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1、1.ANZHOUUNIVERSITYOFTEChology毕业设计题目蔬菜大棚温湿弹J系统的P1.C程序设计毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志刻本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名：日期：年月日毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电
2、子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学11J以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位著名为.论文（设计）作者签名：口期：年月日指导教师签名：日期：年月日摘要温室大棚对现在的人们来说，是非常熟悉的一个名词，因为现在我们生活中的很多花卉、蔬菜、水果都是从温室大棚中种植出来的。如何利用自动检测与自动控制系统有效的控制好温室大捌内的各种环境因子，以提高温室大翻环境的控制精度和效果，对我国温室业的发展有着不可估量的重要意
3、义。本设计采用西门子S7-3OO系列可编程控制器来实现自动化控制的温室大棚。温度、湿度等环境因子在植物过程中起重要作用，在检测这环境因子的时候考虑到精度，反应速度，方便设备连接等问题，将采用温度传感器，湿度传感器对环境各项指标进行检测，传感器将检测的结果送入P1.C中，由P1.C将其与设定值进行比较，再发出相应的指令驱动电机、卷帘等设备运行或停止来调节室内的温度、湿度，从而达到智能化，自动化控制的目的使用step7及WineCneXibIe实现上下位连调，详细的介绍系统的特点，组成，硬件设计及软件设计等问题。关键词：蔬菜大棚；P1.C；温湿度控制AbstractGreenhouseforthe
4、peoplenowisavcr),familiarnoun,tccauscnowweliveinalotof!lowers,vegetables,fruitwhichfromgreenhouseshelterofplantingout.Howtouseautomaticdetectionandautomaticcontrolsystemofeffectivecontrolofgreenhousetrellisinside,inordertoimprovetheenvironmentalfactortrellisenvironmentcontrolprecisionofthegreenhouse
5、efleetandhasbecomethegreenhouseindustryresearchinChinaatpresent.ThiSdesignUSEStheSiemenss7-3(M)P1.Ctorealizetheautomationcontrolgreenhousetrellis.Temperature,humidityenvironmentfactorsintheprocessofplantsplaysanimportantroleindetectingtheenvironmentalfactor,whenconsideringtheaccuracy,thereactionspee
6、d,convenientdeviceconnectedbysuchissues,willthetemperatureSensonhuiniditysensorsdetecttheiulica(orsOfenvironinent,thesensorwilllestresultsbyPI.CsentPI.Ccompareitwithselling,thensendsou(thecorrespondingorder-drivenhealingelement.,thefan,ventilationwindow,fillinglightequipment,sunshadeshadeequipmentop
7、erationorstoptoadjustindoortemperature,light,humidity,soastoachievethepurposeofintelligent,automationcontrol.DiscussP1.Ccontrolsystemapplicationinplantsgreenhousecanopy.Use(heSlCP7andwinceflexibletoachievetheupperandlowersandhidetailedinlxluccsthecharacteristicsoflhcsystem,thecomposition,thehardware
8、designandsoftwaredesign.Keywords:VegetablesgrcenhouscP1.CsystemTemperatureandhumiditycontrol目录摘要AbstractI第一章绪论1.1 课题背景及研究意义1.2 国内外温室控制技术发展概况213选题的目的和意义3第二章系统的整体设计方案42.1 系统的设计任务42.2 控制系统核心部件的选择42.2.1 通讯方式简介42.2.2 温室控制系统硬件配置52.3 .控制方案62.4 .系统工作原理7第三章硬件系统的研究与设计83.1 P1.e的选型83.1.1 I/O地址分配93.1.2 接线图113.2
9、传感微的选型123.2.1 温度传感器133.2.3 空气湿度传感器143.3 电磁阀的选型153.4 低压控制器件选型153.5 生回路及控制回路的设计213.5.1 系统主电路设计213.5.2 控制回路设计233.6 就地控制箱设计25第四章、软件系统的研究与设计264.1 STEP7软件编程简介264.1.1 软件简介264.1.2 软件运行284.1.3 主要功能块简介294.2 系统流程图304.2.1 主程序流程图304.2.2 温度子程序314.2.3 湿度子程序314.2.4 故障报警了程序33第五章控制系统监控界面设计355.1 上位软件355.2 通讯连接365.3 人机
10、界面36结论39致谢40参考文献41外文翻译42附录一：程序梯形图第一章绪论1.1 课题背景及研究意义中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、上壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律,控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜
11、大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的牛.长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由了测控不及时等弊湍，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地谢节大棚内
12、温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质高效益的歪要环节。目前，随若流菜大棚的迅速蝌多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为r提高生产效率，对大棚的自动化程度耍求也越来越而.由于单片机及各种电子冷件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。当前农业温室大棚大多是中、小规模,要在大棚内引入自动化控制系统，改变全部人工管理的方式.就要考虑系统的成本，因此，针对这种状况，结合郊区农户的需要，设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。该系统采用传感器技术和P1.C相结合，由上位机和下位机（都用单片机实现）构成，采用MPl网络进行通讯，实现温室大棚自动化
13、控制。中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随岩国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是湿室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要环就是对农业生产环境的些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水员等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培Fl的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含fit
14、等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的湿室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了定的标准，但是价格非常昂货，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大概温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现商效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二耙化碳的含量,使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早效、优质
15、、高效益的重要环节。目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的臼动化程度要求也越来越高，由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。1.2 国内外温室控制技术发展概况温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所0它以采光枝盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫宙及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。从国内外温室控制技术的发展状况来看，
16、温室环境控制技术大致经历三个发展阶段：（1）手动控制.这是在温室技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器，又是对温室作物进行管理的执行机构，他们是温室环境控制的核心。通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期枳累的经验和直觉推测及判断，手动调节温室内环境。种植者采用手动控制方式，对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的，它符合传统农业的生产规律。但这种控制方式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需耍，而且对种植者的素质要求较高。(2)自动控制。这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数
17、，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产臼动化，适合规模化生产，劳动生产率得到提高。通过改变温室环境设定目标值，可以自动地进行温室内环境气候调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应，难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。(3)智能化控制。这是在温室自动控制技术和生产实践的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试脸数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一
18、种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术.温室控制技术沿岩手动、自动、智能化控制的发展进程，向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。由此可见，温室环境控制朝着基于作物生长模型、温室综合环境因子分析模型和农业专家系统的温窕信息自动采集及智能控制趋势发展。1.3 选题的目的和意义大棚是殖菜栽培生产中必不可少的设施之一，不I可种类作物对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，圾终将会给我们带来巨大的经济效益。随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。该系统可自动控制浇水、降温。根据需要，通过按键将温度信息输入WineCflexible,根
19、据情况可随时调节环境。温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。本文将使用P1.C与上位机结合对温度及湿度控制的基本原理实例化，利用现有资源设计一个实时控制温室大棚温度、湿度等的控制系统。目的是通过这次毕业设计，让我们将课本知识与实践相结合，更加深刻的理解自动控制的运作模式及意义，也能够将所学知识和技能更多的运用于生活和工作中，学以致用。第二章系统的整体设计方案2.1 系统的设计任务植物温室大棚的作用是改变植物的生长因子，从而避免四季的气候变化和恶劣气候对植物生长的不良影响，为植物提供一个良好的生长环境，在温室大棚中，一般利用一些采光性较好和钢铁，还有遮阳性的材料
20、作为主要结构材料.它可以培养不适应在该季节下生长的植物，对农作物的生长因子进行调节，促进植物的生长发育，防止病虫害，以达到增加产员的目的。温室中的温度，光照，湿度，CO2浓度，土壤酸喊度等因素对植物的生长起着重要作用，本设计主要研究温室控制的主要对象是温度，湿度，应用温度传感器，湿度传感器对各环境因子进行检测。温度的调节主要通过卷帘的动作进行解决，湿度则由水泵电机的灌溉系统进行补偿，网络监控设备选用普通pc,现场装备r控制箱作为现场监控装置.被控对象为10个蔬菜大棚的温湿度控制，每个大棚内有一个15Kw水泵电机和IOKW的卷帘电机(水泵电机与卷帘电机可以实现就地控制，也可以实现远程计兑机控制)
21、。温度控制精度为：0.5U,土壤湿度控制精度为：5%.可以加入空气湿度控制，其精度为：3%RH(需要加入喷雾控制)。学试构建该系统的分布式控制结构，保证各子系统的相对独立性,使系统具有可电性高，拓展性强的特点。2.2 控制系统核心部件的选择2.2.1 通讯方式简介MPI网络是是基于Mpl(MUItiPlamImerface)多点接口协议的通信网络，行通格速率要求不高、通信数据量不大时种简单经济的通信方式。MPI通信主要的优点是CPU可以同时与多个设备建立通信联系，即编程器/上位机、HMl设备和其他的P1.C可以连接在起并同时运行。每个控制点是同级的，对每个大棚的P1.C赋予不同的地址，都由上位
22、机来控制。相对于其它总线网络结构，它更筒单、更经济。由于西门子P1.CS7-2(X)3(M)4(X)CPU上的RS485接口不仅是编程接口，同时也是一个MPI的通信接口,所以在没有额外硬件投资的状况下，可以实现PG/OP、全局数据通信以及少量数据交换的S7通信等通信功能，其网络节点通常包括S7P1.C、TPQP、PG/PC、ET200S以及RS485中继器等网络元器件。MPl网络最多可以连接32个节点。MPI网络的通信速率为l9.2Kbils-l2Mbits,通常默认设置为187.5KbiIA,只有能够设置为pro11bus接口的MPl网络才支持最大的2Mhi的通信速率.普通pc需要通过Mpi
23、zprofibus通信卡如CP5512CP56HCP5613等）联入MPI网络,其中CP5611和CP56I3用于台式电脑，后拧带网络诊断功能，但价格相对较高。2.2.2 温室控制系统硬件配置在工业自动控制系统中，单片机控制与P1.C控制是最常用的自动控制系统，但与单片机相比，P1.C具有极高的可靠性、灵活性、编程相对简单、扩展模块丰京等等优点，能够广泛应用到实际生产中。由德国SIEMENS系列产品产品具有功能强大，可靠灵活，实用性强等特点。从系统的整体性出发，考虑到经济性、适用性、功能性等各方面原因，我们选用西门子公司的产品，以最优的性能/价格比进行系统配置。本系统可以实现各个子系统的单独调
24、用，通过通讯网络由总控制室统管理，便于实现多路控制。S7-300系列的P1.C是一种中等P1.e系统，其功能非常强大，针对中小型自控应用，是面向生产制造领域的最佳系统解决方案。1）功能强，性能价格比高2）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强3）可咏性高，抗干扰能力强4）系统的设计、安装、调试工作量少5）编程方法简单梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，共电路符号和表达方式与维电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花儿天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。6）维修工作员少，维修方便P1.C的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。7
25、）体积小，能耗低对于复杂的控制系统，使用P1.C后，可以减少大量的中间继电器和时间维电器。8）与时俱变，能实现网络通讯P1.C可以与电脑及智能仪表等通过通信联网,实现分散控制，集中管理。并能实现地显示出当前机械设备的工作状态和工作流程，对生产管理和现场维修带来极大的方便。9）提升产品技术含量，增加产品形象！10）对未来机械升级很方便高效率的组态和编程，基F世界标准的STEP7更高的可用性，基丁强大的桀成的诊断功能，高效的处理速度可极大的缩短设备的循环时间，节.省空间，模块化设计，没有槽位规则。基于以上优点本设计采用S7-300系列的P1.C木系统选用SIMATICS7-3系列P1.C作为现场控
26、制设备，因为该系列P1.C具有较高的性价比，且具有强大的网络通信功能。同时配置了空气温度传感器.上塘湿度传感器用于检测温室内环境变成；装备了水泵、卷帘等设备，用于改变温室内各环境变fit的数值：网络监控设备选用普通PC,现场装备了控制箱作为现场监控装置.2.3. 控制方案植物的生长是在一定环境中进行的,在生长过程中受到环境中各种因素的影响.其中对植物生长影响最大的是温度、湿度和光照度。环境中昼夜的温度、湿度和光照度的变化大，对植物生长极为不利。现代温室有内外遮阳系统、加温系统、自然通风系统、湿帘风机降温系统、补光系统、补气系统、环流风机、灌溉系统、施肥系统、自动控制系统等常用的环境系统，能够对
27、植物的生长进行合理的控制,而如何才能合理地控制这些配套设备的运作和协同则需要有一套完善的硬、软件温室系统进行控制。因此.本系统就是利用P1.C作为控制器，采用传感器对温室温度、温度等环境因素进行巡回测很，并将结果送到P1.C中，由P1.C对结果进行处理，然后调控各设备对环境因子进行补偿。现场可采用现场控制箱控制，PC通过MPI网络实现远程监控。其硬件连接方式如下：图2.1硬件连接方式示意图2.4. 系统工作原理系统由温度传感器,湿度传感器，P1.C系统,加温设缶，加湿设备.通风设饴等几个部份组成。系统的工作过程如图所示：图2.2系统的工作过程该温室控制系统是利用P1.C模块将湿度传感器，温度传
28、感器采集的有关参数转换成数字信号，并且把采集的参数与已设定的值进行比较，再经过P1.C的比较后，给出相应的的控制信号对执行机构进行控制.在此系统中还可以通过串口的形式与PC机相连，从而实现实时数据的管理与存储，以后植物生长的研究带来宝货资料.传感器把生物有关的环境因子（湿度，温度）参数转换成为电信号，其中温度传感器的输出电压时应一个温度，并且具有测量精度高，测量范围广，构造简单，价格低廉等特点，可以把-I（TC100C的温度转换成。5V的电压，在海度传感器测量中可.以将相对湿度0%7期的相对湿度转换成0-5V的电压信号。温室控制执行机构包括卷帘.水泵、电磁阀等.系统开始工作时，P1.C通过温度
29、传感器，湿度传感器来检测温室内的温度,湿度与设计值相比较，如果湿度，湿度超出设定值上下限值,P1.C就会输出指令，控制动作相应的执行设备。相反，如果测量值在设定值范用内则发出指令停止相应的设备。第三章硬件系统的研究与设计3.1P1.C的选型系统选用西门子公司的S7-3OOP1.C实现集中监控。根据系统控制要求并考虑留有一定的裕量，P1.C由电源模块PS307.CPU模块CPU313c-2D1.I/O模块(1块模拟量输入SM331)组成,具体硬件配置如下：1.电源模块PS307：输入电压为220YAa输出电压为24VDC,输出电流为5A,向其他P1.C模块供电。P1.C内部的电源可分为：内部一一
30、开关稳压电源，供内部电路使用：大多数机型还可以向外提供DC24V稳压电源，为现场的开关信号、外部传感器供电。外部一一可用一般工业电源，并备有锂电池(符用电池)，使外部电源故障时内部重要数据不致丢失。西门子P1.C有多种247DC电源模块可用于S7-300P1.C和传感器/执行落。本次设计中考虑到带负载能力等电源选择5A电源模块6ES7307TEAOo-OAAO即可,其属性如下：输出电流为5输出电压为24VDC；短路和断路保护与单相交流电源连接(额定输入电压120/230VAC,50/60Hz)安全隔离符合EN60950可用作负载电源2. CPU模块CPU-是P1.C的核心部分。与通用微机CPU
31、一样，CPU在PC系统中的作用类似于人体的神经中枢,其功能：(I)用扫描方式(后面介绍)接收现场输入装置的状态或数据,并存入输入映象寄存罂或数据寄存罂：(2)接收并存储从编程器输入的用户程序和数据：(3)诊断电源和PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；(4)在PC进入运行状态后：H）执行用户程序-产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐条读取指令，经命令解择后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路）b）进行数据处理一一分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务c）更新输出状态一一输出实施控制（根据运算结果，更新有
32、关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）本次设计大棚温湿度控制系统中输入输出IO点数由紧凑型P1.C支持足以，并且由方案论证中可知P1.C选择的是西门子公司的S7-300系列，号虑到价格、存储、通信方式等，CPU型号选择为313C-2DP型,带集成数字量输入/输出和个MPI接口和一个DP接口的紧凑5KPU，带有与过程相关的功能，可以完成具有特殊功能的任务和连接单独的I/O设备,32kBRM.24VDC电源，内置16DI/16D0。3. I/O模块P1.C系统的输入信号包括各个大棚的温度及湿度信号.电机启动停止信号、自动手
33、动转换开关信号.现场远程转换开关信号。温湿度模拟量信号用模拟量输入模块SM331来扩展.由输入点数以及考虑到IO%-2O%的冗余，扩展模块选择为模拟址输入模块SM331;AI8X16位:（6ES7331-TNFl（M）ABO）,其属性为:4个通道组中的8点输入 测量值精度=15位+符号（独立于积分时间） 每个通道组的可选测量方法： 电压 电流 用户定义的测址范围设置和每个通道组的过渡/刷新率 可编程诊断 可编程诊断中断 带限制值监视功能的2个通道 超限时的可编程中断 与背板总线接口电气隔离 通道间的允许CMY：最大50VDC3.1.1 I/O地址分配由系统设计需要输入信号有启动、停止、温度传感
34、器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器等；输出信号被控对象有卷帘电机、水泵电机、电磁阀、报警装更等，其I/O地址分配表如下：表3/I/O分配表输入信号类型名称符号端子分配备注数字量输入信号转换开关SAl10.0就地远程转换开关就地转换开关SAl10.1就地远程转换开关远程按钮SBl10.2总启动按钮按钮SB210.3总停止按钮按钮SB310.4急停按钮行程开关-Ql10.5卷帘上限位开关行程开关SQ210.6卷南下限位开关模拟量输入信号传感器1.lPIW256温度传感器1传感器1.2PIW257土壤湿度传感器1传感器1.4PIW259空气湿度传屐器1传感器1.5PIW260温度传感耦2传感器1.6
35、PIW261土壤湿度传感器2传感器1.7PIW262空气湿度传感踹2输出信号类型名称符号端子分配箸注数字量输出信号继电器KlQ0.0卷帘电机正转继电器K200.1卷帘电机反转继电器K300.2水泵电机启动继电器K400.3电磁阀启动指示灯H1.lQO.4卷帘正转指示灯指示灯H1.2QO.5卷帘反转指示灯指示灯H1.300.6水泵启动指示灯指示灯H1.4Q0.7电磁阀启动指示灯指示灯H1.5Q1.O卷帘报警指示灯指示灯H1.6Q1.l水泵报警指示灯指示灯H1.7Q1.2电磁阀报警指示灯3.1.2 接线图(1)由P1.C地址分配列表可以得到CPU接线方式，其接线图如图所示:冲1大KMl+2翎M*2
36、K3MH1.12MH1.4H1.5H1.6H17424V图3.1CPU模块接线图P1.C主体模块接线如图三所示。P1.C的输出触点负我能力偏低,如果直接带动电机等负载，输出触点容易损坏，故采用中间继电器作为中间元件，间接控制电机的启件及正反转。由中间维电器触点控制交流接触器，交流接触器作为控制元件来控制电机启停和正反转。（2）温、湿度传感器与P1.C扩展模块SM331的接口电路图3.23.2传感器的选型本系统设计了对与作物生长发育有关的环境温度、土壤湿度等参数进行采集的功能,实现温室大棚内各种参数的数据采集任务，传感器负贵对温室环境因子的采集，将采集信转换为0-5伏的电压信号，送入P1.C,供
37、P1.C使用，而使用的各类传感器，分别介绍如下：3.2.1 温度传感器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。温度传感器是最早开发，应用圾广的一类传感器。温度传感涔的市场超过了其它的传感涔。温度传感器主要四种类型：热电偶、热板电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器.IC温度传感器又包括模拟量输出和数字量输出两种类型。在湿度传感器的选择上余地比较大，在此选用PH-QW大气温度传感器,PH-QW大气温度传镇器采用光刻钳电阻作为感应部件，感应部件位于杆头部，外有层淤膜保护膜可配专用的防辎射罩，保护传感黯免受太阳猛射和雨淋。技术指标： 测量:范用：-50+100C 分辨率
38、：o.r 准确度：0.2C 供电电源：2.5V(标配)、5V、12V、24V,输出形式：a:(1.5VDC;b: 420mA;c: RS232很S485网络通讯特点：精度高、低漂移、响应速度快、体积小、安装方便、性能稳定、使用寿命长、抗干扰能力强土壤湿度传感器湿度传感器分为空气湿度传感器和土壤湿度传感器两种,温室的湿度如果能控制在一定范围内，则可以大大降低双毒病、炭毒病及疫害病的发病率。士康湿度度能够适当的控制在植物生长葩闹内的话，可以提高植物的生长，防止植物根部腐烂，节约用水等。水分是决定土城介电常数的主要因素，测量土填的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量，与土壤本身的机理无关
39、，是目前国际上最潦行的土塘水分测M方发法。在此选用PH-TS上填湿度传感器,PH-TS壤湿度传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器.性能指标测量参数：土塘容积含水量,单位：(m3m3) fit程：0100%(m3m3) 精度：050%(m3m3)范用内为2%(m3m3) 分辨率：0.1%OX?)+5%CrW(TC)稳定性：1%RH年供电电源：DC5YDC12V,DC24V可选输出形式：1、电流：4-2OmA2、电压:0-5VDC；3、RS232/RS485网络通讯：4、TT1.电平：频率和脉宽两种.工作环境：温度FOC50C湿度WIOQRH稳定性：1%RH年产品重量：传感器MOg,
40、带变送器550g负载能力：电流型输出阻抗近250Q电压型输出阻抗二i产品功耗:6mW（电压型）3.3 电磁阀的选型电磁阀是用来控制液体的方向的自动化基岫元件，属了执行器：通常用于机械控制和工业阀门上面，对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制.电磁阀常与空气过滤器，回信罂连接叫气动三联件。本系统的电磁阀主要用于农业用水，可以选用电磁阀DP-10,卜表为DP-IO的介绍：表3-2电磁阀DP-Io型号DP-IO适用流体空气、蒸汽、水、其它非危害性流体适用压力().05-1.OPa(0.5-IOKgfYcm2G)最低动作压差().05Mpa(OSKgOcnfG)最高温度I8O,C电压规格ACl2
41、00V结线方法选择形5060HzACII0/220V结线方法选择形5060HzACI20.-240V结线方法选择形50/6OHZ动作方式通电开动形连接方式JlSRC(PT)螺纹材料阀箱青铜活塞不柄钢阀体氯化乙烯树脂公称直径I0-50A3.4 低压控制器件选型一、按钮1.A25系列控制按钮采用积木式结构、插接式连接，可以自由组合常开、常闭触头的时数，。1.A25系列控制按钮是目前国内规格品种最齐的一种控制按钮系列。本系统需：种不同按钮：启动、停止和急停按钮。按各自功能选择不同型号，启动为1.A25-20月2,有两对常开触头，为绿色圆形按钮。停止为1.A25-O2/11.仃两对常闭触头，为红色圆形
42、按钮。急停为1.A25-11MQ1为红色解侬状按钮。二、行程开关J1.XKI系列行程开关有单轮防护式、双轮防护式、直动防护式和直动滚轮防护式。触头数量为I常开和I常闭。交潦接通电潦5A,三、断路器塑光式断路器的选用鳖亮式断路器常用来作电动机的过我与短路保护,其选择原则是：1）断路器额定工作电压等于或大于线路额定电压。2）断路器额定电流等于或大于线路计算负荷电流。3）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流，一般按有效值计算。4）断路器欠压脱扣罂额定电压等于线路额定电用。5）断路器分励脱扣罂额定电压等于控制电源电用。6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。7）瞬时整定电流：对保护笼型
43、感应电动机的断路器，其瞬时整定电流为（875）倍电动机额定电潦；对于保护绕线型电动机的断路器，其瞬时整定电流为（36）倍电动机额定电流。8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。按起动时负教的轻重，可选用可返回时间为1、3、5、8、15s中的某档。3VE系列断路器3VE系列断路器是从德国西门子公司引进技术生产的产品。适用于交潦5OHx或60】-IZ,电压660V及以下，电流20-63A的电路中,作为小容量电动机和线路的过我及短路保护用，并可在正常情况下作为不频繁操作的线路转换或电动机直接起动用.3VE系列断路器主耍由操作机构、触头、灭弧装置、热脱扣器,电磁脱扣器、绝缘基
44、座和塑料外壳组成。脱扣罂具有温度补偿装置，故在正常工作条件下，其保护特性不受环境温度影响。3VEk3VE3、3VFA型断路器分别为按钮操作、旋钮操作和手柄操作。断路港可用安装孔板前安装，3VE1、3VE3亦可用底板上设置的标准安装导轨嵌卡安装。根据要求选择3VE4系列断路器。四、熔断器熔断器的选择熔断器选择包括熔断器类型选择和焙体额定电潦确定两项内容。I）熔断器类型的选择熔断器类型应根据负教的保护特性和短路电流大小来选择“时丁保护照明和电动机的熔断罂，般只考虑它们的过我保护，这时，熔体的熔化系数适当小些。对于大容量:的照明线路和电动机，除过毂保护外，还应考虑短路时分断短路电流的能力来选择。当短
45、路电流较大时，还应采用具有高分断能力的熔断器甚至选用具有限流作用的熔断器。此外，还应根据熔断器所接电路的电压来决定熔断器的额定电压.2）熔体与熔断器额定电流的确定熔体额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负数平稳、无冲击电流，如殷照明电路、电热电路可按负载电流大小来确定熔体的额定电流。对于有冲击电流的电动机负载，为达到短路保护目的，又保证电动机正常起动，对笼型感应电动机其熔断器熔体的额定电流为：单台电动机INP=（1.5-2.5）INM（3-1）式中，INP为熔体额定电流（八）：INM为电动机额定电流（八）。多台电动机共用个熔断器保护INP=（1.5-2.5）INMmax+1NM3-2）式中，INMmaX为容埴最大一台电动机的额定电流（八）；XlNM为其余各台电动机额定电流之和（八）。在式（3-1）与式（3-2）中,对于轻式起动及起动时间较短时,式中系数取1.5；重载起动及起动时间较长时，式中系数取2.5。熔断器的额定电流大于或等于熔体额定电潦。3）校核熔
