毕业论文基于PLC智能温室综合控制系统研究设计说明书.docVIP

基于PLC的智能温室综合控制系统研究报告 第一章 温室市场现状与技术发展形势 1 .1 温室产业的现状 1.1.1 发达国家温室产业的现状 温室产业及相关技术在国内外的发展速度很快。如在荷兰的阿姆斯特丹 RAI展览馆每年11月举办一次国际花卉展览会，2003 年就有来自世界各国的 477 个厂商展示了各自的产品和实力。荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，温室以大型温室为主。这些高水平大型温室的环境控制系统能够根据传感器采集室温、叶湿、地湿、室内湿度、土壤含水量、溶液浓度、二氧化碳浓度、风速、风向、以及植物作物生长状态等有关参数，结合作物生长所需最佳条件，有效调节有关设备装置，将室内温、湿、光、水、肥、气等诸因素综合协调调节到最佳状态。 欧美等国家在 30 年代就相继建立了人工气候室。温室调控技术至今经历了几十年的发展过程。初期是使用仪表对温室设施中的光照、温度等参数进行测量，再使用手动或电动执行机构（如幕帘、通风设备等）施行简单控制，随着传感元件、仪表及执行器技术的进步，逐步发展成为对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数分别进行自动控制。计算机技术的发展使环境参数的综合控制成为可能。70 年代中期，荷兰、日本、美国、意大利等国家已使用微型计算机控制植物生长环境。从 80 年代开始，根据不同作物、不同生长阶段及外界环境变化对温室环境进行综合调节控制的技术得到了快速的发展。目前，在温室控制技术方面，荷兰、美国、以色列、日本等国较为先进。由于借鉴了工业、航空航天等领域的先进成果，技术水平不断提高，它能根据作物生长的最佳生长条件，调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要，不受气候和土壤条件的影响，在有限的土地上周年地生产蔬菜和鲜花。除了对温室进行监控外，计算机优化环境参数、节能、节水及设施装备的可靠性等很多方面都取得了很好的技术成果，并推出了许多新产品。美国开发的冬天保温用的双层充气膜、高压雾化降温加湿系统以及夏季降温用的湿帘降温系统处于世界领先水平；韩国的换气、灌水、二氧化碳浓度控制等设施比较先进；荷兰的顶面涂层隔热、加热系统、人工补光等方面有较高的水平；以色列的灌溉系统比较先进，室内设施齐全。日本、韩国开发了瓜类、茄果类蔬菜嫁接机器人。日本开发了育苗移栽、耕耘、施肥移动机器人，可完成多项功能的多功能机器，能在温室内完6成各项作业的无人行走车，用于组织培养作用的机器人，柑橘、葡萄收获机器人等 。资源相对贫瘠的荷兰温室生产最值得研究。 国土面积不大的荷兰已经成为世界农业发展的典范。1999 年一年四季全天候生产的大型温室有 1.1 万 hm2，其中 90%为玻璃温室。国外现代温室单位面积的产量高经济效益高，荷兰温室番茄年产量达到 60kg/m2，5000 hm2用于种植花卉，花卉产业每天向世界鲜花市场上出口 1700 万支鲜花和 170 万盆盆花，鲜花出口占全世界鲜花市场的 60%以上，年收入高达 110 亿美元，占全国农业总产值的 35%，经济效益高，成为欧洲的“菜篮子”，“花篮子”。 荷兰大量投资与温室相关的基础研究。建立“蔬菜工厂”、“花卉工厂”、“苗木工厂”等用于研究和示范，成为温室业的坚实科研后盾。重视作物生理、产量、品质与环境因子之间的定量关系等方面研究，因而设施内综合环境控制系统智能化水平高，设施种植技术实现了规范化和标准化。 1.1.2 国内温室产业的现状及存在的问题 改革开放以来，我国的农业生产取得了可喜的成绩，但同时，我国农业发展中存在的问题也越来越凸现出来，如果这些问题得不到解决，将成为严重制约我国农业可持续发展的瓶颈。首先是我国人口众多。其次是资源短缺。第三是我国农产品成本高，科技含量低，无法形成产业规模。要解决这些问题，根本在于实现我国农业从传统农业向以优质、高效、高产为目的的现代化农业转化。农业环境综合控制作为农作物优质、高效、高产的手段，是农业现代化的重要标志，随着社会经济的发展，以温室为代表的设施农业将成为现代农业的发展主要方向之一，成为21世纪最有活力的农业新产业。 20 世纪 50 年代末，我国在华北地区曾建造过屋脊式大型玻璃温室，到 60 年代初，在东北地区建成 1hm2的大型玻璃温室。 由于国内设施农业技术比国外落后，必然走一条引进、消化、吸收、创新的路子。 1979-1987 年，从保加利亚、荷兰、罗马尼亚、美国、日本、意大利等六国，引进现代温室 24 座，共 19.2hm2,分别建造在北京、黑龙江、广东、江苏、上海、新疆等六省市区，其中 60%用于蔬菜生产，40%用于花卉生产。 这次较大规模的引进温室，各地都重视了温室本身，但却忽视了对我国气候的实用性和配套的栽培技术，在运动中存在着冬季能耗高、夏季降温困难等问题，经济效益普遍