基于PLC的溫室集群測控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、溫室的發(fā)展是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，溫室農(nóng)業(yè)相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的優(yōu)越性能否真正得到發(fā)揮，關(guān)鍵在于溫室中自動(dòng)控制設(shè)備的應(yīng)用水平如何。然而，目前在國內(nèi)，由于存在著操作成本較高、操作人員技術(shù)水平有限等原因，溫室環(huán)境測控系統(tǒng)的使用還很局限。為了更好地推廣自動(dòng)控制在溫室中的應(yīng)用，有效地控制溫室內(nèi)的氣候條件，推動(dòng)大型溫室集群的使用，本文設(shè)計(jì)了一種針對溫室集群的環(huán)境測控系統(tǒng)。一方面，該系統(tǒng)能夠?qū)褐袉蝹€(gè)溫室的溫度、濕度、光照、CO2和土壤濕度等因子進(jìn)

2、行測量和控制；另一方面，通過中控室的工控機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)溫室集群的環(huán)境監(jiān)測與協(xié)調(diào)控制。
　　 該溫室集群測控系統(tǒng)，以每個(gè)溫室為基本單元進(jìn)行環(huán)境信息采集，通過Zigbee組建的無線網(wǎng)絡(luò)對各個(gè)溫室環(huán)境信息進(jìn)行集中的傳輸。中控室對溫室的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定，并且發(fā)出控制指令，保證各環(huán)境因子的數(shù)值都維持在設(shè)定的區(qū)間內(nèi)。
　　 本文分析研究了溫室中常用的調(diào)控策略，采用了天窗、保溫被、CO2發(fā)生器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)對環(huán)境因子的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

3、首先，由采集節(jié)點(diǎn)采集環(huán)境信息，采集的數(shù)據(jù)通過Zigbee組建的無線局域網(wǎng)傳送到中控室；然后，中控室下達(dá)控制指令，由PLC控制相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，進(jìn)而達(dá)到控制環(huán)境參數(shù)的目的。系統(tǒng)通過對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直接控制，實(shí)現(xiàn)對溫室的濕度、光照度、CO2濃度和土壤濕度的調(diào)節(jié)；對溫度因子的控制選用了模糊控制方式，并設(shè)計(jì)了模糊控制器。系統(tǒng)應(yīng)用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫室集群環(huán)境和執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)的綜合監(jiān)控。
　　 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三種控制模

4、式：手動(dòng)模式、遙控模式和遠(yuǎn)程模式。操作人員可以根據(jù)溫室現(xiàn)場的實(shí)際情況和控制的要求，自由選擇控制模式。手動(dòng)控制是由工作人員直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作；遙控控制是通過遙控器發(fā)出指令控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)100米范圍內(nèi)的精確控制；遠(yuǎn)程控制下，系統(tǒng)的控制中心在中控室，由中控室的Zigbee中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令到溫室內(nèi)的PLC。
　　 本文中設(shè)計(jì)了信息采集與傳輸電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、繼電器控制電路和遙控控制電路等一系列