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

2.8萬字
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摘 要 食用菌是農業(yè)產(chǎn)品較特殊的一類，它對生長氣候及環(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，我國蘑菇種植基本依靠手工勞作，直接導致了其生產(chǎn)效率低、產(chǎn)量小、質量差、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)量和質量已經(jīng)成為當代農業(yè)科技者研究的熱門課題之一。自1980年起，我國農業(yè)工程技術人員在汲取發(fā)達國家的食用菌生產(chǎn)技術的基礎上，開展了對食用菌工廠中溫度、濕度、光照和C02等單項環(huán)境因子控制技術的研究。
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)設計方案。采用溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器對食用菌工廠中各項環(huán)境因素進行檢測，并將測量值送入PLC中，由PLC將測量值與設定值對比，發(fā)出相應的指令驅動執(zhí)行設備調節(jié)食用菌工廠的環(huán)境因素，以此實現(xiàn)食用菌工廠的智能化、自動化控制。與此同時，采用MCGS組態(tài)軟件完成了控制系統(tǒng)的組態(tài)設計，完成了動態(tài)演示、過程監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄、曲線顯示等功能，從而實現(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 課題簡介 1
1.2 研究背景 1
1.3 研究目的及意義 1
1.4 國內外研究現(xiàn)狀  2
1.4.1 國外研究現(xiàn)狀 2
1.4.2 國內研究現(xiàn)狀 4
第二章 PLC概述 7
2.1 PLC簡介  7
2.1.1 PLC的產(chǎn)生和應用 7
2.1.2 PLC的組成和工作原理  7
2.2 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則及步驟  11
2.2.1 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則  11
2.2.2 PLC控制系統(tǒng)設計的步驟  12
第三章 控制系統(tǒng)的總體設計方案 14
3.1 系統(tǒng)的設計任務 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)的硬件設計 16
4.1 電氣控制系統(tǒng)設計 16
4.1.1 系統(tǒng)主電路設計  16
4.1.2 系統(tǒng)控制電路設計  16
4.2 PLC硬件電路的設計 18
4.2.1 PLC型號選擇  18
4.2.2 PLC I/O地址分配  19
4.2.3 硬件接線圖設計  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)絡設計 24
第五章 控制系統(tǒng)的軟件設計 32
5.1 PLC程序設計的方法 32

5.2 編程軟件STEP 7-Micro/WIN概述 32
5.3 控制系統(tǒng)的程序設計 33
5.3.1 程序的設計思路  33
5.3.2 控制程序流程圖  33
5.3.3 控制程序設計及分析 35
5.4 控制程序的仿真與調試 39
5.4.1 仿真軟件簡介 39
5.4.2 控制程序的仿真與調試 39
第六章 組態(tài)畫面的設計方案 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  41
6.1.2 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構成  42
6.2 食用菌工廠控制系統(tǒng)的組態(tài)設計  43
6.2.1 新建工程  43
6.2.2 定義變量  43
6.2.3 設計畫面  45
6.2.4 編寫程序  45
6.2.5 運行調試  48
結 論 49
致 謝 50
參考文獻 51