宇電溫控器在智能化栽培溫室系統(tǒng)中的應(yīng)用

廈門宇電自動化科技有限公司 技術(shù)部

關(guān)鍵詞：計算機總線控制 塑料大棚

1、引言

    可控農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)發(fā)展迅速,溫室面積和產(chǎn)量大幅增加。已向高層次的自動化、智能化方向發(fā)展，形成了*擺脫自然的全新技術(shù)體系。由于各種傳感器的涌現(xiàn)，計算機的普及，自動化程度大大的提高，本系統(tǒng)針對這種情況而開發(fā)研制的新產(chǎn)品。

2、系統(tǒng)組成

    AI總線系統(tǒng)對蔬菜大棚作物生長的主要環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、光照、通風進行測控，實現(xiàn)在線閉環(huán)調(diào)節(jié)。實現(xiàn)對蔬菜的生長環(huán)境、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理優(yōu)化的科學決策。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    對于大面積蔬菜大棚種植基地，它可以完成對所有大棚環(huán)境的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、瀏覽、圖形畫面顯示、數(shù)據(jù)報警監(jiān)視、歷史數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)庫圖表分析、報表打印等功能。

3、溫室控制系統(tǒng)要求     

    溫室控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)植物的要求，設(shè)定室內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度的高低限范圍值，輸出信號控制溫室天窗和側(cè)窗的開關(guān)、天棚遮光，開燈照明，噴頭，排風系統(tǒng)，zui終實現(xiàn)溫室大棚的自動控制功能。每個大棚具體功能：
    (1)檢測和控制 雙路溫濕度控制器
    (2)使用上位機或現(xiàn)場數(shù)字鍵修改溫濕度設(shè)定值,可查詢溫濕度設(shè)定值等
    (3)輸出信號控制溫室天窗和側(cè)窗的開關(guān)、天棚遮光，開燈照明，噴頭，排風系統(tǒng)......并可計算出開關(guān)的時間及次數(shù)

4、控制設(shè)備選型

1） 溫濕度控制 AI－702MFJ5L2L2S型2路顯示報警儀 。
    模塊說明： J5模塊2路變送器輸入（內(nèi)含24V供電4～20mA輸入）；L2 L2模塊繼電器觸點開關(guān)量輸出；S模塊通訊接口。
    傳感器：溫濕度一體化變送器 ，量程：濕度0～99％RH ；溫度－20~50℃；輸出：電流4～20mA；電源：24VDC。
    參數(shù)設(shè)置：設(shè)置dF回差范圍 
    加濕：當室內(nèi)濕度小于設(shè)定值時，控制噴淋開啟，當室內(nèi)濕度達到設(shè)定值時，關(guān)閉噴淋。
    降濕：當室內(nèi)濕度高于設(shè)定值時，控制開天窗、開通風，加強空氣對流，從而達到降低室內(nèi)濕度的目的。
    升溫：控制供熱系統(tǒng)、關(guān)天窗、開遮陽簾（光照強時）、關(guān)遮陽（光照非常弱時）。
    降溫：頂部噴淋、開窗、通風、開遮陽等機構(gòu)的動作。 
2） CO2控制 AI-701FL2 V24型單路報警儀 。
    模塊說明： V24模塊給氣體傳感器供電24V。
    傳感器：二氧化碳變送器 ，量程：0～20000PPm可選，輸出：電流4～20mA；電源：24VDC。 
    CO2：室內(nèi)CO2傳感器檢測CO2的含量，根據(jù)測量值與設(shè)定值的差別，自動控制CO2施放閥門，以調(diào)節(jié)室內(nèi)CO2含量。 
3） 統(tǒng)計：天窗、噴淋、遮陽簾開啟時間/次數(shù)AI－301ME5I5I5I5S型開關(guān)量輸入模塊。
    模塊說明 ：I5模塊開關(guān)量輸入。有上位機軟件來統(tǒng)計開啟次數(shù)，開關(guān)量的時間歷史記錄曲線，呈方波，可實現(xiàn)多種查詢。

5、機械控制設(shè)置、遠動控制     

    溫室大棚骨架采用鍍鋅鋼管圓弧拱連棟結(jié)構(gòu)，覆蓋雙層塑料膜，內(nèi)層為無滴膜，外層為長壽膜，層內(nèi)用充氣機連續(xù)充氣，具有良好的保溫性能。為便于自然通風，棚頂安有天窗，側(cè)面設(shè)有側(cè)窗，由電動開窗機啟閉。
    溫室內(nèi)設(shè)有遮陽網(wǎng)，溫室的遮陽系統(tǒng)由電動機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動卷軸，控制其開合。在需要人工手動操作開啟電動傳動裝置，點擊計算機軟件控制按鈕使AI-301ML5L5L5L5L5S開關(guān)量輸出遮陽系統(tǒng)開閉動作。

6 、軟件設(shè)計     

    根據(jù)系統(tǒng)要求，現(xiàn)場AI顯示控制儀表通過上位計算機組成溫室環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控網(wǎng)。各種數(shù)據(jù)通過RS—485總線傳輸?shù)接嬎銠CAIFCS監(jiān)控軟件進行記錄或打印、及遙控。AI顯示控制儀表與計算機連接，可實現(xiàn)多點遠距離測控，通訊距離1200米。

    該系統(tǒng)是由宇電工控組態(tài)軟件AIDCS For NET V8.0經(jīng)過二次開發(fā)而成的軟件產(chǎn)品，用戶無需系統(tǒng)組態(tài)即可直接使用。該軟件與溫、濕度控制器配套使用，共同構(gòu)成AIFCS現(xiàn)場總線型計算機網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)控系統(tǒng)。
    溫溫度控制系統(tǒng)分：現(xiàn)場大棚控制器；控制室；管理層三部分組成。現(xiàn)場按裝溫、濕度控制器負責顯示溫濕度和自動控制天窗、遮陽簾的開啟。所有的控制信息與數(shù)據(jù)信息都在控制室、管理層計算機上統(tǒng)一管理，分配。在計算機上對現(xiàn)場溫濕度控制器進行的監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集和各項事務(wù)的處理。

軟件結(jié)構(gòu)
    該軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為以下三個部分：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、權(quán)限管理
    ●數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)從倉庫現(xiàn)場溫濕度控制器采集測量值，設(shè)備狀態(tài)值等實時數(shù)據(jù)，并存入系統(tǒng)內(nèi)閱數(shù)據(jù)庫以便日后數(shù)據(jù)查詢等使用。
    ●數(shù)據(jù)處理：系統(tǒng)根據(jù)用戶要求從歷史數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)并完成的處理功能，包括歷史數(shù)據(jù)顯示，歷史曲線繪制，報表，報警等。
    ●權(quán)限管理：用戶自行定義系統(tǒng)的權(quán)限以及操作密碼，適于各管理層擁有不同的操作權(quán)限。

7、結(jié)語     

    溫濕度是農(nóng)作物生長的重要環(huán)境條件,它不僅直接影響作物根系的生長發(fā)育和土壤微生物的活動 ,而且土壤溫濕度的變化還可誘發(fā)土壤中水分的運動。對大棚溫濕度加以控制 ,使之保持在一定范圍之內(nèi)。采用AI顯示控制器來對土壤溫濕度進行控制 ,不僅具有控制方便、簡單、靈活性大等優(yōu)點 ,而且可以大幅度提高被控溫濕度的技術(shù)指標 ,從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
    系統(tǒng)采用國產(chǎn)化設(shè)備降低了固定資產(chǎn)設(shè)備投資，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，得到客戶的*。