宇電溫控器在智能化栽培溫室系統中的應用

廈門宇電自動化科技有限公司 技術部

關鍵詞：計算機總線控制 塑料大棚

1、引言

    可控農業栽培技術發展迅速,溫室面積和產量大幅增加。已向高層次的自動化、智能化方向發展，形成了*擺脫自然的全新技術體系。由于各種傳感器的涌現，計算機的普及，自動化程度大大的提高，本系統針對這種情況而開發研制的新產品。

2、系統組成

    AI總線系統對蔬菜大棚作物生長的主要環境參數如溫度、濕度、光照、通風進行測控，實現在線閉環調節。實現對蔬菜的生長環境、技術管理、生產管理優化的科學決策。系統結構如圖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境的監控、數據采集、瀏覽、圖形畫面顯示、數據報警監視、歷史數據處理；數據庫圖表分析、報表打印等功能。

3、溫室控制系統要求     

    溫室控制系統，根據室內植物的要求，設定室內溫度、濕度、CO2濃度的高低限范圍值，輸出信號控制溫室天窗和側窗的開關、天棚遮光，開燈照明，噴頭，排風系統，zui終實現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)使用上位機或現場數字鍵修改溫濕度設定值,可查詢溫濕度設定值等
    (3)輸出信號控制溫室天窗和側窗的開關、天棚遮光，開燈照明，噴頭，排風系統......并可計算出開關的時間及次數

4、控制設備選型

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（內含24V供電4～20mA輸入）；L2 L2模塊繼電器觸點開關量輸出；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。
    參數設置：設置dF回差范圍 
    加濕：當室內濕度小于設定值時，控制噴淋開啟，當室內濕度達到設定值時，關閉噴淋。
    降濕：當室內濕度高于設定值時，控制開天窗、開通風，加強空氣對流，從而達到降低室內濕度的目的。
    升溫：控制供熱系統、關天窗、開遮陽簾（光照強時）、關遮陽（光照非常弱時）。
    降溫：頂部噴淋、開窗、通風、開遮陽等機構的動作。 
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CO2傳感器檢測CO2的含量，根據測量值與設定值的差別，自動控制CO2施放閥門，以調節室內CO2含量。 
3） 統計：天窗、噴淋、遮陽簾開啟時間/次數AI－301ME5I5I5I5S型開關量輸入模塊。
    模塊說明 ：I5模塊開關量輸入。有上位機軟件來統計開啟次數，開關量的時間歷史記錄曲線，呈方波，可實現多種查詢。

5、機械控制設置、遠動控制     

    溫室大棚骨架采用鍍鋅鋼管圓弧拱連棟結構，覆蓋雙層塑料膜，內層為無滴膜，外層為長壽膜，層內用充氣機連續充氣，具有良好的保溫性能。為便于自然通風，棚頂安有天窗，側面設有側窗，由電動開窗機啟閉。
    溫室內設有遮陽網，溫室的遮陽系統由電動機通過傳動機構驅動卷軸，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開關量輸出遮陽系統開閉動作。

6 、軟件設計     

    根據系統要求，現場AI顯示控制儀表通過上位計算機組成溫室環境數據監控網。各種數據通過RS—485總線傳輸到計算機AIFCS監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，可實現多點遠距離測控，通訊距離1200米。

    該系統是由宇電工控組態軟件AIDCS For NET V8.0經過二次開發而成的軟件產品，用戶無需系統組態即可直接使用。該軟件與溫、濕度控制器配套使用，共同構成AIFCS現場總線型計算機網絡版監控系統。
    溫溫度控制系統分：現場大棚控制器；控制室；管理層三部分組成。現場按裝溫、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據信息都在控制室、管理層計算機上統一管理，分配。在計算機上對現場溫濕度控制器進行的監控，數據采集和各項事務的處理。

軟件結構
    該軟件的內部結構可分為以下三個部分：數據采集、數據處理、權限管理
    ●數據采集：系統從倉庫現場溫濕度控制器采集測量值，設備狀態值等實時數據，并存入系統內閱數據庫以便日后數據查詢等使用。
    ●數據處理：系統根據用戶要求從歷史數據庫中提取數據并完成的處理功能，包括歷史數據顯示，歷史曲線繪制，報表，報警等。
    ●權限管理：用戶自行定義系統的權限以及操作密碼，適于各管理層擁有不同的操作權限。

7、結語     

    溫濕度是農作物生長的重要環境條件,它不僅直接影響作物根系的生長發育和土壤微生物的活動 ,而且土壤溫濕度的變化還可誘發土壤中水分的運動。對大棚溫濕度加以控制 ,使之保持在一定范圍之內。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、靈活性大等優點 ,而且可以大幅度提高被控溫濕度的技術指標 ,從而能夠大大提高產品的質量。
    系統采用國產化設備降低了固定資產設備投資，系統運行穩定，得到客戶的*。