温室环境智能控制系统的设.ppt

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1、温室环境智能控制系统的温室环境智能控制系统的设设 计计学号学号：041210131 041210131 041210160 041210160 041210170 041210170 041210171 041210171 姓名姓名：何玉琪、黄兢产、陈锦卓、杨伟宏何玉琪、黄兢产、陈锦卓、杨伟宏 系别系别：自动化系自动化系0404级自动化班级自动化班 指导老师指导老师：黄黄 琛琛 老师老师目录目录n n前言n n系统结构系统结构：n n客户端计算机节点的设计；客户端计算机节点的设计；n n温湿度监控节点的设计温湿度监控节点的设计；n n参考文献：温室环境智能控制系统的设计温室环境智能控制系统的设

2、计n n 在吸收国内外先进温室技术的基础上，结合北方气候在吸收国内外先进温室技术的基础上，结合北方气候条件，研发了条件，研发了基于基于CANCAN总线技术的分布式智能控制系统总线技术的分布式智能控制系统。CANCAN总线的优点是支持多种方式工作总线的优点是支持多种方式工作，系统中任意节点均，系统中任意节点均可在任意时刻主动地与其它节点互通信息，支持点对点、可在任意时刻主动地与其它节点互通信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收发送数据。它采用总线一点对多点和全局广播方式接收发送数据。它采用总线仲裁技术，根据节点的优先级来避免总线冲突。由总线上仲裁技术，根据节点的优先级来避免总线冲突。由总

3、线上的智能节点完成每个温室环境因子、作物生长状况等参数的智能节点完成每个温室环境因子、作物生长状况等参数的检测及相关的控制功能，各个子节点间既相互独立，又的检测及相关的控制功能，各个子节点间既相互独立，又相互协作；客户端计算机作为总线上的一个节点，主要完相互协作；客户端计算机作为总线上的一个节点，主要完成系统管理、故障报警、生产决策、控制优化等功能，并成系统管理、故障报警、生产决策、控制优化等功能，并通过网络接口与远程计算机互联，实现数据共享、远程控通过网络接口与远程计算机互联，实现数据共享、远程控制和诊断。制和诊断。返回目录系统结构：n n 本控制系统的设计是以本控制系统的设计是以空气温度、

4、相对湿度、光空气温度、相对湿度、光照度及灌溉水流量等过程照度及灌溉水流量等过程变量作为输入，以相应执变量作为输入，以相应执行机构的开闭和功率调整行机构的开闭和功率调整作为输出，辅以扩展节点作为输出，辅以扩展节点用来接收用来接收c0zc0z浓度、土壤浓度、土壤pHpH值和电导率等信息。值和电导率等信息。n n系统结构图右图系统结构图右图I I所示：所示：返回目录客户端计算机节点的设计 客户端计算机是整个系统客户端计算机是整个系统与生产管理人员的交互工具与生产管理人员的交互工具。生产管理人员利用计算机查询生产管理人员利用计算机查询系统内各个节点的状态，获取系统内各个节点的状态，获取各路传感器的信号

5、，以便做出各路传感器的信号，以便做出相应决策。温室内各环境因子相应决策。温室内各环境因子是相互制约和相互影响的。如是相互制约和相互影响的。如光照强度增加，温度则升高；光照强度增加，温度则升高；温度上升，又造成湿度降低；温度上升，又造成湿度降低；湿度降低后，又同样会对温度湿度降低后，又同样会对温度造成影响。所以，造成影响。所以，在模糊控制在模糊控制理论的基础上，研究了模糊控理论的基础上，研究了模糊控制技术，建立模糊控制器制技术，建立模糊控制器。该。该控制器以各个环境参数为输入，控制器以各个环境参数为输入，进行模糊处理后，向执行电机进行模糊处理后，向执行电机发送控制指令。发送控制指令。n n本设计

6、的模糊控制器框图如左图本设计的模糊控制器框图如左图2 2所示：所示：返回目录温湿度监控节点的设计温湿度监控节点的设计n n本设计中采用的本设计中采用的PLC是具备是具备PID控制单元的控制单元的松下松下FP10SH。而。而PID控制器的输出算式为控制器的输出算式为n n在计算机节点采用模糊控制算法，将各种环境因子在计算机节点采用模糊控制算法，将各种环境因子在计算机节点采用模糊控制算法，将各种环境因子在计算机节点采用模糊控制算法，将各种环境因子(温度、温度、温度、温度、湿度、光照度等湿度、光照度等湿度、光照度等湿度、光照度等)综合起来分析处理，采用多段控制和综合起来分析处理，采用多段控制和综合起

7、来分析处理，采用多段控制和综合起来分析处理，采用多段控制和PIDPID控制结合的方法，将受控参数之间的相互影响拟合到最佳控制结合的方法，将受控参数之间的相互影响拟合到最佳控制结合的方法，将受控参数之间的相互影响拟合到最佳控制结合的方法，将受控参数之间的相互影响拟合到最佳状态。生成优化后的控制指令，发送到温湿度监控节点的状态。生成优化后的控制指令，发送到温湿度监控节点的状态。生成优化后的控制指令，发送到温湿度监控节点的状态。生成优化后的控制指令，发送到温湿度监控节点的执行机构。执行机构。执行机构。执行机构。PIDPID控制将比例控制控制将比例控制控制将比例控制控制将比例控制(P(P动作动作动作动

8、作)、积分控制、积分控制、积分控制、积分控制(I(I动作动作动作动作)、微分控制、微分控制、微分控制、微分控制(D(D动作动作动作动作)3)3种控制组合使用的方式是一种反馈种控制组合使用的方式是一种反馈种控制组合使用的方式是一种反馈种控制组合使用的方式是一种反馈控制控制控制控制。应用此控制方式，可以使温度和湿度平滑地达到设。应用此控制方式，可以使温度和湿度平滑地达到设。应用此控制方式，可以使温度和湿度平滑地达到设。应用此控制方式，可以使温度和湿度平滑地达到设定值。定值。定值。定值。返回目录参考文献参考文献n n1 1 邬明宽邬明宽CAN CAN 总线原理和应用系统设计总线原理和应用系统设计MM北京：北京：北京航空航天大学出版社，北京航空航天大学出版社，19961996n n2 2 刘曙光模糊控制技术刘曙光模糊控制技术MM北京：中国纺织出版社，北京：中国纺织出版社，20012001n n3 3 李友善，李李友善，李 军模糊控制理论及其在过程控制中的应军模糊控制理论及其在过程控制中的应用用MM北京：国防工业出版社，北京：国防工业出版社，19931993n n4 4 于庆广可编程控制器原理及系统设计于庆广可编程控制器原理及系统设计 M M北京：北京：清华大学出版社，清华大学出版社，20042004返回目录谢谢大家！谢谢大家！我组成员衷心祝福大家在新的一年里：百尺竿头、更上一层楼！