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AI总线显示控制器在智能化栽培温室系统中的应用

发布日期:2011-08-26 来源:厦门宇电自动化科技有限公司 技术部

关键词:计算机总线控制 塑料大棚

1、引言

可控农业栽培技术发展迅速,温室面积和产量大幅增加。已向高层次的自动化、智能化方向发展,形成了完全摆脱自然的全新技术体系。由于各种传感器的涌现,计算机的普及,自动化程度大大的提高,本系统针对这种情况而开发研制的新产品。

2、系统组成

AI总线系统对蔬菜大棚作物生长的主要环境参数如温度、湿度、光照、通风进行测控,实现在线闭环调节。实现对蔬菜的生长环境、技术管理、生产管理优化的科学决策。系统结构如图1所示。

对于大面积蔬菜大棚种植基地,它可以完成对所有大棚环境的监控、数据采集、浏览、图形画面显示、数据报警监视、历史数据处理;数据库图表分析、报表打印等功能。

3、温室控制系统要求    

温室控制系统,根据室内植物的要求,设定室内温度、湿度、CO2浓度的高低限范围值,输出信号控制温室天窗和侧窗的开关、天棚遮光,开灯照明,喷头,排风系统,最终实现温室大棚的自动控制功能。每个大棚具体功能:

(1)检测和控制 双路温湿度控制器

(2)使用上位机或现场数字键修改温湿度设定值,可查询温湿度设定值等

(3)输出信号控制温室天窗和侧窗的开关、天棚遮光,开灯照明,喷头,排风系统......并可计算出开关的时间及次数

4、控制设备选型

1) 温湿度控制 AI-702MFJ5L2L2S型2路显示报警仪 。

模块说明: J5模块2路变送器输入(内含24V供电4~20mA输入);L2 L2模块继电器触点开关量输出;S模块通讯接口。

传感器:温湿度一体化变送器 ,量程:湿度0~99%RH ;温度-20~50℃;输出:电流4~20mA;电源:24VDC。

参数设置:设置dF回差范围

加湿:当室内湿度小于设定值时,控制喷淋开启,当室内湿度达到设定值时,关闭喷淋。

降湿:当室内湿度高于设定值时,控制开天窗、开通风,加强空气对流,从而达到降低室内湿度的目的。

升温:控制供热系统、关天窗、开遮阳帘(光照强时)、关遮阳(光照非常弱时)。

降温:顶部喷淋、开窗、通风、开遮阳等机构的动作。

2) CO2控制 AI-701FL2 V24型单路报警仪 。

模块说明: V24模块给气体传感器供电24V。

传感器:二氧化碳变送器 ,量程:0~20000PPm可选,输出:电流4~20mA;电源:24VDC。

CO2:室内CO2传感器检测CO2的含量,根据测量值与设定值的差别,自动控制CO2施放阀门,以调节室内CO2含量。

3) 统计:天窗、喷淋、遮阳帘开启时间/次数AI-301ME5I5I5I5S型开关量输入模块。

模块说明 :I5模块开关量输入。有上位机软件来统计开启次数,开关量的时间历史记录曲线,呈方波,可实现多种查询。

5、机械控制设置、远动控制    

温室大棚骨架采用镀锌钢管圆弧拱连栋结构,覆盖双层塑料膜,内层为无滴膜,外层为长寿膜,层内用充气机连续充气,具有良好的保温性能。为便于自然通风,棚顶安有天窗,侧面设有侧窗,由电动开窗机启闭。

温室内设有遮阳网,温室的遮阳系统由电动机通过传动机构驱动卷轴,控制其开合。在需要人工手动操作开启电动传动装置,点击计算机软件控制按钮使AI-301ML5L5L5L5L5S开关量输出遮阳系统开闭动作。

6 、软件设计    

根据系统要求,现场AI显示控制仪表通过上位计算机组成温室环境数据监控网。各种数据通过RS—485总线传输到计算机AIFCS监控软件进行记录或打印、及遥控。AI显示控制仪表与计算机连接,可实现多点远距离测控,通讯距离1200米。

该系统是由宇电工控组态软件AIDCS For NET V8.0经过二次开发而成的软件产品,用户无需系统组态即可直接使用。该软件与温、湿度控制器配套使用,共同构成AIFCS现场总线型计算机网络版监控系统。

温温度控制系统分:现场大棚控制器;控制室;管理层三部分组成。现场按装温、湿度控制器负责显示温湿度和自动控制天窗、遮阳帘的开启。所有的控制信息与数据信息都在控制室、管理层计算机上统一管理,分配。在计算机上对现场温湿度控制器进行全方位的监控,数据采集和各项事务的处理。

软件结构

该软件的内部结构可分为以下三个部分:数据采集、数据处理、权限管理

●数据采集:系统从仓库现场温湿度控制器采集测量值,设备状态值等实时数据,并存入系统内阅数据库以便日后数据查询等使用。

●数据处理:系统根据用户要求从历史数据库中提取数据并完成指定的处理功能,包括历史数据显示,历史曲线绘制,报表,报警等。

●权限管理:用户自行定义系统的权限以及操作密码,适于各管理层拥有不同的操作权限。

7、结语    

温湿度是农作物生长的重要环境条件,它不仅直接影响作物根系的生长发育和土壤微生物的活动 ,而且土壤温湿度的变化还可诱发土壤中水分的运动。对大棚温湿度加以控制 ,使之保持在一定范围之内。采用AI显示控制器来对土壤温湿度进行控制 ,不仅具有控制方便、简单、灵活性大等优点 ,而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标 ,从而能够大大提高产品的质量。

系统采用国产化设备降低了固定资产设备投资,系统运行稳定,得到客户的一致好评。