溫室大棚環境監控系統方案

2022-05-02 06:24:06 字數 4723 閱讀 2896

一、 概述

隨著國民經濟的迅速發展,現代農業得到了長足的進步,溫室工程已成為高效農業的乙個重要組成部分。計算機自動控制的智慧型溫室自問世以來,已成為現代農業發展的重要手段和措施。它的功能在於以先進的技術和現代化設施,人為控制作物生長的環境條件,使作物生長不受自然氣候的影響,做到常年工廠化,進行高效率,高產值和高效益的生產。

二、功能敘述

溫室環境包括非常廣泛的內容,但通常所說的溫室環境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、co2濃度等。計算機通過各種感測器接收各類環境因素資訊,通過邏輯運算和判斷控制相應溫室裝置運作以調節溫室環境。輸出和列印裝置可幫助種植者作全面細緻的資料分析,儲存歷史資料。

本系統主要具備以下幾部分功能:

2.1綜合環境控制

採用計算機實現環境引數比較分析,四季連續工況調控系統。比例調節環境溫度、濕度與通風。co2 發生裝置按需比例調節環境co2濃度,夏季室外屋頂噴淋,在保證室內光照強度的前提下,組合調節環境溫度與通風,達到強制降低環境溫度的效果。

通過計算機對溫室各電動執行器進行整體調節,自動調控到作物生長所需求的溫、溼、光、水、氣等條件,另外通過臭氧消毒淨化器對溫室進行消毒。

2.2肥水灌溉控制

採用計算機肥水灌溉運籌系統。根據作物區的需要,對水培區的營養液成分,ph和ec值進行綜合調控。對基培和土培區主要是根據作物生產需要,設定基質、土壤的水勢值,自動調節滴灌、噴灌系統的灌溉時間和次數。

2.3緊急狀態處理

採用計算機實測環境引數、狀態極限值反饋報警保護系統。根據作物的各項引數設定溫室環境的極限值和作物生長環境引數極限值報警保護系統,提高了整個系統安全性。

2.4資訊處理

採用計算機集散控制資訊管理系統。資訊處理由中心控制計算機完成。主機通過區域性數字通訊網路與現場控制機相連,實現遠動雙向控制及全系統集中資料處理。

其功能包括執行實時引數執行器模擬狀態顯示,歷史資料儲存、檢索,資料平均值報表、曲線顯示與列印。

2.5溫室的環境引數指標

針對本系統所涉及的兩棟溫室,根據栽培的作物和所處的環境,具體引數如下:

l 葡萄溫室:

a、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內溫度為5℃。休眠期以後白天需控制溫室內溫度為25-30℃,夜間需控制在15-18℃。

b、濕度需保持在50-75%不能超過95%。

c、光照強度應保持在45000-55000勒克斯

d、二氧化碳濃度在上午日出後到10點左右保持在1000ppm左右。

e、ph值保持在7-7.5。

f、ec值離子總濃度保持在1‰-2‰,隨時進行調整。

l 黃瓜、番茄溫室:

a、在苗期需保持溫室內溫度在13-15℃,定植後白天上午應保持在25-28℃,下午應保持在20-25℃,夜間應保持在15-18℃。

b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%,夜間保持在85-90%;番茄白天保持在65-75%,夜間保持在75-85%。

c、光照強度番茄應保持在50000勒克斯左右,保證12個小時光照;黃瓜應保持在40000勒克斯左右,保證8-10小時光照。

d、二氧化碳濃度在上午日出後到10點左右保持在1000ppm左右。

e、ph值保持在6.5-7.5。

f、ec值離子總濃度保持在1‰-2‰,隨時進行調整。

黃瓜和番茄在冬季早春即11月中旬至下年2月上旬期間比較關鍵。

以上引數在監控軟體中進行編寫,環境引數超出設定範圍時進行相應調節同時產生報警提醒值班人員注意。

三、系統設計

3.1 系統硬體和軟體選擇

設計系統的關鍵是硬體和軟體的穩定性,根據實際的應用經驗和比較選用以下配置。

硬體配置:研祥工業計算機p4 2.0g/256m/40g/20英吋彩顯;西門子plc s7-200;

軟體配置:系統windows 2000;組態軟體2.61控制策略網路版。

3.2 軟體設計方案

實現智慧型化溫室控制的關鍵在於

1)如何根據不同的作物或相同作物的不同生長階段設計不同的控制方案和引數。

2)實時引數的檢測和資料網路化。

3.2.1配方管理模組實現了引數的批量控制

根據不同的作物或相同作物的不同生長階段,設計出不同的配方。軟體提供了簡單方便的組態和操作功能,將需要修改的引數首先定義為變數,這樣,操作人員可以通過操作畫面,進行方便修改。

溫室大棚環境監控系統

[摘要]:利用崑崙中大組態軟體與研祥工業計算機、西門子 s7-200系列plc及感測器、儀表等硬體建造乙個現代化農業用溫室大棚環境監控系統,本系統可自動監測調節農作物環境的溫濕度、光照、co2濃度等引數,通過輸出和列印裝置幫助種植者作全面細緻的資料分析,儲存歷史資料。為利用工業組態軟體改造農業生產提供了參考案例。

[關鍵詞]:組態智慧型溫室農藝園

一、 概述

隨著國民經濟的迅速發展,現代農業得到了長足的進步,溫室工程已成為高效農業的乙個重要組成部分。計算機自動控制的智慧型溫室自問世以來,已成為現代農業發展的重要手段和措施。它的功能在於以先進的技術和現代化設施,人為控制作物生長的環境條件,使作物生長不受自然氣候的影響,做到常年工廠化,進行高效率,高產值和高效益的生產。

二、功能敘述

溫室環境包括非常廣泛的內容,但通常所說的溫室環境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、co2濃度等。計算機通過各種感測器接收各類環境因素資訊,通過邏輯運算和判斷控制相應溫室裝置運作以調節溫室環境。輸出和列印裝置可幫助種植者作全面細緻的資料分析,儲存歷史資料。

本系統主要具備以下幾部分功能:

2.1綜合環境控制

採用計算機實現環境引數比較分析,四季連續工況調控系統。比例調節環境溫度、濕度與通風。co2 發生裝置按需比例調節環境co2濃度,夏季室外屋頂噴淋,在保證室內光照強度的前提下,組合調節環境溫度與通風,達到強制降低環境溫度的效果。

通過計算機對溫室各電動執行器進行整體調節,自動調控到作物生長所需求的溫、溼、光、水、氣等條件,另外通過臭氧消毒淨化器對溫室進行消毒。

2.2肥水灌溉控制

採用計算機肥水灌溉運籌系統。根據作物區的需要,對水培區的營養液成分,ph和ec值進行綜合調控。對基培和土培區主要是根據作物生產需要,設定基質、土壤的水勢值,自動調節滴灌、噴灌系統的灌溉時間和次數。

2.3緊急狀態處理

採用計算機實測環境引數、狀態極限值反饋報警保護系統。根據作物的各項引數設定溫室環境的極限值和作物生長環境引數極限值報警保護系統,提高了整個系統安全性。

2.4資訊處理

採用計算機集散控制資訊管理系統。資訊處理由中心控制計算機完成。主機通過區域性數字通訊網路與現場控制機相連,實現遠動雙向控制及全系統集中資料處理。

其功能包括執行實時引數執行器模擬狀態顯示,歷史資料儲存、檢索,資料平均值報表、曲線顯示與列印。

2.5溫室的環境引數指標

針對本系統所涉及的兩棟溫室,根據栽培的作物和所處的環境,具體引數如下:

l 葡萄溫室:

a、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內溫度為5℃。休眠期以後白天需控制溫室內溫度為25-30℃,夜間需控制在15-18℃。

b、濕度需保持在50-75%不能超過95%。

c、光照強度應保持在45000-55000勒克斯

d、二氧化碳濃度在上午日出後到10點左右保持在1000ppm左右。

e、ph值保持在7-7.5。

f、ec值離子總濃度保持在1‰-2‰,隨時進行調整。

l 黃瓜、番茄溫室:

a、在苗期需保持溫室內溫度在13-15℃,定植後白天上午應保持在25-28℃,下午應保持在20-25℃,夜間應保持在15-18℃。

b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%,夜間保持在85-90%;番茄白天保持在65-75%,夜間保持在75-85%。

c、光照強度番茄應保持在50000勒克斯左右,保證12個小時光照;黃瓜應保持在40000勒克斯左右,保證8-10小時光照。

d、二氧化碳濃度在上午日出後到10點左右保持在1000ppm左右。

e、ph值保持在6.5-7.5。

f、ec值離子總濃度保持在1‰-2‰,隨時進行調整。

黃瓜和番茄在冬季早春即11月中旬至下年2月上旬期間比較關鍵。

以上引數在監控軟體中進行編寫,環境引數超出設定範圍時進行相應調節同時產生報警提醒值班人員注意。

三、系統設計

3.1 系統硬體和軟體選擇

設計系統的關鍵是硬體和軟體的穩定性,根據實際的應用經驗和比較選用以下配置。

硬體配置:研祥工業計算機p4 2.0g/256m/40g/20英吋彩顯;西門子plc s7-200;

軟體配置:系統windows 2000;組態軟體2.61控制策略網路版。

3.2 軟體設計方案

實現智慧型化溫室控制的關鍵在於

1)如何根據不同的作物或相同作物的不同生長階段設計不同的控制方案和引數。

2)實時引數的檢測和資料網路化。

3.2.1配方管理模組實現了引數的批量控制

根據不同的作物或相同作物的不同生長階段,設計出不同的配方。軟體提供了簡單方便的組態和操作功能,將需要修改的引數首先定義為變數,這樣,操作人員可以通過操作畫面,進行方便修改。

詳細表示式如下:

3.2.2 實時引數的檢測

實時引數的檢測永遠的一線生產最主要的環節,及時反應當前生產情況,本系統選擇的檢測儀表盡量都是輸出標準訊號。針對農藝園溫室的應用環境特點是濕度較大,所以在變送器的選型上特別注意能夠防潮濕,在這樣的環境中分析類變送器如ph計和二氧化碳分析儀等,在檢測部位容易凝結水珠,所以維護的頻率要相對提高,一般需要4天左右就維護一次,這樣才能作到實時引數檢測及時準確。

3.2.3 資料網路化

由於技術中心遠離溫室現場,而技術人員需要實時監控生產引數,修改最佳的生產引數,資料的網路化就是必須的。崑崙組態可以有2種方式實現資料網路化,一是web功能;二是遠端資料庫功能。web功能只能遠端瀏覽而無許可權修改引數,所以不適用本系統,定義遠端資料庫很好的實現了資料網路化。

溫室大棚環境監控系統方案

一 概述 隨著國民經濟的迅速發展,現代農業得到了長足的進步,溫室工程已成為高效農業的乙個重要組成部分。計算機自動控制的智慧型溫室自問世以來,已成為現代農業發展的重要手段和措施。它的功能在於以先進的技術和現代化設施,人為控制作物生長的環境條件,使作物生長不受自然氣候的影響,做到常年工廠化,進行高效率,...

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