基于PLC 的农业大棚风控系统设计与实现

基于PLC 的农业大棚风控系统设计与实现作者：徐艳

来源：《广东蚕业》 2017年第9期

徐艳

（上饶职业技术学院江西上饶 334109）

摘要以西门子S7-200 PLC为核心控制器件，设计了农业大棚风控系统，该系统能够实现对农业大棚风量的智能控制，从而达到对大棚内温湿度的辅助调节。文章详细阐述了系统的设

计方案、硬件接线和软件编程思路，通过设计为现代农业大棚实现精准智能控制提供了参考。

关键词 S7-200；农业大棚；风控系统

中图分类号：S625.3文献标识码：C 文章编号：2095-1205(2017)09-16-01

现代农业大棚通常采用密封作业，对大棚内的空气流量进行控制是生产作业中的重要环节。传统模式下主要采用人工手动操作的方式为大棚进行通风，该种方式效率较低，且难以实现对

大棚内空气流量的精准控制，而采用PLC构建风控系统能够实现对农业大棚风量的自动调节，

大大提升控制效率和精准度。基于此，本文应用西门子公司研发的S7-200 PLC设计一个能够

实现农业大棚空气流量自动控制的系统，现将具体的控制方案、硬件和软件设计思路阐述如下。

1系统设计方案

1.1 设计需求

根据待控大棚的空气流量控制需求，本系统拟采用6 台风机和2 个卷帘门实现对大棚空气流量的自动控制，所有的风机和卷帘在自动控制的基础上，也能够进行手动控制，以防止自动

控制系统出现故障。根据系统的控制需求，完全实现控制需要10 个接触器，其中6 个接触器

用于风机控制，2 个接触器用于1 号卷帘的正反转控制，另外2 个接触器用于2 号卷帘的正

反转控制。此外，由于需要对大棚内空气流量的适时采集，需要设置传感器，并应用S7-200 PLC自带的RS485 通讯口进行传感采集信号的传输。

1.2 硬件选型

本系统硬件器件数量主要包含： PLC、直流风机、直流电机、卷帘门等。其中，PLC为系

统的核心控制元件，选用德国西门子公司研发的S7-200 PLC（CP2226 型），该款PLC内置时钟，输出为DC+24 V，可扩展模拟量I/O模块、数字量I/O模块、温度测量模块、特殊功能模

块等，能够实现本系统对I/O功能端口的应用和扩展需求。

2系统硬件设计

2.1 硬件接线

在硬件接线设置上，PLC的其中一个RS485通信口用于采集风量传感器的输出信号，另一

个RS485 通信口则用于PLC与上位机之间的程序编译通讯，PLC的输出端与对应的接触器相连，实现对直流风机和卷帘门的自动控制，例如：输出点Q0.0控制继电器KM1的线圈，KM1的常开

触点对应KM1的线圈，用于对1号卷帘门直流电机的控制；输出点Q0.1 控制继电器KM2的线圈，KM2 的常开触点对应KM2的线圈，用于对2 号卷帘门直流电机的控制；Q0.2 -Q0.7 与6

个直流风机对应的控制继电器KM3-KM8相连，用于对直流风机的输出控制。在输入接线上，

I0.0 -I0.1 用于卷帘门直流电机输入控制信号端口接线，I0.2-I0.7用于直流风机输入控制信

号端口接线。

2.2 1/0地址分配

根据硬件接线设计思路，将本系统的I/O地址分配如下：首先，输入I/O地址分配。1号

卷帘门直流电机控制开关—I0.0 ，2 号卷帘门直流电机控制开关—I0.1 ，1 号直流风机控制

开关—I0.2 ，2号直流风机控制开关—I0.3 ，3 号直流风机控制开关—I0.4 ，4 号直流风机

控制开关—I0.5 ，5 号直流风机控制开关—I0.6 ，6 号直流风机控制开关—I0.7 。其次，输出I/O地址分配。1 号卷帘们电机控制继电器—Q0.0，2 号卷帘们电机控制继电器—Q0.1 ，1 号直流风机控制继电器—QO.2 ，2 号直流风机控制继电器—QO.3 ，3 号直流风机控制继电器—QO.4 ，4 号直流风机控制继电器—QO.5 ，5号直流风机控制继电器—QO.6 ，6 号直流风机

控制继电器—QO.7 。

3系统软件设计

在系统软件编程设计上，主要采用简单触点装载指令，触点与指令，触点或指令和自锁指

令实现系统功能。其中，1 和2 号卷帘门直流电机的控制主要采用电机正反转程序实现，而1 至6 号直流电机的控制则主要采用电机启停控制程序实现，为实现自动监测和控制功能，直流

电机和直流风机的装载触点程序与风量传感器常开触点相连，当大棚内空气流量正常，风量传

感器输出0 ，相应的常开触点断开，直流风机不转动，反之当大棚内空气流量低于风量设置上限，风量传感器输出1 ，相应的常开触点闭合，直流风机启动，为大棚内送风。

参考文献

[1]诸葛林巍.基于云存储和PLC的现代农业大棚自动控制设计[J].现代农业科

技,2016(14):187.

[2]潘芳伟,潘攀.基于PLC的农业大棚精准控制管理系统[J].黑龙江科技信息,2017(03):67.