(4)方便进行数据的分析与查看：在上位机的软件中可以清晰地看见整个系统的运行过程，数据的信息也可以获得，而且可以储存，并且生成实时与历史的曲线。整个系统是自动化的，工作人员可以在触摸屏上进行信息的查看，体现了科技的整体进步，使得蔬菜生长的产量以及效率都得到了提高。

2.3 系统工作流程

系统的工作流程如下图所示，PLC一开始需要进行上电处理，整个系统就会开始初始化的操作，在上位机可以预先设定好温湿度上下限数据，之后PLC就会开始指导传感器采集温湿度的数据并且进行数据的比较与处理。

自动控制水泵启停在系统中一直存在，若温湿度数值超标，则自动开启水泵，对蔬菜进行喷灌，当恢复到温湿度正常范围内时，水泵会自动关闭；系统中也增加了手动控制按钮，方便人工的操作。整个生产实现了自动化，十分方便快捷。在触摸屏上能看到蔬菜生产环境温湿度的变化和水泵的启停状态，清晰明了。

图2-2 控制系统程序流程图

2.4 本章小结

本章中，一开始简述了在蔬菜成长过程中，一些因素对蔬菜各个阶段的生长有影响，根据之前介绍的各种因素对蔬菜生长的影响，重点进行温湿度的监测，提出了整个系统的设计思路，给出了系统设备的一些特点以及关于控制系统的程序流程图。

3 系统硬件选型与设计

本系统硬件有主要由四部分组成，分别是温湿度传感器、PLC、水泵、触摸屏。温湿度传感器模块主要实现对各个监测点的温湿度数据进行采集和转换；四个水泵在各个监测点对蔬菜进行实时地浇灌；PLC则是处理温湿度传感器所采集到的数据并且进行数据比较，从而控制水泵的启停；触摸屏可以实现监控整个系统运行的作用，整个系统可以根据设定的上下限值自动控制水泵的开关，不再需要人工的干预。接下来，关于系统的硬件部分将进行逐一的介绍。

3.1 PLC的选型与工作原理

3.1.1  PLC的硬件组成

PLC是一种小型的计算机，它的存在是专门为了工业控制而进行开发的。它的硬件组成部分由主机(基本单元)、I/O扩展模块、外部设备、端口等组成，其中，主机单元由微处理器(CPU ) ， I/O接口，存储器(RAM、ROM)和电源组成[7]，如图3-1所示：

图3-1 PLC的硬件组成

如果将PLC看作是一个小型系统的话，则输入变量则为外面传来的各种开关或者模拟信号，输入变量经过输入接口输入，从而寄存到PLC的内部寄存器中，而后，根据用户的程序要求，进行相应的逻辑运算、数据处理，最终通过输出变量的形式送到输出接口，进而使得输入设备得到控制[8]。

(1）主机

主机部分主要由四部分组成，为CPU、系统程序存储器、用户程序及数据存储器。

CPU的功能有许多，主要是用来启动运行用户程序，即读入输入变量，使得用户指令所指定的操作得到完成，输出端得到其所送出的结果，并且能够响应外部设备(如打印机、条码扫描仪等)的请求，并且实施各种内部的诊断等等。

PLC的系统程序存储器，功能主要是储存关于系统的管理、监控程序，和储存对用户程序进行相应的编译、处理的程序，这些都已经被生产厂家所固定，不能够随意进行更改；用户所编制的应用程序大多存放在用户程序、数据存储器中。

(2）输入/输出(I/O)接口

输入、输出设备是经过I/O接口与PLC进行连接的。接收、采集输入、输出信号是通过输入、输出接口的，主要包括开关量、模拟量的输入、输出模块。

(3）电源

它的工作电源大多使用交流220V，或者直流24V的电源。一般情况下，外部传感器的直流24V的工作电源大多能够由PLC来提供，但是驱动PLC负载的直流电源或交流电源一般由用户提供。