摘要:运用可编程序控制器和组态软件对智能温室的温度、湿度参数等进行自动控制,充分利用PLC可靠性高和通用性好的特点及组态软件人机通讯的功能,实现了对智能温室控制的预期要求。
我国北方大部分地区,由于受到光照、温度、湿度等诸多因素的影响,温室在农业生产中的应用越来越为广泛,智能温室是设施农业发展的必然需求。智能温室可对影响作物生长的温度、湿度、光照强度、CO2浓度等参数进行自动调控,从而提高作物的出产率。
本文主要通过下位机PLC和上位机组态软件对智能温室监控系统进行设计,下位机选用的是日本二菱公司的FX2 N-48 MR-001型PLC,传感元件分别选择AD590温度传感器、HS1 101湿度传感器、MG811 C02传感器、GM5516光敏电阻作为对温度、湿度、C02浓度、光照强度的检测元件,采用三菱公司的GX Developer软件进行软件程序设计,上位机选用的是北京亚控科技有限公司的组态王软件完成系统的数据实时显示、参数设置、手动/自动切换、用户管理等功能。
1 系统功能
基于PLC和组态软件的智能温室监控系统,先利用传感部件将检测到的温度、湿度、CO2浓度、光照强度等外部信号输送到主控器件可编程序控制器中,可编程序控制器再依据系统控制方案来驱动外部执行部件动作,通过上位机组态软件的人机对话,系统可在线采集执行部件运行状况,实时对系统起到监视和控制的作用,同时可对系统异常情况进行上位机报警。温室系统设计流程如图1所示。
2 硬件选型
系统硬件结构框图如图2所示。系统硬件的主控器件选用的是日本三菱公司的FX2N - 48MR - 001型PLC,交流电源、直流输入,输入、输出均为24个端子。PLC开关量输入、输出点数分配如图3所示。检测元件中温度传感器选用的是灵敏度为luA/k、测温范围为-55~50℃的集成AD590型温度传感器,湿度传感器选用的是校准精度1 2% RH、测量精度0. 4% RH的HS1101型湿度传感器,CO2传感器选用的是工作温度-20 ~50℃、输出电压30~50 mV的MG811型C02传感器,光照传感器选用的是光谱特性好、反应速度块的GM5516型光敏电阻。
3 软件设计
系统采用日本三菱公司的GX Developer软件进行PLC的程序编制,PLC控制程序设计步骤如图4所示。