遠程數(shù)據(jù)采集模塊在過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用

電氣自動化論文編號:ZD571 論文字數(shù):40052,頁數(shù):57，有開題報告，任務(wù)書，文獻綜述

遠程數(shù)據(jù)采集模塊在過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用----智能溫室控制系統(tǒng)

目 錄
摘  要 ……………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ……………………………………………………………………………………Ⅱ
第一章  緒論………………………………………………………………………………1
 1.1過程控制系統(tǒng)的基本組成及原理 ………………………………………………1
 1.1.1 過程控制儀表………………………………………………………………1
 1.1.2 過程控制系統(tǒng)主要控制方法………………………………………………3
 1.1.3 過程控制應(yīng)用領(lǐng)域的若干問題……………………………………………5
 1.2 溫室控制系統(tǒng)概述………………………………………………………………5
      1.2.1 本次課題的提出……………………………………………………………6
      1.2.2 國外溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況………………………………………6
      1.2.3 我國溫室環(huán)境控制系統(tǒng)發(fā)展狀況…………………………………………7
第二章  總體方案設(shè)計……………………………………………………………………9
 2.1 溫室環(huán)境監(jiān)控對象及其特性……………………………………………………9
      2.1.1 光照…………………………………………………………………………9
      2.1.2 溫度…………………………………………………………………………9
      2.1.3 濕度 ………………………………………………………………………10
      2.1.4 二氧化碳的濃度 …………………………………………………………11
 2.2 溫室環(huán)境的綜合控制 …………………………………………………………12
 2.3 溫室環(huán)境的控制特性 …………………………………………………………13
 2.4 主要環(huán)境參數(shù)的測定 …………………………………………………………15
      2.4.1 光照的測定 ………………………………………………………………15
       2.4.2 溫度的測定 ………………………………………………………………16
      2.4.3 濕度的測量 ………………………………………………………………16
      2.4.4 二氧化碳濃度的測定 ……………………………………………………17
 2.5 溫室主要環(huán)境因素控制設(shè)備的選配 …………………………………………18
      2.5.1 光照控制設(shè)備 ……………………………………………………………18
      2.5.2 溫度控制設(shè)備 ……………………………………………………………18
      2.5.3 濕度控制設(shè)備 ……………………………………………………………19
      2.5.4 二氧化碳濃度控制設(shè)備 …………………………………………………19
 2.5.5 通風系統(tǒng)選配 ……………………………………………………………19
 2.6 計算機系統(tǒng)的選配 ……………………………………………………………20
 2.7 溫度控制 ………………………………………………………………………20
 2.7.1 過程控制系統(tǒng) ……………………………………………………………22
 2.7.2 常規(guī)PID控制器 …………………………………………………………23
 2.7.3 Smith預(yù)估器神經(jīng)元自適應(yīng)控制 ………………………………………23
 2.7.4 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)置 ……………………………………………………24
第三章  系統(tǒng)硬件設(shè)計方案 ……………………………………………………………25
 3.1 系統(tǒng)硬件電路組成 ……………………………………………………………25
 3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選取 …………………………………………………………25
 3.3 遠程數(shù)據(jù)采集模塊的選取 ……………………………………………………25
 3.3.1 溫度傳感器 ………………………………………………………………25
 3.3.2 LTM-8300/64通用型1～64點遠程數(shù)字化溫度/模擬量測量模塊 ……26
 3.3.3遠程數(shù)據(jù)采集模塊ICP-7017、ICP-7024面板 …………………………27
 3.4 溫度控制系統(tǒng) …………………………………………………………………29
 3.4.1 遮蔭降溫系統(tǒng) ……………………………………………………………29
 3.4.2 溫室蒸發(fā)降溫系統(tǒng) ………………………………………………………30
 3.4.3 溫室屋頂噴淋降溫系統(tǒng) …………………………………………………30
 3.4.4 玻璃溫室屋面噴白 ………………………………………………………31
 3.4.5 熱水采暖系統(tǒng) ……………………………………………………………31
 3.4.6 熱風加溫系統(tǒng) ……………………………………………………………31
 3.4.7 電加熱系統(tǒng) ………………………………………………………………32
 3.5 供熱源和采暖系統(tǒng)的選擇 ……………………………………………………32
第四章  控制算法的研究 ………………………………………………………………35
 4.1 串級控制系統(tǒng)的工程整定方法 ………………………………………………35
 4.1.1 逐步逼近法 ………………………………………………………………35
 4.1.2 兩步法 ……………………………………………………………………35
 4.1.3 一步法 ……………………………………………………………………36
 4.2 PID算法  ………………………………………………………………………37
 4.2.1 數(shù)字PID增量式算法 ……………………………………………………37
 4.2.2 PID控制器參數(shù)整定的一般方法  ………………………………………38
 4.2.3 數(shù)字PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的初整定 …………………………………………40
 4.2.4 數(shù)字PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的現(xiàn)場調(diào)節(jié)及PID算法的變換 …………………41
 4.3 模糊控制 ………………………………………………………………………43
 4.3.1確定模糊控制器的結(jié)構(gòu)  …………………………………………………43
 4.3.2 確定模糊控制規(guī)則 ………………………………………………………44
結(jié)束語 ……………………………………………………………………………………46
參考文獻 …………………………………………………………………………………47
致 謝………………………………………………………………………………………49

摘要：我國是世界上設(shè)施栽培面積最大的國家，而且近幾年的發(fā)展速度很快:國產(chǎn)連棟溫室每年以新增100-150公頃的面積快速發(fā)展。目前，如何引導(dǎo)溫室用戶根據(jù)作物的要求進行環(huán)境因子的調(diào)節(jié)獲得作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，是溫室環(huán)境因子調(diào)控決策支持系統(tǒng)的主要目標和方向。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)的普及、溫室栽培面積的擴大，溫室用戶對環(huán)境因子的調(diào)控的要求越來越高。
 我國從國外引進的自動控制溫室，由于控制的側(cè)重點與我國氣候條件不相匹配，且引進價格昂貴，運行費用高，因此難于在我國大規(guī)模推廣和應(yīng)用。目前，國內(nèi)自行設(shè)計、自行建造的溫室，大部分控制水平較低，現(xiàn)代化管理水平不高，不能滿足作物全年高產(chǎn)栽培的要求，有些只能實現(xiàn)對部分環(huán)境因子的控制，在控制過程中沒有考慮環(huán)境因子之間的相互影響、相互耦合關(guān)系;有些還需要人工控制。這些因素都極大地制約了溫室經(jīng)濟效益的發(fā)揮。改變傳統(tǒng)的控制方式，實行計算機監(jiān)控，建立符合我國國情的溫室自動化控制系統(tǒng)，對加快我國溫室生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平及提高溫室的經(jīng)濟效益均具有重要意義。
 由于系統(tǒng)是一個大滯后、非線性、多輸入輸出變量的耦合系統(tǒng)，無法建立系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型，利用常規(guī)的控制算法得不到非常滿意的控制效果，因此本次設(shè)計還對控制算法進行了研究。由于知識掌握有限，本文中用的還是常規(guī)PID，雖然沒能很好地達到要求，但是文中提出的概念還是值得進一步探討的。在整個系統(tǒng)中運用了遠程數(shù)據(jù)采集模塊和過程控制相結(jié)合，使得操作人員能始終在控制室就能對溫室內(nèi)的各個環(huán)境因數(shù)了如指掌，并對其進行相應(yīng)的控制。
 智能溫室的設(shè)計和應(yīng)用，對于提高我國的園林綠化，改善我國的生態(tài)環(huán)境和城市建設(shè)具有重要的實際意義。它的研究必將推動我國的農(nóng)業(yè)事業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵字：過程控制；PID；溫室控制系統(tǒng)；遠程數(shù)據(jù)采集模塊