基于PLC技術的農業溫室控制系統探究

姜智昊　何習佳

基于PLC技術的農業溫室控制系統探究

姜智昊何習佳

（荊楚理工學院湖北荊門448000）

溫室產業及相關技術就是當前時代下的產物，這種技術不僅能夠滿足行業發展過程中的實際需求，同時也順應了時代的發展潮流，具有很強的適應性，加強相關技術的研究工作很有必要。文章結合我國農業發展的實際情況，基于PLC技術的農業溫室控制系統進行了分析和探究。

PLC技術；農業溫室控制系統；探究

農業溫室產業技術在國外的發展周期比較長，因此在發展的過程中積累了大量的經驗和教訓，這些經驗和教訓為行業的發展注入了持續的發展動力，也為相關技術的完善和優化創造了便利條件。溫室產業同傳統的農業產業相比有很多優越之處，不僅是在技術層面上，在管理層面上也是如此。作為一種新型的農業生產技術，加強溫室控制系統的研究工作很有必要，再加上我國的農業溫室控制系統在運用的過程中還存在很多不足之處，推進相關分析工作尤為重要。

1 基于PLC溫室控制系統的概述

顧名思義，該種控制系統大部分都在封閉的空間條件下實現植物的栽培工作，相關控制系統能根據不同植物的生長需求，為其提供適宜的外在環境條件，具有很高的適應性，防止因為季節的變化和較大的溫差影響農作物的正常生長，不僅能在很大程度上提高農作物的生長質量，同時也能為我國農業行業的發展注入源源不斷的動力，除此之外，該種控制系統還能在很大程度上促進行業的資源優化配置。

溫室大棚是一個半封閉的空間，同時也是植物生長的空間，所以可以將其看作是一個相對封閉的空間，這就使得人為的改變工作成為了一種可能，通過相關控制系統，可以對環境中CO2的濃度、溫度和濕度等因素進行合理控制，從而為植物的生長創造便利條件，即使是惡劣的天氣環境，也有利于植物的生長，能夠實現高效高質量地生產農作物，相關智能控制系統能夠完成智能控制的工作，這也是農作物高效生產的重要物質基礎，伴隨相關技術的發展與完善，溫室控制系統面臨很多全新的發展機遇和挑戰。

2 溫室控制系統的硬件設計

PLC溫室大棚控制系統一般是由硬件設計和軟件設計兩個方面組成，作為系統中的重要物質基礎，硬件的設計工作一直是系統構建和發展過程中的重點，下面就針對系統中的硬件設計工作展開研究。

2.1 傳感器的選擇

在溫室控制系統的工作過程中，首先就要進行傳感器的選擇，在溫室大棚中主要有4 個環境變量需要進行把握，也就是二氧化碳濃度、溫度、濕度和光照度。為了實現對這四個影響因素的有效把握，這里選擇4 種傳感器，對相關的信息和數據進行采集、整合和處理，最終傳輸給PLC控制系統：首先就是二氧化碳傳感器，該類傳感器主要是為了保障綠色植物的光合作用量，對農作物的二氧化碳濃度進行測量；其次就是光照度傳感器，當前溫室控制系統中采用的大量光照度傳感器都是硅藍光伏探測器，這種探測器的靈敏度比較高，同時測量范圍也比較寬，能夠滿足檢測工作的需要；第三就是溫度傳感器，熱電阻溫度變送器能夠滿足與其，是一種一體性比較強的溫度變送器，這種變送器的靈敏度比較高，同時體積也比較小，能夠滿足溫室檢測溫度的實際需要；最后就是土壤溫度傳感器，這種傳感器能夠滿足傳感和變送的需要，同時自身體積也比較小，可以滿足隨時移動的需求，滿足了行業的實際發展需求。

2.2 電動機的選擇

電動機的選擇也是溫室控制系統中的關鍵影響因素，因為大部分植物的生長都有一個適宜的光照度，無論是光照度較高還是光照度較低都不利于植物的生長，這就就需要發揮電動機的作用，拉上遮陽簾，減弱光照度，這是電動機的一大功能，除此之外，電動機還有加熱空氣的功能，在酷寒情況下，利用電動機能夠對空氣進行加熱，將溫室的溫度控制在合理范圍內，最后就是通風功能，對電動機進行合理利用，在溫室內溫度較高時，可以通過電動通風機將熱量抽出，維持溫室內的合理溫度。

2.3 PLC控制器的選擇

近年來隨著溫室控制系統的應用和發展，PLC產品的種類和型號愈發多樣，具體功能也越來越豐富，相關控制器的可拓展性比較強，同時操作也比較簡單，價格也比較低，啟動手動開關、停止開關和溫度傳感器在其中的應用較為廣泛，值得的是，不同的開關需要不同的輸入接口，不同的傳感器也需要輸入接口。在進行PLC控制器的選擇過程中，工作人員一定要充分發揮自身的主觀能動性，綜合考慮多種影響因素，保證PLC控制器選擇的合理性。

3 溫室控制系統的軟件設計

除了最為基本的硬件設計工作之外，系統的軟件設計也是管理工作中的關鍵，科學合理的軟件設計工作能為后期工作的推進起到重要的導向作用，因此對系統軟件設計進行完善和優化顯得很有必要，主要可以分為以下幾點。

3.1 溫室控制系統PLC軟件設計

在完成基本的啟動工作之后，PLC卡進行掃描工作，溫度傳感器隨后將相關的溫度信號傳送至PLC中，PLC對信號值進行處理和分析，并及時推進相關的比較工作，最后對結果進行輸出，如果結果較高，就打開通風窗，如果結果等于理想值，就打開相應的供熱設備。如果在運轉的過程中，相關技術設備出現了故障，就會發出聲光報警。空氣濕度傳感器將檢測到的信號傳送至PLC中，如果空氣溫度過高，就打開設備進行去濕，如果測量值等于設定值，就關閉窗子和風機，如果測量值比較低，就推進相關的噴霧工作。土壤濕度傳感器將測量傳送到PLC中，如果測量值較高，就關閉相關的電磁閥，如果出現了故障，就發出相關的聲光警報；最后就是光照傳感器，將測量值傳送到PLC中進行比較，如果測量值過高，就拉上遮陽簾，如果測量值等于設定值，就關閉不光設備，如果測量值低于設定值，就打開補光設備進行補光。

3.2 溫度控制

在整個系統運轉的過程中，溫度傳感器將相關的測量參數傳輸給PLC，然后進行相關數據的對比，如果溫度較低就打開供熱系統，如果溫度較高就打開通風簾。當溫度控制達到合理值時進行相關設備的關閉或開啟，從而完成溫度控制工作，能為后期工作的推進奠定堅實的基礎。

3.3 濕度控制

在整個系統運轉時，濕度傳感器會對周圍環境的濕度進行檢測，隨后傳感器將相關的測量數據傳送到PLC中心，進行相關的比較工作，如果測量值比較大或者等于設定值，就關閉噴灌電磁閥，如果小于設定值，就打開噴灌電磁閥，濕度控制工作作為整個系統運轉中的重點，需要引起行業工作人員的注意。

3.4 光照控制

在系統運轉的過程中，光照傳感器也會進行相關的處理工作，將光照強度的測量值參數傳送給PLC，通過PLC將測量值和設定值進行對比，如果等于原先的設定值，就保持室內的光照強度；如果大于設定值，則關閉遮陽簾，如果小于原先的設定值，就及時打開相關的補光設備，最終將光照因素控制在合理范圍內，為后期工作創造便利。

4 小結

從上述敘述中可以看出，PLC技術下的農業溫室控制系統具有很大的發展潛力，對于我國的農業行業來說任重而道遠，為了保障農業行業的長遠健康發展，農業行業的工作者一定要充分發揮自身的主觀能動性，推動技術研發和人才培養，從多個層面出發，為農業行業的發展注入全新的發展活力。農業行業的發展關乎廣大人民的生活水平，讓我們攜起手來一起努力。

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姜智昊（1996- ），男，漢族，內蒙古通遼人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化；何習佳（1968- ），女，陜西藍田人，副教授，研究方向：電氣工程及其自動化。

S625

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2095-1205(2019)09-62-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.09.34