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温室自动化控制系统的方案一、现场布局图为室内温湿度传感器为室外气象站为光照传感器为室内二氧化碳传感器二、控制原理图计算机温湿度传感器6个温室控制柜2台强电柜2台光照度传感器2个气象站1套二氧化碳传感器2个补光灯CO2循环风机风机天窗外遮阳保温膜湿帘水泵喷雾滴灌二、系统说明2.1监控计算机一台温室使用一套计算机，由它实现与控制器通讯，操作温室的设备，显示并记录、打印温室的当前及历史数据。2.2DX/WSK-2008温室控制器每个温室采用1套DX/WSK-2008温室控制器，它能实时监测温室内温度、湿度和室外气象站等环境参数，同时根据检测参数可控制强电设备（如外遮阳、风机、内遮阴等）启或关闭。DX/WSK-2008温室监测控制系统的可编程控制器是整个系统的关键和核心。选用德国西门子公司生产的S7-200系列PLC作为控制单元，运用PID控制算法和自适应控制算法进行自动化逻辑控制。它集中了采集、控制输出、运算、传输等单元为一体，以实现最终环境的调控目的。控制器的功能如下：1）采集的快速及精确性采集的精度主要是由AD采集模块决定，我们采用西门子16位精度采集模块，完全满足需要。而且西门子CPU软件中有模拟量滤波功能，使能模拟量滤波功能后可以得到更稳定的采集信号；2）输出的快速响应及频繁性输出的快速响应及频繁性主要取决于选择的输出类型；我们采用的西门子CPU数字量输出有两种模式，一种是DC24V输出（固态MOSFET1），每个输出点的额定电流是0.75A，最大浪涌电流（8A，100ms）,响应速度从关断到接通是15us，从接通到关断是130us，输出频繁最大脉冲达到100KHZ2。一种是继电器输出（干触点）。每个输出点的额定电流是2A，最大浪涌电流（5A，4s@10%占空比）,响应速度从关断到接通或从接通到关断都是10ms，输出频繁最大脉冲达到1HZ。3）通讯传输的稳定性及传输距离通讯传输的稳定性及传输距离取决与两个因素：隔离（使用RS-485中继器）和波特率，通讯一般选用9.6K到187.5K之间的波特率，不使用中继器传输距离为50米，使用中继器传输距离能达到1200米；并且通过隔离使信号免受外部干扰，有很好的稳定性。4）控制运算的实现控制运算的实现是靠CPU周而复始地执行程序中的控制逻辑和读写数据。我们选用的西门子CPU任务循环一次成为一个扫描周期。在一个扫描周期中，CPU将执行部分或全部下列操作：读输入：CPU将物理输入点上的状态复制到读输入过程映像寄存器中；执行逻辑控制程序：CPU执行程序指令并将数据存储在变量存储区中。处理通讯请求：CPU执行通讯任务。执行CPU自诊断：CPU检查固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。写输出：在输出过程映像寄存器中存储的数据被复制到物理输出点上。5）显示直观及易操作性显示设备我公司选用的是西门子TD400C，TD400C是一个小型的人机界面，与西门子CPU配合使用，以文字的形式监视、修改控制器内部寄存器或继电器的数值和状态；正面除4行液晶显示窗外，还配有20个薄膜开关按键，使用户设置、操作非常简单。6）系统硬件的抗干扰等稳定性控制柜内部电源供电等线路，安装了大功率的浪涌抑制器，抗击外部强电干扰，并且可以避免雷击浪涌。使控制器工作更加稳定。7）多输出组合PLC多Q点输出，每台设备单独对应输出点；用户可以根据自己需要来随意组合设备分组；8）控制流程多年温室控制流程开发经验。标准流程和自由组态流程，可有用户随意选择，满足多种用户的温室控制要求；控制算法在整套系统的控制中，环境采集值的准确性对控制系统是一大影响；再者就是控制算法对系统的稳定性和准确性更为重要。在温室监控系统中，一般采用PID算法。PID算法具有简单稳定和可靠性高等优点。但PID调节的对象过程总有较大的超调量，经过一定时间才能衰减到给定值上。为此需用一种更好的方法来代替PID调节，这就要求用先进的现代控制理论来代替PID调节，来满足温室监控的要求。DX/WSK-2008温室监测控制系统就是采用了模型参考自适应算法来对环境进行控制的。本调节系统是一个单调节回路，即在调节对象上用一个调节对象保持参数恒定。模块参考自适应控制算法的设计方法主要有两种方法：局部参数的最优化方法和稳定性理论方法。从设计方法的历史来看，...