【正文】 于電流對(duì)噪聲不敏感，設(shè)計(jì)時(shí)選用電流信號(hào)，傳感器經(jīng)變送后，由4～20mA電流來(lái)傳輸信號(hào)，可避免噪聲干擾和傳輸線(xiàn)分布電阻產(chǎn)生的電壓降。PLC的輸出觸點(diǎn)負(fù)載能力偏低，如果直接帶20動(dòng)風(fēng)機(jī)等負(fù)載，輸出觸點(diǎn)容易損壞，故采用交流接觸器作為驅(qū)動(dòng)元件，間接控制電機(jī)的啟停及正反轉(zhuǎn)。根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。熱風(fēng)機(jī)等開(kāi)/關(guān)設(shè)備的啟停同樣由硬件、算法和程序共同決定，在下面章節(jié)中將作詳細(xì)介紹。按下按鈕SB13，交流接觸器KM9的線(xiàn)圈得電，指示燈L9亮，同時(shí)KM9的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，起自鎖作用，此時(shí)熱電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下按鈕SB14，KM9的線(xiàn)圈失電，熱電機(jī)停止工作。，K1為手動(dòng)/自動(dòng)的切換開(kāi)關(guān)。天窗等正反轉(zhuǎn)設(shè)備何時(shí)開(kāi)啟或閉合由硬件、算法和程序共同決定，在下面章節(jié)中將著重介紹。接觸器KMKM2的互鎖可防止兩個(gè)接觸器同時(shí)得電吸合。在手動(dòng)狀態(tài)下，SBSB2分別為開(kāi)窗、關(guān)窗按鈕，SB3為天窗停止按鈕。（2）正反轉(zhuǎn)設(shè)備控制電路17天窗、前側(cè)窗、后側(cè)窗和外遮陽(yáng)這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)均屬于正反轉(zhuǎn)設(shè)備，其控制電路相似，現(xiàn)以天窗為例，做以下介紹?？刂乒裆吓溆惺謩?dòng)/自動(dòng)的切換開(kāi)關(guān)，手動(dòng)功能用于系統(tǒng)中部分設(shè)備出現(xiàn)故障或設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)使用，正常情況下，切換至自動(dòng)狀態(tài)，由PLC實(shí)施控制。KM1～KM13為交流接觸器的主觸頭，用其實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停止以及風(fēng)機(jī)等開(kāi)/關(guān)設(shè)備的啟?？刂啤－h(huán)流風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、濕簾風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、微霧加濕機(jī)、補(bǔ)光燈則屬于開(kāi)/關(guān)設(shè)備。一臺(tái)FCB3微霧加濕器的加濕量為60～300kg/h，可滿(mǎn)足加濕面積在600㎡左右溫室的需要。（7）微霧加濕機(jī)選用北京瀚寧空氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓微霧加濕機(jī)，該產(chǎn)品將精濾的自來(lái)水加壓至7MPa，再通過(guò)高壓水管傳送到噴嘴，經(jīng)超微細(xì)的噴頭霧化后以3～10微米的微霧噴射到整個(gè)空間，使溫室達(dá)到增濕的效果。燃燒器采用世界品牌意大利RIELLO公司的產(chǎn)品，燃燒效率高達(dá)98～100%，環(huán)保節(jié)能設(shè)有火焰探測(cè)裝置，燃燒安全可靠。風(fēng)機(jī)采用FZL型軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)量大，風(fēng)壓高，噪聲低，可采用風(fēng)管送風(fēng)，熱風(fēng)傳輸距離長(zhǎng)，采暖區(qū)溫度更均勻。（6）燃油熱風(fēng)機(jī)加熱系統(tǒng)系統(tǒng)選用北京盛芳園科技有限公司KR80100型燃油熱風(fēng)機(jī)，額定發(fā)熱量為92880kcal/h，經(jīng)測(cè)算，能滿(mǎn)足供熱面積在600㎡左右的溫室。風(fēng)機(jī)抽風(fēng)時(shí)將經(jīng)過(guò)濕簾降溫的冷空氣源源不斷的引入室內(nèi)，從而達(dá)到降溫效果。環(huán)流風(fēng)機(jī)選用青州市三和溫控設(shè)備廠(chǎng)的產(chǎn)品，其中，電機(jī)采用性能卓越的“海爾”三防專(zhuān)用電機(jī)，經(jīng)過(guò)“海爾”實(shí)驗(yàn)室360小時(shí)破環(huán)性試驗(yàn)；外殼采用先進(jìn)的整體集流器設(shè)計(jì)，國(guó)際先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)及熱自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，輕型鋁板沖壓扇葉，具有大角度，風(fēng)量大，低噪音等特點(diǎn)。（4）環(huán)流風(fēng)機(jī)常用的環(huán)流通風(fēng)是在溫室內(nèi)以一定規(guī)則布置一定數(shù)量的環(huán)流風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)開(kāi)啟時(shí)，室內(nèi)的空氣將在其作用下形成有序的流動(dòng)，保證室內(nèi)氣候的均勻和穩(wěn)定，并起到通風(fēng)降溫的作用。減速電機(jī)選用荷蘭DE GIER公司的GW30型號(hào)減速電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為30rpm，每跨3個(gè)尖頂，共2跨的溫室而言，若配置雙面連續(xù)開(kāi)窗，按傳統(tǒng)連續(xù)開(kāi)窗方式需12臺(tái)減速電13機(jī)，而采用扭矩分配連續(xù)開(kāi)窗系統(tǒng)，則只需2臺(tái)荷蘭DE GIER公司的減速電機(jī)，大大降低了開(kāi)窗機(jī)構(gòu)的建造成本，此外，系統(tǒng)總功率的減少，使用過(guò)程更省電。其中減速電機(jī)處于整個(gè)溫室的中心，電機(jī)的輸出軸中心線(xiàn)與拉幕梁下表面之間的距離約200mm，驅(qū)動(dòng)線(xiàn)之間的間距≤3000mm，換向輪則布置在溫室的兩端。%RH③工作電壓：10～28V DC④輸出信號(hào)：4～20mA（1）外遮陽(yáng)系統(tǒng)我國(guó)大部分地區(qū)夏季炎熱，光照充足，應(yīng)在溫室頂部安裝外遮陽(yáng)系統(tǒng)，利用遮陽(yáng)網(wǎng)直接把部分太陽(yáng)能阻擋在室外，可根據(jù)室內(nèi)植物的要求選擇合適的遮陽(yáng)率，一般選用50%～70%的遮陽(yáng)率，利用外遮陽(yáng)系統(tǒng)，可使室內(nèi)溫度降低3～5℃。 HMD40型溫/濕度傳感變送器實(shí)物圖該傳感器的主要性能指標(biāo)如下：① 溫度檢測(cè)范圍：10～60℃；測(cè)量精度：177。運(yùn)行Microsoft Windows2000操作系統(tǒng)Professional版本，外接打印機(jī)，可打印曲線(xiàn)、報(bào)表，工控機(jī)由一臺(tái)不間斷電源UPS供電，保證數(shù)據(jù)的完整記錄，主板帶有串行口，配有網(wǎng)卡CP5611，并安裝西門(mén)子STEP 7編程軟件和MCGS組態(tài)軟件。CPU3152DP帶兩個(gè)通信接口：一個(gè)符合EN5170標(biāo)準(zhǔn)的ProfibusDP接口用于同S7200的Profibus通訊，另一個(gè)MPI接口用于同上位PC機(jī)的MPI通訊。該模塊接收檢測(cè)環(huán)節(jié)送出的電流或電壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，存放于存儲(chǔ)區(qū)域相應(yīng)的寄存器，供CPU用軟件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)算法。5V、177。CPU226是西門(mén)子公司S7200系列（MicroPLC）中功能最強(qiáng)的一種控制器，具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格及強(qiáng)大的指令，可以近乎完美的滿(mǎn)足單個(gè)溫室環(huán)境控制的要求。多數(shù)PLC除了具有RS232接口，還有一些內(nèi)置支持各通信協(xié)議的接口。它集中了工業(yè)專(zhuān)用機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。 PLC及擴(kuò)展模塊選型可編程控制器（PLC）以其操作方便、可靠性高、通用靈活、使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航天、冶金、化工、機(jī)械等行業(yè)得以推廣應(yīng)用。多個(gè)溫室共同構(gòu)成溫室群，借鑒DCS的分層控制結(jié)構(gòu)形式，采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)模型組建多個(gè)溫室的分布式控制系統(tǒng)，并與上位機(jī)通訊實(shí)施監(jiān)控，通過(guò)MCGS組態(tài)完成數(shù)據(jù)管理、智能決策、歷史/實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、報(bào)警等功能。該系統(tǒng)采用可編程控制器PLC作為控制核心。因此，自然環(huán)境因子對(duì)作物的作用是各個(gè)環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果。作物賴(lài)以生存的環(huán)境因子是由溫度、濕度、光照、二氧化碳等因素構(gòu)成。（3）性能指標(biāo)㎡；㎡；㎡；最大排雨量140mm/h。覆蓋材料優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)薄膜 （～㎡）（%），1～（㎡ K）PC板材%（㎡K）（約70～98元/㎡），影響采光性能，易吸附灰塵，清除困難單層浮法玻璃%，抗老化性能好（5mm的浮法玻璃約25元/㎡）（㎡K）本溫室采用雙層中空玻璃這一新型溫室覆蓋材料，單層玻璃厚度分別為4mm、5mm，中間空氣層厚度分別為9mm、6mm。主體骨架采用鍍鋅螺栓和自攻螺絲連接，溫室覆蓋材料采用專(zhuān)用鋁合金型材固定。（1）主體骨架設(shè)計(jì)采用熱鍍鋅鋼骨架，一跨三屋脊結(jié)構(gòu)。溫室是由基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)材料等所形成的相對(duì)密閉的實(shí)用型建筑，主要起到承載各種荷載、保溫、防雨雪等作用。本章首先介紹溫室的結(jié)構(gòu)與材料，在此基礎(chǔ)上，提出溫室環(huán)境控制體系的總體設(shè)計(jì)方案，并給出設(shè)備選型和硬件電路設(shè)計(jì)。第二章系統(tǒng)總體方案及硬件部分設(shè)計(jì)隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，溫室的設(shè)計(jì)日趨科學(xué)，結(jié)構(gòu)更加合理，內(nèi)部配套設(shè)施更加完善。（2）運(yùn)用力控軟件創(chuàng)建上位機(jī)監(jiān)控界面，對(duì)溫室環(huán)境實(shí)施組態(tài)監(jiān)控。本文的總體目標(biāo)是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的溫室控制系統(tǒng)。無(wú)疑，大型化現(xiàn)代溫室在提高土地利用率和機(jī)械化作業(yè)水平、降低生產(chǎn)成本及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等方面均凸顯其優(yōu)勢(shì)。在荷蘭，1975～1995年間，～，而經(jīng)營(yíng)大于2公頃的農(nóng)戶(hù)由101戶(hù)增至442戶(hù)，與此同時(shí)，經(jīng)營(yíng)總戶(hù)數(shù)由9770戶(hù)降至4640戶(hù)，表現(xiàn)出經(jīng)營(yíng)農(nóng)戶(hù)數(shù)減少，每戶(hù)經(jīng)營(yíng)面積增加的趨勢(shì)。（4）溫室規(guī)模的擴(kuò)大隨著溫室技術(shù)的發(fā)展，溫室規(guī)模呈擴(kuò)大趨勢(shì)。然而，這些溫室的控制水平、精度及節(jié)能高效等方面還有待于進(jìn)一步提高，合理有效的提供農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的環(huán)境因子，從而使企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這無(wú)疑是推動(dòng)溫室應(yīng)用自動(dòng)化的強(qiáng)大動(dòng)力。與此同時(shí)，將作物生長(zhǎng)模型與專(zhuān)家系統(tǒng)相結(jié)合的研究也得以發(fā)展，如虛擬農(nóng)業(yè) (VirtualAgriculture)概念的提出。目前將專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用于溫室環(huán)境控制己得到了研究者的重視?，F(xiàn)代智能溫室測(cè)控系統(tǒng)與Internet相連接，實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫結(jié)合，是現(xiàn)代化溫室集群發(fā)展的要求，也是集約化可控設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。此外，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室的遠(yuǎn)程控制和管理。（2）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球性的網(wǎng)絡(luò)化、信息化進(jìn)程加快，并成為發(fā)展速度最快、最具活力的高科技領(lǐng)域，將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用于溫室的生產(chǎn)與管理系統(tǒng)之中必將成為一種趨勢(shì)。分布式控制系統(tǒng)是溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，其采用服務(wù)器—客戶(hù)模式，系統(tǒng)中的每一個(gè)子處理器處理所采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，而由主處理器存儲(chǔ)、顯示并管理子處理器傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，主處理器可以向每個(gè)子處理器發(fā)送控制設(shè)定值和其它控制參數(shù)，同時(shí)每個(gè)子處理器又可以獨(dú)立工作?？傊?，我國(guó)溫室環(huán)境控制系統(tǒng)應(yīng)用與研究正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性研究應(yīng)用階段過(guò)渡和發(fā)展。清華大學(xué)的鄭學(xué)堅(jiān)最先提出了應(yīng)用單片機(jī)控制人工氣候箱的方法和思路，隨后中國(guó)農(nóng)業(yè)科