基于plc的鐵皮石斛生長環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及智能監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種基于PLC的鐵皮石斛生長環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵皮石斛是蘭科多年生附生草本植物，對生長環(huán)境和氣候條件要求十分苛刻。它需要生長在海拔800至1600米、相對濕度在60%-75%、林間透光度在60 %左右、生長季節(jié)溫度20-25°C、夜間溫度為10-13°C、晝夜溫差保持在10-15°C、最佳無霜期在250-300天、年降雨量為1100-1500毫米的環(huán)境中。因此，在鐵皮石斛生長過程中，溫度、濕度、光照強度等環(huán)境參數(shù)的實時準(zhǔn)確監(jiān)測和控制至關(guān)重要。但是，目前關(guān)于鐵皮石斛的研究主要集中在化學(xué)成分和藥理作用、人工栽培技術(shù)和開發(fā)應(yīng)用等領(lǐng)域，現(xiàn)存的關(guān)于鐵皮石斛的研究中幾乎沒有對鐵皮石斛環(huán)境參數(shù)智能監(jiān)控技術(shù)的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于PLC的鐵皮石斛生長環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]這種基于PLC的鐵皮石斛生長環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、PLC單元和組態(tài)單元，所述PLC單元為核心控制器，組態(tài)單元包括PC機(jī)和組態(tài)軟件作為監(jiān)控模塊并通過串口與PLC單元進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)采集單元通過A/D轉(zhuǎn)換器與PLC單元連接，PLC單元連接執(zhí)行機(jī)構(gòu);所述數(shù)據(jù)采集單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、CO2濃度傳感器和光照傳感器;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、CO2補償器、LED光源、熒光燈系統(tǒng)和報警系統(tǒng);溫度傳感器檢測到實時溫度高于設(shè)定溫度時，PLC單元就會通過指令開啟空調(diào)系統(tǒng)，并讓風(fēng)扇處于正轉(zhuǎn)，用于排除室內(nèi)高溫空氣，提高降溫效率；當(dāng)檢測溫度低于設(shè)定值，則開啟供暖系統(tǒng)以及反轉(zhuǎn)風(fēng)扇;若檢測值在設(shè)定值范圍，則空調(diào)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài);濕度控制分為加濕和除濕;加濕主要通過噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)的水一方面來自加溫管道內(nèi)部的水蒸汽經(jīng)過冷卻所得，另一方面通過接通自來水管，當(dāng)冷卻箱中的水無法提供給噴淋系統(tǒng)時，自來水則起到應(yīng)急作用；當(dāng)大棚內(nèi)部二氧化碳濃度無法達(dá)到要求范圍，CO2補償器將會開啟；當(dāng)溫室的光照強度低于設(shè)定值時，開啟遮陽簾以及LED光源；當(dāng)光照強度高于設(shè)定值時，關(guān)閉遮陽簾。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:系統(tǒng)主要以傳感器、PLC控制器、計算機(jī)等硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，利用各種傳感器進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的采集、利用RS-485總線完成數(shù)據(jù)傳輸并通過PLC控制器實現(xiàn)環(huán)境設(shè)備的開關(guān)控制，從而實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的實時動態(tài)監(jiān)測與調(diào)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)采用了分布式控制結(jié)構(gòu)，其中各子系統(tǒng)相互獨立、互不干擾。該控制系統(tǒng)實現(xiàn)多個子系統(tǒng)共同控制的同時還能夠保證系統(tǒng)運行的可靠性與安全性，且預(yù)留了擴(kuò)展接口，為以后鐵皮石斛種植規(guī)模的擴(kuò)大和控制設(shè)備的擴(kuò)展打下了一定基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)框圖；
[0008]圖2是本發(fā)明系統(tǒng)主電路圖；
[0009]圖3是PLC算法流程圖；
[0010]圖4是系統(tǒng)運行狀況圖；
[0011 ]圖5是本發(fā)明通訊流程圖；
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0013]本實施例的基于PLC的鐵皮石斛生長環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、PLC單元和組態(tài)單元，所述PLC單元為核心控制器，組態(tài)單元包括PC機(jī)和組態(tài)軟件作為監(jiān)控模塊并通過串口與PLC單元進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)采集單元通過A/D轉(zhuǎn)換器與PLC單元連接，PLC單元連接執(zhí)行機(jī)構(gòu);所述數(shù)據(jù)采集單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、CO2濃度傳感器和光照傳感器;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、CO2補償器、LED光源、熒光燈系統(tǒng)和報警系統(tǒng);溫度傳感器檢測到實時溫度高于設(shè)定溫度時，PLC單元就會通過指令開啟空調(diào)系統(tǒng)，并讓風(fēng)扇處于正轉(zhuǎn)，用于排除室內(nèi)高溫空氣，提高降溫效率；當(dāng)檢測溫度低于設(shè)定值，則開啟供暖系統(tǒng)以及反轉(zhuǎn)風(fēng)扇；若檢測值在設(shè)定值范圍，則空調(diào)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài);濕度控制分為加濕和除濕;加濕主要通過噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)的水一方面來自加溫管道內(nèi)部的水蒸汽經(jīng)過冷卻所得，另一方面通過接通自來水管，當(dāng)冷卻箱中的水無法提供給噴淋系統(tǒng)時，自來水則起到應(yīng)急作用；當(dāng)大棚內(nèi)部二氧化碳濃度無法達(dá)到要求范圍，CO2補償器將會開啟；當(dāng)溫室的光照強度低于設(shè)定值時，開啟遮陽簾以及LED光源；當(dāng)光照強度高于設(shè)定值時，關(guān)閉遮陽簾。
[0014]運用西門子S7-200CPU224型號的PLC(ProgrammableLogic Controller，可編程邏輯控制器)和人機(jī)交互軟件KINGVIEW研發(fā)了一套關(guān)于鐵皮石斛生長環(huán)境參數(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)主要以傳感器、PLC控制器、計算機(jī)等硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，利用各種傳感器進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的采集、利用RS-485總線完成數(shù)據(jù)傳輸并通過PLC控制器實現(xiàn)環(huán)境設(shè)備的開關(guān)控制，從而實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的實時動態(tài)監(jiān)測與調(diào)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)采用了分布式控制結(jié)構(gòu)，其中各子系統(tǒng)相互獨立、互不干擾。該控制系統(tǒng)實現(xiàn)多個子系統(tǒng)共同控制的同時還能夠保證系統(tǒng)運行的可靠性與安全性，且預(yù)留了擴(kuò)展接口，為以后鐵皮石斛種植規(guī)模的擴(kuò)大和控制設(shè)備的擴(kuò)展打下了一定基礎(chǔ)。
[0015]系統(tǒng)總體方案選擇影響鐵皮石斛生長的主要環(huán)境因素溫度、濕度、二氧化碳濃度和光照強度作為基本的監(jiān)測和控制項目，控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案如圖1所示。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、PLC單元和組態(tài)單元組成。以PLC為核心控制器，PC機(jī)和組態(tài)王軟件作為監(jiān)控模塊，兩者之間通過串口進(jìn)行通訊