现代温室大棚智能设计控制系统.pdf

自动化控制 Automatic Control112 电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】温室 大棚 PLC智能温室将自动化技术引入农业生产，并为农业研究活动提供有用的科学工具。通过建立参数和自动记录数据，农民有了一个简单、准确的方法来开展农业科学研究，并了解不同生产条件对增长、质量和改进生产方法的影响。现代温室大棚智能设计控制系统文/刘荣彪 李晓庆 苏成 赵力灏 苑银灿本文是一种适应现代农业和智能温室气体需求的自动化温室控制系统。通过分析相应的温室气体项目措施对温室气体环境的影响，以及将PLC和传感器技术应用于温室气体控制系统的设计本系统投入使用后，能够很好地调节和控制温室中的所有环境因素，为苗圃营造良好的生长环境。该系统操作简单、可靠、实用，适应当前的农业区位需要，复盖面广，经济效益好，发展前景良好。摘要1 控制系统总体设计1.1 控制系统设计目标温室的作用是改变植物生长的环境，避免季节变化和极端气候条件对作物生长的不利影响，并为植物生长创造有利条件。温室通常由照明和涂层材料组成。它可以在冬季或其他季节种植不适合植物户外生长的植物，从而调整生产周期，促进增长和发展，防治病虫害，提高产量。温室环境是地表作物生长的空间，由光线、温度、湿度和二氧化碳浓度等因素组成。温室控制主要是控制温室的温度、湿度、通风和光线。节约用水，温度调节主要由风扇的作用决定。温室气体控制系统基于气象站收集或观测的室内和室外温度、湿度、光学传感器、二氧化碳传感器、室内和室外温度、湿度、高亮度温室和二氧化碳浓度信息等环境参数培训 /执行机构、气候控制、灌溉和化肥传播是满足作物生长和生态环境发展需要以及大幅度提高产量和质量的最适当的孵化器。1.2 控制方案采用可编程控制器作为控制系统的硬件部分。控制器负责智能温室的监控和参数设置。传感器是负责信息收集、系统环境逻辑操作。可编程控制器多年来一直处于工业控制之下，属于批量生产。对于生产、调试、应用和服务，有一套完整的标准可提供可靠的产品质量。虽然采用可编程控制器的成本高于单片机，但应考虑稳定性和可维护性等综合因素，采用可编程控制器的性价比高于单片机。此外，在上位机故障时，可编程控制器可以自动执行数据采集、显示和输出控制，而不会影响温室的自动运行。温室环境必须根据苗圃的最佳生长环境来确定。温室中最重要的环境因素，如温度、湿度、光线和二氧化碳浓度，应被视为基本监测项目，以避免过于复杂的监测方案。用，实现新技术与集成自动化技术的结合与新发展。通过这样的方法不断提高生产工作的工作效率，深入研究使用集成自动化技术，提高行业的竞争能力与国家的综合发展水平。3.3 对于发电厂设备故障诊断的相关问题目前，我们可以通过使用相关的自动化技术来对电力设备进行相关监控维护工作，将先进的现代化技术与电力生产的过程相结合，通过自动化技术来对整个生产过程进行科学合理的监控管理，当整个生产环节中的具体的一个设备或者是生产环节出问题的时候，可以及时的被监测到，并自动分析检查，并定标定相应的故障位置。通过对于设备的争端，根据不同设备的运行情况与相应的监控管理资料，来了解当前设备的使用环境以及相应的数据。根据得到的故障诊断数据在资料库中寻求解决问题的方法，及时处理故障问题保障生产的顺利进行。因此，在电力行业中通过这样的方法可以得到较高的生产工作效率，国家加强对电力自动化技术的研究与推广，将这些技术和运用到设备故障诊断中，来提高设备生产效率。3.4 建立自动化统一平台在电力系统方面，使用自动化技术的现象越来越普遍，但是，在有关于这方面依然有着很多需要优化的地方。尤其是在电力系统自动化平台的统一开发方面。 尽管电力系统自动化被广泛的运用到了很多的电力系统中，但对于一个完整的体系来说，还是存在着不一致的情况。要是可以在电力系统系统上建立起统一的平台， 就能够使得电力资源得到更好的利用，同时自动化技术也可以更加的高效化。不仅如此，就电力系统自动化管理方面而言，能够渗透一些人文方面的思想进去，尽管技术发挥作用的根本是对于计算机技术的操控，然而人类才是最本质的操控者，因此，将人文理念渗透到整个自动化体系中至关重要。唯有给操纵着一个舒适的工作氛围，才可以在根本上提供操控者的工作质量。4 结语随着我国目前科学技术以及社会经济的不断发展，人们对电力资源的需求也越来越大。因此，电力系统需要不断的改进发展，我们可以通过使用相关的技术来不断完善当前电力系统中的各种问题，通过不断引入新的技术来保障电力能源安全稳定的使用，当前社会高新技术飞速发展，电力系统智能化的发展是未来发展的主要方向，不断改进自动化技术，大力推动当前电力系统的不断发展。参考文献 1韦兆权.试论电力系统及其自动化施工技术所存在的问题及对策 J. 建材与装饰 ,2017(04).2蒋卫东.电力系统及其自动化施工技术存在的问题及措施J.四川水泥 ,2016(08).3 万教智 . 电力系统及其自动化技术的安全控制技术分析 J. 低碳世界 ,2017(34).4 刘圳 . 智能技术在电力系统自动化中的应用 J. 广东科技 ,2014(Z1):35+39.5林连河.电力工程自动化施工存在问题及改进措施J.中国战略新兴产业 ,2017(48):189+191.6余华.电力系统及其自动化技术的安全控制问题及对策探究J.建材与装饰 ,2017(30):255-256.作者简介李凯丽（1983-），女，山西省介休市汾西矿业集团供用电分公司基建环保科，发输变电基建和安装施工。作者单位山西省介休市汾西矿业集团有限责任公司供用电分公司基建环保科 山西省介休市 032000<< 上接 111 页网络出版时间：2019-12-11 08:40:39网络出版地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/10.1108.TP.20191210.1457.124.htmlAutomatic Control 自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程 1132 系统硬件设计2.1 温/湿度传感器的选择 本文选用了两种温湿度传感器，一种是北京伊泰公司的 IEC751 型 ，另一种是荷兰维拉公司的 MMD30 型。 北京伊泰公司 IEC751型号的技术参数为 ：（1）绝缘电阻： 1000 米；（2）适用范围：-20 -500；（3）湿度： 80%；（4）电压：10 100 伏。荷兰维拉公司 MMD30 型的技术参数是 ：（1）绝缘电阻：1000 米；（2）适用范围：-20 -300；（3）湿度： 80%；（4）电压：20 300 伏。根据本文设计的系统，荷兰维拉公司MMD30 型 温湿度传感器的电压范围更适合实际情况，其电压电阻值更小，更适合系统要求，所以选择它。2.2 光照传感器的选择 照明传感器主要实时采集照明的变化，控制开窗装置和照明装置的开关，使植物获得的照明更加充足，生长更好。有两种类型的照度传感器可供选择。 本文选择的光传感器产品型号 Poi88-c 具有以下光传感器参数：（1）范围： 0-200 K1UX、0-20 K10X、0-2000 可选；（2）电源电压：24V 直流 /12V 直流； （3）输出信号： 20-4mA， 10V-OV 可选； （4）准确度：2%。 北京何润科技有限公司照明传感器参数 : （1）范围： 0-200 K1UX、0-20 K10X、0-1500 可选； （2）电源电压：24V 直流 /12V 直流； （3）输出信号： 15-4mA， 10V-OV 可选；（4）准确度：3%。 根据系统的要求，北京益生泰和科技有限公司的产品型号 Poi88-c 照度传感器更加精确，符合系统的要求，因此选择此型号。2.2 PLC的选型可编程控制器由中央处理器模块、输入输出模块和程序设计器组成。 PLC 的特殊功能由特殊模块执行。输入模块接收信号和信号之间、输出模块控制继电器等。可编程控制器的特点包括 : 编程简单 、功能强大、性价比高、硬件齐全、易于使用、可用性、可靠性、抗干扰性、系统设计、安装和开发负载小、维护成本低、尺寸小、能耗低。出于这些原因，选择具有 64 个 I/o 端子和 64个初始端子的日本 FX 2n-128 MrPLC 系列完全符合要求。3 系统的软件设计控制系统软件设计要求根据基本要求和清单如下：（1）避免接触错误动作：使用要解决的自锁电路。（2）系统自检功能：可编程控制器本身的功能。（3）风扇控制：温室配备风扇组件，可以开启和关闭。当温度超过预期值时，可编程控制器自动打开两个侧窗，启动风扇和湿幕泵，从而降低温室温度。（4）侧窗控制：两扇侧窗均由发动机控制，并受发动机开关限位开关的限制。（5）湿幕泵控制：当温室湿度超过预定值时，在可编程控制器控制下启动，自动关闭至预定值。（6）阴影阵列控件：当灯光超过预设时，将在可编程控制器的控制下启用阴影阵列。（7）CO2负荷控制：当温室气体中的CO2低于规定阈值时， CO2罐阀门在可编程控制器的控制下打开，以补充 CO2。（8）加注灯的控制：当温室光线低于规定值且不足以打开盖板时，加注灯应亮以充光。系统运行情况：首先，每个传感器采集温室内外的环境因素，然后通过每个电路将环境信号转换成模拟信号，通过放大器放大，然后将放大的模拟信号输入到可编程控制器的 FX-2AD 中 ，将信号转换成数字信号，并将信号与设定值进行比较，如果设定值高于或低于设定值，相应的执行机构将自动工作，例如在正常工作时，温度传感器将温室的温度传输到可编程控制器，并与设定值进行比较。如果温度超过设定的上限或下限，可编程控制器将输出指令，遮阳板将工作。如果可编程控制器在相应的设定范围内响应遮阳板，操作将终止。当温度被采样且可编程控制器报告的温度高于设定值时，循环引擎将启动，一段时间后，当设定值范围内的温度被采样时，系统将关闭。当光源传感器收集到的光源不再位于定义的范围内时，如果光源小于“打开填充光源”的值，则将启用“阳光”墙；如果光源大于定义的值，则将禁用“阳光”墙。系统将停止，直到光源位于指定范围内。当湿度传感器收集的湿度不再在指定范围内时，湿度低于指定值时将启用湿度，湿度高于指定值时将启用循环风扇。系统关闭，直到湿度在指定范围内。当 CO2传感器收集的 CO2不再在规定范围内时， CO2电磁阀在 CO2小于规定值时打开，循环风扇在 CO2大于规定值时打开。系统将停止运行，直到 CO2位于指定范围内。4 结束语本文采用可编程控制器技术进行硬件设计，根据温度环境特性控制室温。探测和收集温室中的温度、湿度、二氧化碳浓度、照明和其他参数。当然，由于局势的制约因素，仍然存在挑战。因为时间和知识有限，硬件和软件不适合复杂的环境，主要是温度自动控制，其他可能影响温度的环境因素不完善，系统检测装置必须成熟，传感器系统的测量精度需要校准，我们建议进一步驱动可获得性、准确性和可扩展性实时实现我国农业现代化。参考文献1 文华 . 基于 PLC 的气体分析仪的设计与实现J.天津大学计算机科学与技 术学院 ,2008.2刘迎春.传感器原理设计与应用M.北京：国防科技大学出版社 ,2005:205-207.3 余成波 , 胡新宇 , 赵勇 . 传感器与自动检测技术M.北京：高等教育出版社,2006. 4向巍.基于PLC的茶苗苗圃微喷灌自动化控制系统J.中国西部科技 ,2010(28):24-26.5 邵文冕 . 基于 PLC 的温湿度检测仪的设计J. 煤矿机械 ,2012(08):181-182.作者简介刘荣彪，男，河北省衡水市人。河北建筑工程学院风景园林专业本科在读。主要研究方向为风景园林规划与设计。作者单位河北建筑工程学院 河北省张家口市 075000