1、摘 要隨著人們生活水平的提高，由溫室大棚種植的反季節蔬菜成為人們越來越離不開的食物，農作物的生長環境能被溫室大棚所改善，外界的四季變化和惡劣氣候不會讓其發生改變，創造了適宜農作物生長的環境。作為高效農業的重要部分溫室大棚，是我們值得研究的方向。本論文主要介紹了溫室大棚基于PLC控制的系統設計方案，為了對溫室大棚中各項指標進行檢測，該研究中將采用溫度傳感器、CO2濃度傳感器、光照傳感器，將測量值送入PLC中，在PLC中將其與設定值進行比較，再發出相應的指令驅動外圍設備來調控溫室大棚內的環境參數，從而實現了溫室大棚的自動化、智能化控制。本設計的優點是成本低廉，節約資源，能實現利益最大化。關鍵詞：溫

2、室大棚；PLC；傳感器；智能控制ABSTRACTWith the improvement of peoples living standards, anti-season vegetables grown in greenhouses have become more and more indispensable for people. The growing environment of crops can be improved by greenhouses, and changes in the four seasons and bad weather will not allow th

3、em to occur. Change has created an environment suitable for the growth of crops. As an important part of high-efficiency agriculture, greenhouses are the directions that we should study.This paper mainly introduces the system design scheme based on PLC control in greenhouses. In order to detect vari

4、ous indicators in greenhouses, this research will use temperature sensors, CO2 concentration sensors, light sensors, and send the measured values to the PLC. PLC will compare it with the set value, and then issue corresponding instructions to drive the peripheral equipment to regulate the environmen

5、tal parameters in the greenhouse, thereby realizing the automation and intelligent control of the greenhouse. The advantages of this design are low cost, resource conservation, and maximized benefits.Key words:Greenhouse；PLC；Temperature Sensor；Intelligent control目 錄第一章 緒論11.1課題背景11.2研究目的和意義11.3國內外研究

6、現狀2第二章 系統總設計方案32.1系統的設計任務32.2系統的控制方案4第三章 控制系統硬件方案設計53.1電氣控制系統主電路設計53.2電氣控制系統各部分控制電路設計53.3PLC硬件電路設計93.4傳感器型號選擇11第四章 控制系統軟件方案設計144.1STEP7 Micro/Win軟件簡介144.2控制系統程序設計思路144.3控制系統程序流程圖154.4控制程序設計及分析16第五章 控制程序的仿真與調試245.1仿真軟件介紹245.2仿真與調試準備工作245.3程序仿真與調試24結論26致謝27參考文獻28第1章 緒論1.1課題背景 隨著農業生產越來越朝著自動化、智能化的方向發展，一

7、些問世的溫濕度監測與控制也與時俱進。而我國的現代化溫室是在引進國外技術與自我開發的基礎上發展起來的。本課題研究的重點是：實現溫室大棚的溫度智能控制，為了滿足溫濕度的需要能夠自動調節溫度。目前，我國很難保障生產生活的需要，這是由于絕大多數溫室設備都比較老舊。這種溫度采集一般需要在溫室內布置大量的測溫電纜，才能把傳感器上采集到的溫度信號送到主機上，安裝和拆卸都很繁雜，成本也比較高，同時線路上一般傳送的是模擬信號，線路損耗又嚴重影響到測溫精度。在這種情況下，開發一種實時性高，精度高，運行可靠、穩定的精度也很難保證。 針對現有技術的不足，提供一種替代人工控制溫度操作，適用性廣，結構簡單，操作方便，溫室

8、資源利用率高，生產成本低，這就是本文設計溫室大棚智能控制系統的目的所在。1.2研究目的和意義作為高效農場的一個重要部分溫室大棚。對農業生產環境的一些重要參數進行檢測和控制是現代化農業生產中的重要一項。例如：空氣的溫度、濕度、土壤的含水率等。為了使作物達到優質、高產、高效的栽培要求，要對監測數據進行分析，結合作物生長發育規律，控制環境條件。而在農業種植問題中，溫室環境與作物的生長、發育、能量交換密切相關，要實現溫室生產管理自動化、科學化，進行環境測控是必不可少的。現代化農業生產中，現代農業設施發揮著巨大的作用，其中蔬菜大棚就是典型的代表。蔬菜和水果的生長與大棚內的溫度、濕度以及土壤的含水率等參數

9、息息相關。國外的溫室設施已經發展到比較完備的程度，并形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應的測控軟件。而當今大多數都采用人工管理方式，對大棚溫度、濕度、土壤含水率等參數進行檢測與控制，這樣會造成不可彌補的損失，而且很難達到預期的效果。之所以呈現出這樣的局面是由于測控精度低、勞動強度大以及測控不及時等弊端所導致。因此，為了走智能化生產發展這一條路，推動我國的農業發展，科學的高效農業生產和準確的提高農業研究是必要的。溫室大棚自動化、智能化的生產管理是基于傳感器對溫室內環境因素檢測，并結合農作物的生長規律設定參數，從而提高農作物的質量和品質。1.3國內外研究現狀在現代農業領域，

10、西方發達國家的起步比較早。1949年，美國建成了第一個人工氣候室在工程技術的幫助下。在現代化農業設施中，隨著計算機技術的快速發展，不斷地提高溫室大棚的自動控制技術和管理技術，使其在世界各地都得到了不錯的發展。到現在為止，國外的溫室大棚內部設施已經達到了比較完善的程度，并形成了一定的技術標準。由計算機控制溫室內被控環境因子，傳感器也較為齊全，如溫室大棚內的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等等，對各個執行機構的控制基本上可以用傳感器檢測。對于這些系統的控制，計算機已經不是簡單的、獨立的、靜態的直接數字控制，而是基于PLC的智能控制系統，在實現自動化后，一些國家向著完全自動化、無人化的方向繼續發展。我

11、國的溫室大棚技術起步有點晚，政府發展的用塑料大棚、日光溫室為主的農業栽培設施，加快了農村的經濟發展并且有效的緩解了蔬菜季節性短缺的問題。我國溫室大棚的特點是：利用太陽光熱資源，節約不可再生能源，減少環境污染。雖然我國溫室規模有限，還沒有形成規模經濟，另外構建設施的費用也比較高，但從長期發展來看，溫室監控系統分布式和網絡化將是我國現代農業發展的必然趨勢。現代溫室大棚中常用的自動控制調控機構有：通風窗、遮陽簾、通風機、熱風機、冷風機、人工加熱燈、二氧化碳增肥器、噴霧系統及蒸熏設備。控制器可以調節各個機構，使系統保證室內氣候滿足植物生長需要并盡可能的節省能源。常用的控制器有：單片機、工控機、PLC、

12、通用PC機等。第2章 系統總設計方案2.1系統的設計任務本文研究的是溫室大棚基于PLC技術上的應用，從整體上對溫室大棚控制系統的電路設計、硬件設計、軟件設計等方面。本次的研究內容為溫室大棚PLC控制系統，以可編程控制器PLC為核心，溫室大棚中的溫度、光照強度、二氧化碳濃度等環境參數可以通過溫度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器來檢測，溫室大棚的通風扇、冷/熱風機、遮陽簾、加熱器、二氧化碳添加器等硬件設施通過PLC控制系統控制，對溫室大棚中的環境因子進行調控，進而實現對溫室大棚智能化控制。2.2系統的控制方案為了實現上述任務，溫室大棚需要一套完善的溫室控制系統。本控制系統以PLC為控制核心，溫室

13、大棚中的各項環境因子采用傳感器進行檢測，然后將測量結果送入PLC中，經過PLC的處理，然后對執行設備發出指令，這樣能很好的調控溫室中的各項環境因子。本次控制系統設有自動、手動兩個模式，是考慮到實際生產中的穩定性與安全性。自動方式是周期性的按照PLC進行控制，手動模式是當遇到突發情況時，可以手動操作設備，保證設備的可靠運行。將傳感器檢測到的數據與設定值相比較，然后通過軟件程序去執行相關的命令。本次系統設計的優點是成本偏低，節約資源，能實現利益最大化。該溫室大棚的控制系統總框圖如下圖2-1所示： 圖2-1 控制系統總框圖由圖可知，PLC系統、傳感器系統、外部執行系統等幾部分構成了溫室大棚控制系統，

14、核心是PLC控制系統，將傳感器系統收集的數據通過PLC模擬量輸入模塊EM235輸入到PLC，通過與設定值比較，執行設備被輸出開關量進行控制。具體來說就是按下啟動按鈕，系統啟動后，由溫度傳感器、光照度傳感器、二氧化碳傳感器檢測到的信號，經過PLC內部處理，由輸出模塊輸出控制信號，以控制外部的執行器件。如果溫度過高，就會驅動冷風機、通風扇來降低溫室內溫度；如果溫度過低，就會驅動熱風機、加熱器、通風扇來升高室內溫度；遮陽簾和發光器來調節光照強度；二氧化碳添加器來添加二氧化碳濃度。第3章 系統硬件方案設計PLC控制系統的設計可分為硬件設計和軟件設計兩部分。本章介紹了溫室大棚控制系統的硬件設計方案，主要

15、有電氣控制系統主電路設計、電氣控制系統各部分控制電路設計、傳感器型號選擇、PLC型號選擇及PLC外部接線方面進行設計。3.1電氣控制系統主電路設計溫室大棚控制系統的主電路如下圖3-1所示，通風扇和遮陽簾的主電路相似，都需要電機的啟動、停止以及正反轉來完成工作，不同的是通風扇和遮陽簾的電機功率不同，且遮陽簾電機帶限位開關，冷/熱風機、加熱器、發光體、CO2發生器都屬于開關設備，因此它們的工作原理大致相同。圖3-1 溫室大棚控制系統主電路原理圖上圖可知，刀開關為QK，能控制整個主電路的啟動和停止；熱繼電器為FR1-FR5，能起過載保護作用；熔斷器為FU1-FU7，對各支路起到短路保護和過載保護作用

16、；接觸器的主觸頭為KM1-KM9，可以實現電機的啟停、正反轉以及開關設備的啟停控制。3.2電氣控制系統各部分控制電路設計通過系統主電路可以看出，溫室大棚的控制系統的執行設備分為兩大類：開關設備和非開關設備。開關設備包括風機、加熱器等等；非開關設備比如正反轉的電機，包括通風扇、遮陽簾等，這些電機需要啟停和正反轉，需要限位開關。1.開關設備加熱器、二氧化碳添加器、熱風機、冷風機、發光體都屬于開關設備，其控制電路比較相似，現在就以熱風機為例，做以下分析：（1）熱風機的主電路風機的運行可以通過一個繼電器來控制，主要控制風機的電機通斷。風機工作運行必須有熔斷器、熱繼電器來保護電路，主要功能有過電流保護、

17、短路保護和過載保護。下圖3-2為熱電機的主電路圖： 圖3-2 熱風機主電路圖（2）熱風機控制電路控制電路原理圖如下圖3-3所示，依照電路原理圖可知：SB1為手動/自動切換開關。按下總啟動開關SB2，接觸器線圈KM10得電，KM10常開觸點閉合，形成自鎖。若是手動操作，將旋鈕開關SB1打到手動檔位，將SB6旋轉到開啟檔位，接觸器KM5得電，其常開觸點閉合，熱風機開始運行；將SB6旋轉到停止檔位，接觸器KM5失電，其常閉觸點斷開，熱風機停止運行。若是自動控制，將開關SB1旋轉到自動檔位，由PLC控制器控制，當接觸器KM5得電時，其常開觸點閉合，熱風機運行。圖3-3 熱風機控制電路圖2.正反轉設備在

18、執行設備里，通風扇和遮陽簾屬于非開關設備，也就是正反轉設備，他們的控制電路很相似，現在以遮陽簾為例來分析一下主電路圖和控制電路原理圖。（1）遮陽簾主電路下圖3-4為遮陽簾的主電路圖。由電路圖可知，接觸器KM3、KM4主要是控制遮陽簾電機正反轉；熔斷器FU2主要是在電路中起到過電流保護，應對短路；熱繼電器FR2的作用主要是電機的過載保護。 圖3-4 遮陽簾主電路圖（2）遮陽簾的控制電路遮陽簾的控制電路原理圖如下圖3-5所示。由其電路原理圖可以分析得：旋鈕SB1為手動/自動選擇開關，按鈕SB2為總啟動開關，按下SB2，交流接觸器KM10得電，其常開觸點閉合，形成自鎖；若手動操作，將旋鈕旋轉到手動位

19、置，SB4為開簾、閉簾切換開關，當SB4切換到開簾開關時，接觸器KM3得電，其常開觸點閉合，電動機正轉，當其開簾程度達到最大程度時，碰到限位開關SQ1，其常閉觸點斷開，接觸器KM3失電，電動機停止轉動；當SB4切換到閉簾開關時，接觸器KM4得電，其常開觸點閉合，電動機反轉，待關閉到最大限度時，限位開關SQ2常閉觸點斷開，KM4失電，電動機停止運行。SB3為緊急停止開關，當按下SB3時，接觸器KM10失電，其常閉觸點斷開，電動機停止運行。若自動運行時，旋鈕開關SB1旋轉到自動位置，遮陽簾運行受到PLC控制，中間接觸器KM3得電時，其常開觸點閉合，電動機正轉運行，遮陽簾打開；中間接觸器KM4得電時

20、，其常開觸點閉合，電動機反轉，遮陽簾閉合。圖3-5 遮陽簾控制電路圖3.3 PLC的硬件電路3.3.1PLC的型號選擇1.控制系統所需要的I/O點數根據溫室大棚控制系統的控制要求，可以確定全部的輸入設備和輸出設備，從而可以確定PLC有關的輸入輸出設備，進而可以確定PLC的I/O點數，本控制系統所需的PLC的I/O點數為14個數字量輸入，3個模擬量輸入，10個數字量輸出。2.選擇PLC的型號西門子PLCS7系列PLC包括S7-200系列、S7-300系列、S7-400系列。其功能非常強大，按其功能又分為小型、中型、大型PLC。根據本系統控制要求，選擇S7-200系列的PLC。由以上分析得此系統所

21、需I/O點數為14輸入、10輸出。根據PLC硬件設計要求，應留出約25%的空余點數，以方便以后的系統改造升級。CPU224的I/O點數雖然也為14輸入、10輸出，但是不能留出I/O點數裕量，不方便以后的升級改造，所以選擇擁有I/O點數為24輸入、16輸出的CPU226，以方便以后系統的升級優化。CPU226相對功能強大，可以連接7個擴展模塊，最大可擴展至248個數字量I/O點或35個模擬量I/O點，具有13K的儲存空間。3.3.2 PLC的I/O地址分配表根據系統要求，控制系統的I/O地址分配表如下表3-6、3-7所示表3-6 輸入端口地址分配表序號輸入口信號名稱備注符號01I0.0手動/自動

22、切換旋鈕SB102I0.1總啟動按鈕SB203I0.2總停止按鈕SB304I0.3遮陽簾開限位限位開關SQ105I0.4遮陽簾關限位限位開關SQ206I0.5遮陽簾開簾單刀雙擲開關SB407I0.6遮陽簾關簾單刀雙擲開關SB408I0.7通風扇正轉單刀雙擲開關SB509I1.0通風扇反轉單刀雙擲開關SB510I1.1熱風機啟停旋鈕SB611I1.2冷風機啟停旋鈕SB712I1.3加熱器啟停旋鈕SB813I1.4補光燈啟停旋鈕SB914I1.5CO2添加器啟停旋鈕SB1015AIW0溫度傳感器16AIW2光照度傳感器17AIW4CO2濃度傳感器表3-7 輸出端口地址分配表序號輸出口控制信號備注符

23、號01Q0.0通風扇正轉接觸器KM102Q0.1通風扇反轉接觸器KM203Q0.2遮陽簾開簾接觸器KM304Q0.3遮陽簾關簾接觸器KM405Q0.4熱風機接觸器KM506Q0.5冷風機接觸器KM607Q0.6加熱器接觸器KM708Q0.7補光燈接觸器KM809Q1.0CO2添加器接觸器KM910Q1.1啟動指示燈接觸器KM103.3.3 PLC硬件接線圖本控制系統設計選用S7-200系列的CPU226以及模擬量輸入模塊EM235，硬件接線圖如下圖3-8所示圖3-8 硬件接線圖3.4傳感器型號選擇1.溫度傳感器根據溫室溫度控制的要求，本文的溫度傳感器采用芬蘭維薩拉公司型號為HMD40的產品，該

24、款傳感器不僅測量精度高，易于安裝、響應速度快，對環境要求較低，還具可靠性好、良好的長期穩定性、滯后小、不宜受灰塵、化學氣體等環境因素的影響等特點。其外觀如下圖3-9所示： 圖3-9 HMD40型溫度傳感器實物圖該傳感器的主要性能指標如下：1溫度檢測范圍：-1060；測量精度：0.3%2工作電壓：1028V DC；3輸出信號：420mA。2.光照傳感器 光控用于控制遮陽幕的開關，使作物得到合理的光照并實現以下目的：免除作物超過光飽合點，提高光合作用；實現對長日照作物、中日照作物和短日照作物的光照控制。光照度傳感器可以采用北京易盛泰和科技有限公司產品型號Poi88-c光照度傳感器。該傳感器用于實現

25、對環境光照度的測量，輸出標準的電壓及電流信號，體積小，安裝方便，線性度好，傳輸距離長，抗干擾能力強，量程可調。1.量程：O-200Klx、O-20Klx、02000lx可選2.供電電壓：24VDC12VDC3.輸出信號：4-20mA，0-10V可選4.精度：2%3.二氧化碳濃度傳感器二氧化碳控制實時監測C02的含量，當C02的含量低于設定值時打開C02儲氣罐或C02發生器以增施氣肥。C02傳感器選用弗加羅公司生產TGS4160二氧化碳傳感器，該傳感器為固態電化學型氣體敏感元件。這種二氧化碳傳感器除具有體積小、壽命長、選擇性和穩定性好等特點外，同時還具有耐高濕低溫的特性，可廣泛用于自動通風換氣系

26、統或是C02氣體的長期監測等應用場合。其外觀如下圖3-10所示： 圖3-10 TGS4160二氧化碳傳感器實物圖TGS4160傳感器的主要技術參數如下：1.測量范圍：300-50,000ppm2.對二氧化碳CO2濃度有高靈敏度3.CO2二氧化碳傳感器TGS4160對濕度依賴性極低，長壽命4.使用溫度：-10+50第4章 控制系統軟件方案設計4.1 STEP7Micro/Win軟件簡介STEP7-Micro/WIN32 編程軟件是基于Windows的應用軟件，由西門子公司專為S7-200系列可編程控制器設計開發，它功能強大，既可用于開發用戶程序，又可以實時監控用戶程序的執行狀態。STEP7-Mi

27、cro/WIN主界面如圖4-1所示。圖4-1 STEP7-Micro/WIN主界面圖編程軟件的具體功能如下：1.可以用梯形圖、語句表和功能塊圖編程。2.可以進行符號編程，通過符號表分配符號和絕對地址，即對編程元件定義符號名稱，增加程序的可讀性，并可打印輸出。3.支持三角函數，開方，對數運算功能。4具有易于使用的組態向導。5.可用于CPU硬件配置。6.可以將STEP 7-Micro/WIN正在處理的程序與所連接的PLC中的程序進行比較。4.2控制系統程序設計思路本控制系統設有手動、自動兩種工作模式，自動模式為正常運行狀態，手動模式用于應對一些突發情況。在自動工作模式下，PLC運行時，將傳感器對溫

28、室溫度、光照、二氧化碳濃度等環境因素進行檢測的測量值與溫室控制系統的設定值進行比較，如果溫度的檢測量高于設定值，PLC就會發出相應的指令控制冷風機的開啟和通風扇正轉（將溫室中的空氣排向外界）；如果測量值低于設定值，則打開加熱器和熱風機，對溫室進行加溫，并使通風扇反轉（將外界的空氣引入溫室）。當溫室的光照低于設定值時，系統打開遮陽簾和補光燈；當溫室的光照高于設定值時，系統關閉遮陽簾。當溫室的二氧化碳濃度低于設定值，系統開啟二氧化碳調節閥。如果溫室中的測量值與設定值相等，則關閉相應設備，保持溫室中的環境參數。溫室大棚內的不同作物對于自然環境的要求也不盡相同，本系統為研究方便，取其范圍內一值，作為參

29、考。植物對大棚溫室內的溫度要求大多數在25-30，本系統取值28；光照強度單位為lx,本系統取光照強度為30000lx;夏季在陽光直接照射下，光照強度可達6萬10萬lx，沒有太陽的室外0.1萬1萬lx，夏天明朗的室內100550lx，夜間滿月下為0.2lx。二氧化碳濃度單位為ppm,空氣中含量為300-400ppm，而植物生長需求則為1000-1500ppm，因此本系統取二氧化碳濃度臨界值為1000ppm。4.3控制系統程序流程圖4.3.1溫室控制系統流程圖 圖4-2 溫室控制系統流程圖（1） 溫室大棚的溫度控制流程圖，如圖4-3：圖4-3 溫室大棚的溫度控制流程圖（2） 光照控制流程圖，如圖

30、4-4： 圖4-4 光照控制流程圖（3） CO2濃度控制流程圖，如圖4-5：圖4-5 CO2濃度控制流程圖4.4控制程序設計及分析1. 自動/手動切換圖4-6 自動/手動切換圖如網絡1所示，I0.0為自動/手動切換，I0.1為總啟動，當I0.1=1時，Q1.1得電，啟動燈亮，I0.2為總停止，當I0.0=1，I0.1=1時，中間繼電器M0.0得電，系統的運行方式為自動模式；當I0.0=0，I0.1=1時，中間繼電器M0.1得電，系統的運行方式為手動模式。2. 溫度控制圖4-7 自動情況下溫度控制圖如網絡2所示，當中間繼電器M0.0得電時，系統的運行方式為自動模式。在自動情況下，溫度傳感器將測得

31、的模擬量通過模擬量輸入模塊EM235送入PLC中，通過整數比較指令，將溫度傳感器檢測到的測量值AIW0與設定值“28度”進行比較，當AIW028時，中間繼電器M0.2得電，啟動降溫設備；當AIW030000時，中間繼電器M2.0得電，啟動遮光設備；當AIW230000時，中間繼電器M2.1得電，啟動補光設備。圖4-15 手動情況下光照控制圖如網絡10所示，當中間繼電器M0.1得電時，系統的運行方式為手動模式。可通過控制相應的按鈕遮陽簾開簾I0.5、遮陽簾關簾I0.6、補光燈I1.4，進行溫室大棚光照強度的手動控制。圖4-16 遮陽簾開簾圖如網絡11所示，在溫室大棚的光照控制過程中，自動模式下，

32、當光照傳感器測量的光照強度低于設定的光照值時，中間繼電器M2.1得電，遮陽簾開簾補光；手動模式下，將控制遮陽簾開關簾的單刀雙擲開關撥至“遮陽簾開簾”，中間繼電器M2.2得電，遮陽簾開簾補光。圖4-17 遮陽簾關簾圖如網絡12所示，在溫室大棚的光照控制過程中，自動模式下，當光照傳感器測量的光照強度高于設定的光照值時，中間繼電器M2.0得電，遮陽簾關簾遮光；手動模式下，將控制遮陽簾開關簾的單刀雙擲開關撥至“遮陽簾關簾”，中間繼電器M2.3得電，遮陽簾關簾遮光。圖4-18 補光燈開啟圖如網絡13所示，在溫室大棚的光照控制過程中，自動模式下，當光照傳感器測量的光照強度低于設定的光照值時，中間繼電器M2

33、.1得電，補光燈開啟補光；手動模式下，按下補光燈的啟停按鈕，中間繼電器M2.4得電，補光燈開啟補光。4.二氧化碳濃度控制圖4-19 自動情況下二氧化碳濃度控制圖如網絡14所示，當中間繼電器M0.0得電時，系統的運行方式為自動模式。在自動情況下，CO2濃度傳感器將測得的模擬量通過模擬量輸入模塊EM235送入PLC中，通過整數比較指令，將CO2濃度傳感器檢測到的測量值AIW4與設定值“1000ppm”進行比較，當AIW41000時，中間繼電器M3.0得電，添加溫室中的CO2。圖4-20 手動情況下二氧化碳濃度控制圖如網絡15所示，當中間繼電器M0.1得電時，系統的運行方式為手動模式。可通過控制CO

34、2調節閥I1.5，進行溫室大棚CO2濃度的手動控制。圖4-21 二氧化碳調節閥工作圖如網絡16所示，在溫室大棚的CO2濃度控制過程中，自動模式下，當CO2濃度傳感器測量的濃度低于設定的濃度時，中間繼電器M3.0得電，打開CO2調節閥添加CO2；手動模式下，按下CO2添加器的啟停按鈕，中間繼電器M3.1得電，打開CO2調節閥添加CO2。第五章 控制程序的仿真與調試5.1仿真軟件介紹在本次設計中，利用S7-200仿真軟件V3.0漢化版進行控制程序的仿真與調試。該仿真軟件可以仿真大量的S7-200指令（除部分指令如順序控制指令、循環指令、高速計數器指令和通訊指令等尚無法支持外，可支持常用的位觸點指令

35、、定時器指令、計數器指令、比較指令、邏輯運算指令和大部分的數學運算指令等）。該仿真軟件還提供了數字信號輸入開關、兩個模擬電位器和LED輸出顯示，仿真軟件同時還支持對TD-200文本顯示器的仿真，在實驗條件尚不具備的情況下，完全可以作為學習S7-200的一個輔助工具。5.2仿真與調試準備工作仿真軟件不提供源程序的編輯功能，因此必須和STEP7 Micro/Win程序編輯軟件配合使用，即在STEP7 Micro/Win中編輯好源程序后，然后加載到仿真程序中執行后續步驟：（1）在STEP7 Micro/Win中編輯好梯形圖；（2）利用File|Export命令將梯形圖程序導出為擴展名為awl的文件；

36、（3）如果程序中需要數據塊，需要將數據塊導出為txt文件；5.3程序仿真與調試采用了S7-200V3.0漢化版仿真軟件進行程序的仿真與調試，主要是為了保證系統的準確性，確保系統能夠正常運行并且達到我們所想達到的目的。仿真與調試可以分為以下幾個步驟；（1）打開S7-200仿真軟件，選擇CPU型號：CPU226，EM235，載入程序：（2）單擊“RUN”鍵，系統開始運行，觀察是否相應的綠燈亮起：（3）模擬仿真結果與控制要求完全一致，程序仿真成功：程序仿真圖如圖5-1和5-2所示。圖5-1 控制程序仿真圖圖5-2 控制程序仿真圖結論本次完成對溫室大棚控制系統的設計是通過西門子S7-200系列PLC實

37、現的。控制系統分為手動、自動兩種工作模式，正常運行狀態即為自動模式，當遇到突發情況時，可以切換手動模式進行操作。在自動工作模式下，PLC運行時，溫室溫度、光照、二氧化碳濃度等環境因素由傳感器進行檢測，將測量值與溫室控制系統的設定值相比較，如果溫度的測量值高于設定值，冷風機和通風扇均會被開啟隨著PLC發出的指令；如果測量值低于設定值，則加熱器和熱風機均會被開啟，對溫室進行升溫，并使通風扇反轉。當溫室的光照低于設定值，遮陽簾和補光燈均會被打開；當溫室的光照高于設定值時，遮陽簾則會被關閉。當溫室的二氧化碳濃度低于設定值，二氧化碳調節閥將被開啟。如果溫室中的測量值與設定值相等，則關閉相應設備，保持溫室中的環境參數。此外，本溫度監控系統仍存在一些不足：（1）輸