一种杏鲍菇大棚的温度控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电学技术领域，尤其涉及一种温度控制系统。
【背景技术】
[0002]以杏鲍菇为代表的珍稀食用菌工厂化栽培，是最具现代农业特征的产业化生产方式，将工业化的技术手段引入菌草栽培领域，在相对可控的环境和设施条件下实施高效率的机械化、自动化作业，是实现食用菌规模化、集约化的重要途径。杏鲍菇的生长繁殖过程是一个高级的物质生命运动过程，在不同生长期，温度作为杏鲍菇栽培环境中最重要的影响因素，除了对杏鲍菇生长起到促进或抑制的作用外，对其他影响因子(如湿度、光照度以及C02浓度等)也有很大影响。现有的温度控制系统一般采用PLC作为控制器，但是PLC难以实现复杂控制算法，并且动态适应性不好，抗干扰能力弱。
【发明内容】
[0003]本发明就是针对上述问题，提供一种动态适应性好且抗干扰能力强的一种杏鲍菇大棚的温度控制系统。
[0004]为了实现上述目的，本发明其特征在于:以PCACCESS软件作为OPC服务器，用MATLAB/0PC工具箱中的OPCWrite模块和OPC R ead模块与Simulink进行数据交换。传感变送装置检测温度后将电信号传送给S7 - 200PLC的模拟量输入模块EM231，经过A/D转换后得出温度值；PCACCESS软件从PLC中读取温度值，通过OPC R ead模块传送给Simulink ；在Simulink中与设定的温度值进行比较后，进行模糊PID计算，将结果通过OPCWrite模块传送给PCACCESS软件，经PCACCESS软件写入到PLC中，计算分析得出数字量，输出到模拟量输出模块EM232，经D/A转换为电信号送给温控装置，实现对菇棚温度的模糊PID控制。
[0005]作为一种优选方案，本发明采用模糊PID控制器，可以利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改；从而实现对菇棚温度的实时控制，将出菇阶段的温度控制在14?17°C的范围之内。
[0006]本发明有益效果。
[0007]本发明针对工业现场中PLC难以实现复杂控制算法这一问题，采用OPC技术将Simulink与PLC连接实现数据交换,解决了 Simulink仅用于数字仿真的缺点,完成了对杏鲍菇菇棚温度控制系统的设计。采用模糊PID控制器较常规PID控制器具有更好的动态适应性和良好的抗干扰能力，对温度的控制效果更好。
【附图说明】
[0008]图1是本发明电路原理框图。
【具体实施方式】
[0009]如图所示，本发明其特征在于:以PCACCESS软件作为OPC服务器，用MATLAB/0PC工具箱中的OPCWrite模块和OPC R ead模块与Simulink进行数据交换。传感变送装置检测温度后将电信号传送给S7 - 200PLC的模拟量输入模块EM231，经过A/D转换后得出温度值；PCACCESS软件从PLC中读取温度值，通过OPC R ead模块传送给Simulink ;在Simulink中与设定的温度值进行比较后，进行模糊PID计算，将结果通过OPCWrite模块传送给PCACCESS软件，经PCACCESS软件写入到PLC中，计算分析得出数字量，输出到模拟量输出模块EM232，经D/A转换为电信号送给温控装置，实现对菇棚温度的模糊PID控制。
[0010]本发明采用模糊PID控制器，可以利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改；从而实现对菇棚温度的实时控制，将出菇阶段的温度控制在14?17°C的范围之内。
[0011 ] OPC是一个通用的工业标准，是开发OPC服务器与OPC客户软件之间数据传输的规范，并已形成一个体系，包括一整套接口、属性和方法的标准集，常用于过程控制和制造业自动化系统。OPC作为微软公司的对象链接和嵌入技术应用于过程控制领域，为工业自动化软件面向对象的开发提供一项统一的标准，解决了应用软件与各种设备驱动程序之间的通信问题。它把硬件厂商和应用软件开发商分离开来，为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁，大大提高了双方的工作效率。应用程序与OPC服务器之间必须有OPC接口，OPC规范提供了两套标准接口: Custom标准接口和OLE自动化标准接口，通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口。OLE自动化标准接口定义了以下3层接口，依次呈包含关系。OPCServer (服务器):0PC启动服务器，获得其他对象和服务的起始类，并用于返回OPCGroup类对象。OPCGroup (组):存储由若干OPCItem组成的Group信息，并返回OPCItem类对象。0PCItem(数据项:存储具体Item的定义、数据值、状态值等信息。
[0012]菇棚的温度控制系统是一个复杂的非线性系统，很难建立精确的数学模型，而常规的PID控制则需建立被控对象的精确数学模型，对被控过程的适应性差，算法得不到满意的控制效果。单纯使用模糊控制时，控制精度不高、自适应能力有限，可能存在稳态误差，弓I起振荡。因此，本发明针对PID控制和模糊控制的各自特点，将两者结合起来，设计了模糊PID控制器，可以利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改，从而实现对菇棚温度的实时控制，将出菇阶段的温度控制在14?17°C的范围之内。
【主权项】
1.一种杏鲍菇大棚的温度控制系统，其特征在于:以PCACCESS软件作为OPC服务器，用MATLAB/0PC工具箱中的OPCWrite模块和OPC R ead模块与Simulink进行数据交换；传感变送装置检测温度后将电信号传送给S7 - 200PLC的模拟量输入模块EM231，经过A/D转换后得出温度值；PCACCESS软件从PLC中读取温度值，通过OPC R ead模块传送给Simulink ;在Simulink中与设定的温度值进行比较后，进行模糊PID计算，将结果通过OPCffrite模块传送给PCACCESS软件，经PCACCESS软件写入到PLC中，计算分析得出数字量，输出到模拟量输出模块EM232，经D/A转换为电信号送给温控装置，实现对菇棚温度的模糊PID控制。2.根据权利要求1所述的一种杏鲍菇大棚的温度控制系统，其特征在于:本发明采用模糊PID控制器，可以利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改。
【专利摘要】一种杏鲍菇大棚的温度控制系统属于电学技术领域，尤其涉及一种温度控制系统。本发明提供一种动态适应性好且抗干扰能力强的一种杏鲍菇大棚的温度控制系统。本发明其特征在于：以PCACCESS软件作为OPC服务器，用MATLAB/OPC工具箱中的OPCWrite模块和OPCＲead模块与Simulink进行数据交换。传感变送装置检测温度后将电信号传送给S7－200PLC的模拟量输入模块EM231；PCACCESS软件从PLC中读取温度值，通过OPCＲead模块传送给Simulink；进行模糊PID计算，将结果通过OPCWrite模块传送给PCACCESS软件，计算分析得出数字量，输出到模拟量输出模块EM232，实现对菇棚温度的模糊PID控制。
【IPC分类】G05B11/42
【公开号】CN105629718
【申请号】CN201410575942
【发明人】赵俭
【申请人】赵俭
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月25日