基于PLC的果园水肥一体化自动控制系统设计

发布时间：2024-06-29 12:58

　　近年来,我国果园灌溉施肥方式的发展已经落后于果园生产方式的转变,传统的果园灌溉施肥方式造成了水、肥的严重浪费,已不能满足我国当前果园规模化种植的需求。劳动力的短缺和成本的增加是果园种植面临的问题。提高水、肥的利用率、促进果园可持续发展,是我国果园发展的方向。本文设计了一套基于PLC的水肥一体化自动控制系统,实现了果园作物灌溉施肥的精准控制。该控制系统采用上、下位机的两层结构形式,下位机以西门子S7-200SMART为控制核心,S7-200 SMART分析传感器采集的信息,进而控制执行机构动作,MODBUS为控制器与传感器之间的通信方式。上位机的人机交互界面采用Wincc flexible软件设计,上-下位机之间通过网线通信。本文得到以下结论:(1)下位机以S7-200 SMART为控制核心,控制器通过分析处理土壤湿度传感器、过滤装置进出口压力传感器、管道压力传感器、混肥罐中的PH、EC传感器以及肥料浑浊度传感器采集的信息,进而控制电动阀、电磁阀、压力泵、计量泵等执行机构动作,实现了系统的自动控制。(2)上位机以SMART 1000 IE V3为人机交互界面。该界面的设计方便了用户查看传...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 果园水肥一体化灌溉施肥技术
    1.2 课题研究的背景及意义
    1.3 国内外研究现状及发展趋势
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 主要研究内容
    1.5 论文结构
    1.6 本章小结
2 控制系统总体设计和相关理论技术
    2.1 控制系统设计原则
    2.2 控制系统总体架构
    2.3 关键技术
        2.3.1 PLC介绍
        2.3.2 上位机界面
        2.3.3 MODBUS通信
        2.3.4 肥料浑浊度监测
        2.3.5 基于蚁群算法的变域模糊控制方法
    2.4 本章小结
3 控制系统硬件设计
    3.1 元件选型
        3.1.1 PLC与输出模块的选择
        3.1.2 传感器选择
        3.1.3 继电器选择
        3.1.4 电磁阀选择
    3.2 电路设计
        3.2.1 硬件开发平台介绍
        3.2.2 I/O配线图
        3.2.3 执行元件驱动电路设计
    3.3 人机交互部分设计
    3.4 本章小结
4 控制系统软件设计
    4.1 软件总体方案设计
        4.1.1 软件总体设计
        4.1.2 软件设计原则
    4.2 MODBUS通信协议
        4.2.1 MODBUS通信协议介绍
        4.2.2 传感器MODBUS通信参数初始化
    4.3 控制系统程序设计
        4.3.1 STEP7-MicroWINSMART软件介绍
        4.3.2 数据采集与处理
        4.3.3 手动/自动控制程序
        4.3.4 自动灌溉系统
        4.3.5 自动排污程序设计
    4.4 人机交互软件设计
        4.4.1 Winccflexible软件介绍
        4.4.2 人机界面设计
    4.5 基于蚁群算法的变域模糊控制
        4.5.1 水肥耦合过程分析
        4.5.2 基于混合蚁群算法的变域模糊算法
    4.6 本章小结
5 控制系统运行调试
    5.1 系统运行调试的必要性
    5.2 系统运行调试结果
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
作者简介
致谢
详细摘要



本文编号：3997590