)思路  33
5.3.2 控制程序流程圖  33
5.3.3 控制程序設(shè)計(jì)及分析 35
5.4 控制程序的仿真與調(diào)試 39
5.4.1 仿真軟件簡(jiǎn)介 39
5.4.2 控制程序的仿真與調(diào)試 39
第六章 組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)方案 41
6.1 組態(tài)軟件概述  41
6.1.1 組態(tài)的定義、功能及特點(diǎn)  41
6.1.2 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成  42
6.2 食用菌工廠控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)  43
6.2.1 新建工程  43
6.2.2 定義變量  43
6.2.3 設(shè)計(jì)畫面  45
6.2.4 編寫程序  45
6.2.5 運(yùn)行調(diào)試  48
結(jié) 論 49
致 謝 50
參考文獻(xiàn) 51