多温室控制技术应用研究

论文摘要

温室作为设施农业的重要组成部分,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,它具有合理利用农业资源、保护生态环境、提高农产品产量等优势。随着农业温室规模化和产业化程度的不断提高,需要在一定区域范围内对分布的多个温室或温室群进行监测和控制,因此,研究多温室控制技术应用十分重要。多温室控制技术应用研究以在一定区域范围分布的多个温室为控制对象,把工业自动控制技术应用于现代化农业设施装备,研究多个温室的监测与控制技术。本论文主要开展了以下研究工作：1.介绍了国内外温室发展状况,分析了温室控制技术,对DCS（分布式控制,也称集散控制系统）进行了详细分析,分析了DCS各个控制级以及DCS硬件结构体系和软件系统。2.提出基于DCS的多温室控制结构,给出了控制系统方案,其中硬件部分由包含以PC机为上位机,PLC为下位机,通讯方式等三部分组成；软件部分由组态软件开发控制程序完成对系统的控制。3.基于DCS控制的思想,利用现有条件,进行了多温室控制实验系统的硬件设计和软件设计,硬件设计包括PCI-818HD数据采集卡与传感器的连接设计,数字量输出放大电路设计、执行机构控制电路设计,上位计算机的操作软件采用基于力控组态软件开发的温室监控系统,对多个模拟小温室进行监测和控制,对多温室控制技术应用进行验证。4.对实验温室系统进行检验。分别以两种不同温度需求的种子为例,将其分为四组观察温室内外的实际发芽情况,检验系统的控制能力,并在运行中对系统的检测、处理、执行功能进行观察。研究表明,在多个温室的监测与控制中,多温室控制技术可以很好地满足多级管理的要求,对多个温室的管理具有十分重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外温室概况
• 1.2 国内外温室控制系统的发展趋势
• 1.3 课题的目的和内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 集散控制系统
• 2.1 概述
• 2.2 DCS产生背景
• 2.3 DCS系统的发展阶段
• 2.4 DCS具有的特点
• 2.5 DCS系统各控制级
• 2.6 DCS系统的硬件结构体系
• 2.7 DCS系统的软件系统
• 2.8 DCS的组态
• 2.9 本章小结
• 第三章 基于DCS的多温室控制系统设计
• 3.1 系统的总体设计
• 3.2 温室中央控制系统
• 3.3 温室群下位机部分
• 3.4 通讯部分
• 3.5 本章小结
• 第四章 多温室控制实验系统的硬件设计
• 4.1 系统硬件总体设计
• 4.2 系统主要硬件
• 4.2.1 检测部分
• 4.2.2 中间继电器
• 4.2.3 控制部分
• 4.2.4 执行机构
• 4.3 控制电路设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 多温室控制实验系统的软件设计
• 5.1 组态软件概述
• 5.1.1 组态软件的定义
• 5.2 力控组态软件介绍
• 5.2.1 力控组态软件的界面组成
• 5.3 人机界面设计
• 5.3.1 人机界面设计总体架构
• 5.3.2 人机界面设计具体功能
• 5.3.3 组态软件具体参数功能及设置
• 5.4 变量
• 5.4.1 变量类别
• 5.4.2 实验模拟I/O点介绍
• 5.4.3 双机冗余系统
• 5.5 本章小结
• 第六章 系统调试
• 6.1 硬件调试
• 6.2 软件的调试
• 6.3 系统验证
• 6.3.1 系统实验验证方法
• 6.3.2 实验的设计及观测结果
• 6.4 本章小结
• 第七章 论文工作总结展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A: 本人在攻读硕士学位期间发表学术论文及专利