【文章內容簡介】 深遠的理論意義和重大的現實意義。 2 本系統(tǒng)研究方案 控制系統(tǒng)設計目標 溫室的作用是用來改變植物的生長環(huán)境 ,避免外界四季變化和惡劣氣候對作物生長的不利影響 ,為植物生長創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為主要結構材料 ,它可以在冬季或其他不適宜植物露地生長的季節(jié)栽培植物 ,從而達到對農作物調 節(jié)產期、促進生長發(fā)育、防治病蟲害及提高產量的目的。溫室環(huán)境指的是作物在地面上的生長空間 ,它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構成的。溫室控制主要是控制溫室內的溫度、濕度、通風與光照。節(jié)約了水源，溫度調節(jié)主要有遮陰簾風機的動作來解決。 溫室控制系統(tǒng)是基于室內和室外的溫度，濕度，光傳感器，二氧化碳傳感器，室外氣象站收集或觀察的室內和室外的溫度，濕度，光照強度溫室， CO2濃度的信息環(huán)境參數，控制溫室保溫被，開窗通風，遮陽，通過溫室環(huán)境控制噴滴灌等基于 PLC 苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 3 驅動 /執(zhí)行器，氣候和灌溉和施肥控制以滿足作物生長的需要，生態(tài) 環(huán)境的作物生長和發(fā)展提供最適合的，很大的提高了苗圃的產量和質量。其示意圖如下圖 2— 1所示： CC o2傳 感 器溫 濕 度 傳感 器控 制 器濕 簾熱 水 片側 窗側 窗頂 窗頂 窗遮 陽 簾濕 簾 泵鍋 爐計 算 機環(huán) 流 風 機補 光 燈 補 光 燈 圖 2— 1溫室控制系統(tǒng)示意圖． 控制方案 從控制器類型來劃分，主要有以下幾種溫室自動控制系統(tǒng) : 1. 基于單片機的溫室 檢測 系統(tǒng)。 圖 22 基于單片機 檢測 原理圖 溫度傳感器濕度傳感器光照傳感器CO 2 傳感器A |D轉換單片機顯示報警基于 PLC 苗圃大棚自 動控制系統(tǒng)設計 4 PLC 的溫室自動控制系統(tǒng)。 圖 23基于 PLC 的溫室自動控制系統(tǒng)原理圖 根據現在建造的日光溫室，提出了如下系統(tǒng)研究方案： 采用上位機計算機和可編程 控制器組成分布式智能溫室控制系統(tǒng)的硬件部分，即兩級監(jiān)控系統(tǒng)。上級控制系統(tǒng)負責對智能溫室進行監(jiān)控和參數的設定。下級是以 PLC為核心的控制單元，負責溫室參數的信息采集，系統(tǒng)邏輯運算，并對調控設備進行控制。 PLC在工業(yè)控制中應用多年，屬于大批量生產的產品，其在生產、調試、應用、服務等方面都有一套完備的標準，所以產品質量穩(wěn)定、可靠性高。 采用 PLC成本雖然比單片機高，但要考慮到穩(wěn)定性、可維護性等綜合因素，采用 PLC比單片機具有較高的性價比。而且當上位機發(fā)生故障時， PLC控制器可以自行實現數據采集、顯示和輸出等控制 ，不影響溫室的自動運行。 要依據苗圃的最適生長環(huán)境來制定溫室環(huán)境，將最重要的環(huán)境因素如溫室內空氣溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度作為基本監(jiān)測和控制項目 , 這樣避免了太復雜的控制方案。根據溫室本身的特點設置了如圖 2 1所示控制系統(tǒng)的總體設計方案。 3 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)的硬件組成 為了實現智能溫室的環(huán)境監(jiān)控，本設計建立了溫室環(huán)境控制參數的長時間在線計算機自動控制系統(tǒng)。實現了溫室內溫度、濕度、 C02濃度、光照強度等參數的長期監(jiān)測。并可根據智能溫室溫濕度的需求，對天窗、側窗、降溫濕風扇、風機、濕簾、內外遮陽 網等設備自動控制。結構圖如下圖 31所示： 溫度傳感器濕度傳感器光照傳感器CO 2 傳感器A |D轉換PLC執(zhí)行機構天窗電機風機系統(tǒng)CO 2 罐補光設備基于 PLC 苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 5 上 位 機 （ 計 算 機 ）下 位 機 （ P L C ）A / D 模 塊模 擬 變 送 電 路模 擬 傳 感 器溫度濕度C O2濃度光照輸 出 接 口繼 電 器 模 塊執(zhí) 行 機 構側窗天窗水泵濕布輸 入 接 口限 位 開 關 手 動 開 關側窗天窗水泵濕布側窗天窗水泵濕布溫 室 大 棚 智 能 控 制 結 構 圖 圖 31溫室大棚智能控制結構圖 溫濕度采集電路的設計 一、 產品型號 HG14溫濕度變送器利用半導體敏感元件來測量空氣中的溫度、濕度，適用于室內環(huán)境測量，當敏感元件被監(jiān)測到環(huán)境溫度、濕度，輸出智能數字信號。 該變送器裝在最能代表被測環(huán)境狀態(tài)的地方，避免安裝在空氣流動不暢的死角處。 二、產品特點： 薄型設計，輕巧美觀。 獨特風道設計，防止電路溫升 影響傳感器真實測試。 專利結構技術，易于安裝，易于維護。 精度高，一致性好。 防護性能極好 三、主要技術參數： 如表 31 基于 PLC 苗圃大棚自 動控制系統(tǒng)設計 6 表 31HG14溫濕度傳感器主要技術參數 型號 HG14 額定電壓 DC24V ( DC15V~DC24V ) 測量范圍 溫度： 0℃~50℃ 濕度： 0～ 100%rh 測量精度 溫度： 177?！? 濕度： 177。3%rh 電壓輸出 Humidity:010v=0?100%rh Temperature:010v=0?50℃ 接線端子 (1)系統(tǒng)電源＋線 (2)系統(tǒng)電源 線 /信號地 (3)溫度輸出 (4)濕度輸出 工作面積 1020m2/只 安裝方式 室內墻面安裝，天花板吸頂安裝 質 主體：約 200g，底座：約 50g， 材 ABS 樹脂 四、外形 如圖 32 圖 32HG14溫濕度傳感器外形 五、連接圖： 安裝時，線槽端頭與傳感器底座連接處，應用 PVC 終端頭過渡。為了保證線槽與傳感器安裝在同一軸心線上，建議先安裝底座，然后在釘線槽。 傳感器至空調送風口的水平距離應大于 ，至頂棚送風口的 距離應大于 。 光照度傳感器 光控用于控制遮陽幕的啟閉，使作物得到合理的光照度并實現以下目的：免基于 PLC 苗圃大棚自動控制系統(tǒng)設計 7 除作物超過光飽合點，提高光合作用；實現對長日照作物、中同照作物和短日照作物的光照控制。光照度傳感器采用北京易盛泰和科技有限公司產品型號Poi88c 光照度傳感器。說明：采用先進的電路模塊技術開發(fā)變送器，用于實現對環(huán)境光照度的測量，輸出標準的電壓及電流信號，體積小，安裝方便，線性度好，傳輸距離長，抗干擾能力強?？蓮V泛用于環(huán)境、養(yǎng)殖、建筑、樓字等的光照度測量。量程可調。接線原理圖： V d d+ 5 V1 千 歐V o u t光 源P o 1 8 8光 照 檢 測 電 路 圖 33光照檢測電路 ①量程： O200K1UX、 O20K10X、 0— 2020 可選 ②供電電壓： 24VDC／ 12VDC ③輸出信號 420mA， 0V— 1OV 可選 ④精度：177。 2％ ⑤負載能力：≥ 500Ω，≤ 3KΩ／ s 傳感器 二氧化碳控制實時監(jiān)測 C02 的含量，當 C02的含量低于一定值時打開 C02 儲氣罐或 C02 發(fā)生器以增施氣肥。 C02 傳感器選用弗加羅公司生產 TGS4160 二氧化碳傳感器，該傳感器是的固態(tài)電化學型氣體敏感元件，外形圖見圖 312。這種二氧化碳傳感器除具有體積小、壽命長、選擇性和穩(wěn)定性好等特點外，同時還具有耐高濕低溫的特性可廣泛用于自動通風換氣系統(tǒng)或是 C02 氣體的長期監(jiān)測等應用場合。 TGS4160 傳感器的主要技術參數如下： ①測量范圍： 0～ 5000ppm； ②使用壽命： 2020 天； 基于 PLC 苗