基于plc控制的苗圃温室大棚系统设计(编辑修改稿)

基于plc控制的苗圃温室大棚系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

深远的理论意义和重大的现实意义。 2 本系统研究方案 控制系统设计目标 温室的作用是用来改变植物的生长环境 ,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响 ,为植物生长创造适宜的良好条件。 温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料 ,它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物 ,从而达到对农作物调 节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。 温室环境指的是作物在地面上的生长空间 ,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。 温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。 节约了水源，温度调节主要有遮阴帘风机的动作来解决。 温室控制系统是基于室内和室外的温度，湿度，光传感器，二氧化碳传感器，室外气象站收集或观察的室内和室外的温度，湿度，光照强度温室， CO2浓度的信息环境参数，控制温室保温被，开窗通风，遮阳，通过温室环境控制喷滴灌等基于 PLC 苗圃大棚自动控制系统设计 3 驱动 /执行器，气候和灌溉和施肥控制以满足作物生长的需要，生态 环境的作物生长和发展提供最适合的，很大的提高了苗圃的产量和质量。 其示意图如下图 2— 1所示： CC o2传 感 器温 湿 度 传感 器控 制 器湿 帘热 水 片侧 窗侧 窗顶 窗顶 窗遮 阳 帘湿 帘 泵锅 炉计 算 机环 流 风 机补 光 灯 补 光 灯 图 2— 1温室控制系统示意图． 控制方案 从控制器类型来划分，主要有以下几种温室自动控制系统 : 1. 基于单片机的温室 检测 系统。 图 22 基于单片机 检测 原理图 温度传感器湿度传感器光照传感器CO 2 传感器A |D转换单片机显示报警基于 PLC 苗圃大棚自 动控制系统设计 4 PLC 的温室自动控制系统。 图 23基于 PLC 的温室自动控制系统原理图 根据现在建造的日光温室，提出了如下系统研究方案： 采用上位机计算机和可编程 控制器组成分布式智能温室控制系统的硬件部分，即两级监控系统。 上级控制系统负责对智能温室进行监控和参数的设定。 下级是以 PLC为核心的控制单元，负责温室参数的信息采集，系统逻辑运算，并对调控设备进行控制。 PLC在工业控制中应用多年，属于大批量生产的产品，其在生产、调试、应用、服务等方面都有一套完备的标准，所以产品质量稳定、可靠性高。 采用 PLC成本虽然比单片机高，但要考虑到稳定性、可维护性等综合因素，采用 PLC比单片机具有较高的性价比。 而且当上位机发生故障时， PLC控制器可以自行实现数据采集、显示和输出等控制 ，不影响温室的自动运行。 要依据苗圃的最适生长环境来制定温室环境，将最重要的环境因素如温室内空气温度、湿度、光照、二氧化碳浓度作为基本监测和控制项目 , 这样避免了太复杂的控制方案。 根据温室本身的特点设置了如图 2 1所示控制系统的总体设计方案。 3 系统硬件设计 系统的硬件组成 为了实现智能温室的环境监控，本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。 实现了温室内温度、湿度、 C02浓度、光照强度等参数的长期监测。 并可根据智能温室温湿度的需求，对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳 网等设备自动控制。 结构图如下图 31所示： 温度传感器湿度传感器光照传感器CO 2 传感器A |D转换PLC执行机构天窗电机风机系统CO 2 罐补光设备基于 PLC 苗圃大棚自动控制系统设计 5 上 位 机 （ 计 算 机 ）下 位 机 （ P L C ）A / D 模 块模 拟 变 送 电 路模 拟 传 感 器温度湿度C O2浓度光照输 出 接 口继 电 器 模 块执 行 机 构侧窗天窗水泵湿布输 入 接 口限 位 开 关 手 动 开 关侧窗天窗水泵湿布侧窗天窗水泵湿布温 室 大 棚 智 能 控 制 结 构 图 图 31温室大棚智能控制结构图 温湿度采集电路的设计 一、 产品型号 HG14温湿度变送器利用半导体敏感元件来测量空气中的温度、湿度，适用于室内环境测量，当敏感元件被监测到环境温度、湿度，输出智能数字信号。 该变送器装在最能代表被测环境状态的地方，避免安装在空气流动不畅的死角处。 二、产品特点： 薄型设计，轻巧美观。 独特风道设计，防止电路温升 影响传感器真实测试。 专利结构技术，易于安装，易于维护。 精度高，一致性好。 防护性能极好 三、主要技术参数： 如表 31 基于 PLC 苗圃大棚自 动控制系统设计 6 表 31HG14温湿度传感器主要技术参数 型号 HG14 额定电压 DC24V ( DC15V~DC24V ) 测量范围 温度： 0℃~50℃ 湿度： 0～ 100%rh 测量精度 温度： 177。 ℃ 湿度： 177。 3%rh 电压输出 Humidity:010v=0„100%rh Temperature:010v=0„50℃ 接线端子 (1)系统电源＋线 (2)系统电源 线 /信号地 (3)温度输出 (4)湿度输出 工作面积 1020m2/只 安装方式 室内墙面安装，天花板吸顶安装 质 主体：约 200g，底座：约 50g， 材 ABS 树脂 四、外形 如图 32 图 32HG14温湿度传感器外形 五、连接图： 安装时，线槽端头与传感器底座连接处，应用 PVC 终端头过渡。 为了保证线槽与传感器安装在同一轴心线上，建议先安装底座，然后在钉线槽。 传感器至空调送风口的水平距离应大于 ，至顶棚送风口的 距离应大于。 光照度传感器 光控用于控制遮阳幕的启闭，使作物得到合理的光照度并实现以下目的：免基于 PLC 苗圃大棚自动控制系统设计 7 除作物超过光饱合点，提高光合作用；实现对长日照作物、中同照作物和短日照作物的光照控制。 光照度传感器采用北京易盛泰和科技有限公司产品型号Poi88c 光照度传感器。 说明：采用先进的电路模块技术开发变送器，用于实现对环境光照度的测量，输出标准的电压及电流信号，体积小，安装方便，线性度好，传输距离长，抗干扰能力强。 可广泛用于环境、养殖、建筑、楼字等的光照度测量。 量程可调。 接线原理图： V d d+ 5 V1 千 欧V o u t光 源P o 1 8 8光 照 检 测 电 路 图 33光照检测电路 ①量程： O200K1UX、 O20K10X、 0— 2020 可选 ②供电电压： 24VDC／ 12VDC ③输出信号 420mA， 0V— 1OV 可选 ④精度：177。 2％ ⑤负载能力：≥ 500Ω，≤ 3KΩ／ s 传感器 二氧化碳控制实时监测 C02 的含量，当 C02的含量低于一定值时打开 C02 储气罐或 C02 发生器以增施气肥。 C02 传感器选用弗加罗公司生产 TGS4160 二氧化碳传感器，该传感器是的固态电化学型气体敏感元件，外形图见图 312。 这种二氧化碳传感器除具有体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特点外，同时还具有耐高湿低温的特性可广泛用于自动通风换气系统或是 C02 气体的长期监测等应用场合。 TGS4160 传感器的主要技术参数如下： ①测量范围： 0～ 5000ppm； ②使用寿命： 2020 天； 基于 PLC 苗。