基于PLC的智能温室环境控制系统设计

图１ 控 制 系统 结构 图
１ ． ３ 传 感器 选型
１ ． ３ ． １ 温湿度 传感 器
第 ３期
基于Ｐ Ｌ Ｃ 的智 能 温 室 环 境 控 制 系 统 设 计
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温 湿度 传感 器采 用 复合 型设 计 ， 使 用 高分 子 薄膜 湿 敏 电容 为 湿 敏 元 件 、 铂电阻为温敏元件． 该传 感 器 温 度测 量 范 围为 一４ ０～１ ２ ０ ￣ Ｃ， 湿 度 测 量范 围 ０～１ ０ ０ ％Ｒ ｈ ， 具 有 量 程 范 围宽 、 测 量 精 度 高、 响应 时 间短 、 使用 方便 的特 点 ．
光灯 等 ， 实 现智 能 温 室 环 境 的 自动 控 制 ， 结构 如
图 １所示 ．
时 可 以使 用控 制按 钮切 换 为手 动控 制 ， 以提 高整 套控 制设 备 的可靠 性 ． 系统 的手 动 控制 方 式 简单 可靠 ， 由设 备 控 制 开 关 、 继 电器 、 交流接触器 、 设
一
２ 系 统 软 件 设 计
２ ． １ 控 制算 法研 究 在连 续控 制 系统 中常 常采 用 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 方 式 ，
定 的数 值 ， 打 开风机 ， 温 室 中装有 ２组 风机 ， 根
据温 度控 制打 开 的数 量 ； （ ５ ） 如 果 温 度进 一 步 升
Ｐ Ｌ Ｃ 自身 功能 解决 问题 ； （ ３ ） 温 室 设 有 ８个 或 者 更多 的 天窗 ， 天 窗 受 电机 控 制 ， 当 温度 超 过 设 定
的温度时， Ｐ Ｌ Ｃ发出打开天窗的信号 ， 通过继 电 器控 制天 窗 电机 打开 天窗 ， 通 过形 成 开关 控 制 电
机 的停 止 ； （ ４ ） 如果温室 温度进一步 升高， 达 到
备运行限位开关等电气元件构成； 自动控制方式 采用 基 于 Ｐ Ｌ Ｃ的 自动 控 制 系 统 ， 使 用 传 感 器 采
集温 室 的环境 因子 数据 ， 对 环境 数 据进 行监 测 和
分析 ， 并 对环 境 因子 设 定 数 据 的上 限 和 下 限 ， 当 系统 监测 到某 一 环 境 因子 数 值 超 过 或 者 低 于 设
定值 ， Ｐ Ｌ Ｃ便 发 出信 号 控 制 相 应 设 备 进 行 动 作 ， 从而 达 到控制 温室 环 境 因子 稳 定 在 预 先 设 定 的 数值 范 围 内． 本 系统 设 备简单 ， 运 行 成本 低 ， 可 以
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３— ０ ５ 绥 化学 院 ２ ０ １ ２年 新 农 村 建 设 研 究 项 目（ Ｓ ＸＫ １ ２ ０ ２ ０ ２ ）
电路 解决 问题 ； （ ２ ） 系统 具 备 自诊 断 功 能 ， 使 用
光 照度传 感 器 采 用 对 弱 光 也 有 较 高 灵 敏 度 的硅 兰 光伏 探测 器 作 为 传 感 器 光 照 强 度 测 量 元 件， 具 有 测 量 范 围宽 、 线 形 度好 、 防水性强 、 使 用 方便 、 传 输距 离远 的特点 ．
【 关键词】智能温室； 环境控制； Ｐ Ｌ Ｃ
节约 温室 管理 的劳 动力 和劳动 强度 ．
０ 引言
智 能温 室也 叫 自动化 温室 ， 是 指 配备 了 由 自 动控 制设 备 的高 科技农 业 生产 环 境 ， 是近 些 年发 展起 来 的一 种新 型农业 技 术 ， 具 有 资 源节 约 和生
１ ． ３ ． ２ 光 照传 感 器
２ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ控 制 软件 设计
２ ． ２ ． １ 设 计原 则
智 能温 室环 境 控制 系统 使 用 Ｐ Ｌ Ｃ作 为控 制 核心 ， 通 过继 电器 控 制 相 应 设 备 ， 具 体 设 备 的设 计原 则如 下 ： （ １ ） 为 了 防止 设 备 误 动 ， 使 用 自锁
算法产 生智 能决 策 ， 然 后将 产生 的控 制 信号 传 给
相应 的继 电器 以驱动 执行器 ， 如 电机 ， 电磁 阀 ， 补
１ 系 统 控 制 方 案 与硬 件 设 计
１ ． １ 系统控 制方 案 本 系统 的设 计 采 用 手 动 控 制 与 自动 控 制 相 结合 的方式 ， Ｅ ｔ 常 运 行 采 用 自动 控 制 方 式 ， 需 要
王志 国， 齐 铁 ， 王 伟 ， 关 闯
（ 绥化学 院）
【 摘 要】设计 了一个使 用 Ｐ Ｌ Ｃ作为核心的智能温室环境控制 系统 ， 给 出了系 统的硬 件 和软件 结 构设计 ， 使 用 了典型 Ｐ Ｉ Ｄ控制 算 法 ， 实现 了由 多传 感 器和 多种控
制设备 组 成的 智 能
智能 温室 环 境控 制 系统 是 温 室 自动 控 制 的 中心 ， 由传 感 器 、 检测电路 、 接 口电路 、 现 场 控 制
系统 组成 ． 其 中， 传感 器 的任 务 是 把 与 作 物 有关 的现 场 环 境 因子 ， 如温 度 、 湿度 、 光照度等， 转换
产 高效 的 特 点． 该 文使用 Ｐ Ｌ Ｃ作 为 系 统 智 能 控 制 核心 ， 把温 室 的温 度 、 湿度 和光 照等 作 为 系统 的环 境 因子进 行研 究 ， 使用 自动控 制技 术 设计 了
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的智能 温 室环境 自动 控制 系统 ．
为数字量传送给 Ｐ Ｌ Ｃ ， 由Ｐ Ｌ Ｃ完成对环境因子数 据 的分析 ， 并 且 根 据 预 先 设 定 的 阀值 ， 采用 Ｐ Ｉ Ｄ
第２ ９卷
第 ３期
哈尔滨师范大学 自然科学学报
Ｎ ＡＴ ＵＲＡＬ Ｓ Ｃ Ｉ ＥＮＣ Ｅ Ｓ Ｊ ＯＵＲＮＡ Ｌ ＯＦ ＨＡＲＢ Ｉ Ｎ ＮＯＲＭＡＬ Ｕ ＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖ ｏ １ ． ２ ９ ，Ｎ ｏ ． ３ ２ ０ １ ３
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的 智 能 温 室 环 境 控 制 系统 设 计 术