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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃朝良
研究生(外文):Huang, Chaur-Liang
論文名稱:模糊控制與網路技術應用在養殖場自動化之研究
論文名稱(外文):Study of Fuzzy Control and Network Technique Applied in an Automatic Aquarium System
指導教授:魏忠必
指導教授(外文):Wei, Jong-Bi
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:109
中文關鍵詞:可程式控制器圖形監控網路技術模糊控制
外文關鍵詞:programmable logic controllergraphic controlnetwork techniquefuzzy control
相關次數:
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摘要
現今台灣養殖業仍停留在人力養殖的處理階段,本論文整合日系三菱可程式控制器FX2與一套圖形監控的程式設計,針對養殖場之自動化程序,作監視及控制的研製,透過溫度控制系統、液位控制系統、PH值控制系統及餵食系統,對所飼養的魚群作有效之養殖管理,以達到養殖場之省水、省時、省電之全自動化控制系統。
在上述的自動化過程中,養殖業者對養殖場進行監控,仍須在現場作管理,本論文提出一個網路技術的方法,由業者透過網路連線,即可對遠端電腦進行監控。溫度對魚兒健康的影響很大,因此本論文特別針對水溫控制,提出一個模糊控制法則,可達到穩定溫度的目的。
本研究採用圖形監控、網路技術及模糊控制,能提供養殖業作為參考,對提升產業自動化也有所助益。
Abstract
Nowadays, the Taiwan aquaculture still stays in the phase of man-power breeding treatment. This paper integrates the Japan Mitsubishi programmable logic controller FX2 with a set of graphic control program design, aims at the automatic procedure of the aquarium to monitor and control it. The method can achieve the efficient breeding management for the shoal of fish you raise through the temperature control system, the liquid level control system, the PH control system, and the feeding system in order to be the completely automatic control system of the aquarium that is water-saving, time-saving, and electricity-economizing.
In the above-mentioned automatic process, the fish farming proprietor must supervise and manage the aquarium on-the-spot still. This paper brings up a method of network technique. The proprietor can proceed the monitoring for the computer in the distance through the connection with the network. The temperature has great influence on the fish. Therefore, this paper aims at the water temperature control especially, and puts forward a fuzzy control principle that can reach the goal of stabilizing the temperature.
The research adopts the graphic control, the network technique, and the fuzzy control that can provide the aquaculture the reference, and it is beneficial for promoting the industry''s automation.
目錄
中文摘要………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………Ⅱ
目錄……………………………………………………Ⅴ
圖目錄…………………………………………………Ⅷ
表目錄…………………………………………………Ⅹ
第一章 緒論……………………………………………1
1-1 研究動機…………………………………………1
1-2 研究目的…………………………………………1
1-3 研究方法…………………………………………2
1-4 論文架構…………………………………………4
第二章 圖形監控軟體規劃與設計……………………5
2-1 概述………………………………………………5
2-2 硬體架構…………………………………………6
2-3 圖形監控軟體規劃………………………………7
2-3.1 溫度控制………………………………………8
2-3.2 液位控制………………………………………10
2-3.3 PH值監視………………………………………13
2-3.4 餵食控制系統…………………………………14
2-4 資料庫程式…………….……………...………15
2-5 養殖處理流程監控系統製作……………………19
2-6 小結……………………………………………22
第三章 網際網路圖形監控系統..……..…….……24
3-1 概述………………………………..……………24
3-2 系統架構….……………………….……………24
3-3 系統軟體規劃……………………………………25
3-3.1 網際網路通訊界面……………………………26
3-3.2 TCP通訊協定實現……………………………27
3-3.3 網際網路通訊流程之實現…...……………29
3-4 網際網路流程監控系統製作…………………33
3-5 小結………………………………………………34
第四章 模糊溫度控制系統……………………………36
4-1 概述………………….…………………..………36
4-2 模糊溫度控制………………………..…………37
4-3 傳統型溫度控制與模糊溫度控制之比較…………43
4-4 小結…………………………………………………43
第五章 結論與展望……………………………….……45
5-1 結論………………………… ...………………..45
5-2 展望……………….……………………………….46
參考文獻…………………………………………………47
附錄A PC與PLC的通訊協定.…………………………50
附錄B TCP/IP介紹……………………………….…54
附錄C 模糊邏輯控制理論……………..…………..58
附錄D PLC步進流程圖………………..…………..63
附錄E 人機介面監控程式…………….……..………66
附錄F 網際網路監控程式…………………………..100
附錄G 模糊溫度控制程式……………………………105
圖目錄
圖2.1 圖形監控硬體架構圖…………………….….…….…..6
圖2.2 圖控系統即時監控流程圖………………….….……..7
圖2.3 溫度圖控系統即時監控流程圖………………..……..9
圖2.4 VB InputBox事件程序……………………………...10
圖2.5 執行前與執行後溫度面板監視畫面…………........10
圖2.6 液位控制硬體架構圖……………...................11
圖2.7 液位圖控系統即時監控流程圖……………………..12
圖2.8 水位高度與馬達運作圖示…………………….......12
圖2.9 執行前與執行後PH值面板監視畫面..…….……...13
圖2.10 PH值即時監控流程圖……………………..…......13
圖2.11 餵食即時監控流程圖……………………………….14
圖2.12 餵食設定時間面板輸入畫面……….…………......15
圖2.13 資料庫程式流程………………………….………....16
圖2.14 PH值資料庫程式流程……………………..……...18
圖2.15 圖形監控畫面起始表單…………………………….20
圖2.16 水位控制及溫度控制監視畫面……………..….....20
圖2.17 PH值、餵食及警報監視畫面……………….…….21
圖2.18 PH值曲線圖顯示畫面..……………………..…….21
圖2.19 全部設備運轉紀錄監控畫面………………………23
圖2.20 圖形監控PLC接點狀況……………………………23
圖3.1 網際網路遠端監控系統架構圖…………………….25
圖3.2 網際網路遠端監控系統軟體流程圖……….…..….25
圖3.3 TCP通訊連線規則圖……………………………….27
圖3.4 網際網路程式流程圖…………………………………31
圖3.5 Sever端監視畫面……………………….…..….…...35
圖3.6 Client端監視畫面……………………….….…..…..35
圖4.1 傳統型溫度控制硬體架構圖………………………..37
圖4.2 傳統型溫度控制PLC程式...…………………..……38
圖4.3 模糊溫度控制硬體架構圖…………………………..39
圖4.4 模糊溫度控制PLC程式……...………….……..……40
圖4.5 模糊輸入語言變數歸屬函數…………….…….……41
圖4.6 模糊輸出語言變數歸屬度……………….……….…41
圖4.7 傳統型溫度控制曲線圖,加熱至 …..….………44
圖4.8 模糊溫度控制曲線圖,加熱至 ...……….………44
圖A.1 元件讀取資料格式…………………………………..52
圖A.2 元件寫入資料格式………………….……….………53
圖B.1 ISO/OSI分層及TCP/IP對應模型結構...........55
圖C.1 模糊邏輯控制系統基本結構.…..…………….….…59
表目錄
表3.1 網際網路內定特殊字串對照表…………………….32
表A.1 通訊代碼種類……….……………………………….51
參考文獻
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