基于PLC控制的溫室大棚系統(tǒng)設(shè)計研究

施達(dá)雅

（福建工程學(xué)院國脈信息學(xué)院，福建福州，350000）

基于PLC控制的溫室大棚系統(tǒng)設(shè)計研究

施達(dá)雅

（福建工程學(xué)院國脈信息學(xué)院，福建福州，350000）

PLC技術(shù)是一種新型智能控制技術(shù)，它主要采用網(wǎng)絡(luò)程序編程實現(xiàn)管理系統(tǒng)控制，將PLC控制技術(shù)應(yīng)用到溫室大棚系統(tǒng)設(shè)計中，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫室大棚中溫度、濕度、陽光、以及室內(nèi)二氧化碳等多項指數(shù)智能化檢測，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植技術(shù)合理應(yīng)用的表現(xiàn)，有效的保障了農(nóng)作物的健康生長。

PLC控制技術(shù)；溫室大棚；設(shè)計研究

1　PLC控制技術(shù)概述

1.1PLC技術(shù)工作原理

PLC技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)內(nèi)部存儲系統(tǒng)運算。通過邏輯運算、順序控制、定時控制、計算機命令執(zhí)行完成程序周期程序。PLC技術(shù)的執(zhí)行設(shè)定主要包括輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出運行結(jié)果三部分。PLC技術(shù)應(yīng)用于溫室大棚系統(tǒng)中能夠現(xiàn)實現(xiàn)代冬農(nóng)業(yè)管理技術(shù)智能化發(fā)展，能夠在地區(qū)農(nóng)業(yè)種植優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，拓展農(nóng)業(yè)種植的發(fā)展優(yōu)勢，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理水平可控性發(fā)展。

1.2PLC技術(shù)特征

PLC技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化發(fā)展的重要因素。結(jié)合PLC技術(shù)工作周期性循環(huán)的工作原理可以總結(jié)出PLC技術(shù)特征。首先，PLC技術(shù)編程簡單，程序條件簡潔、實用性強。溫室大棚控制中應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)發(fā)展的自然地理條件與科技手段融合為一體，這種技術(shù)手段的設(shè)計應(yīng)用水平操作簡單，快速的被種植農(nóng)戶接受，操作簡便，大大提高了農(nóng)業(yè)種植的工作效率，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展；其次，PLC技術(shù)的設(shè)備需求難度性較低，但程序操作可靠性高，系統(tǒng)應(yīng)用抗干擾能力強。其他智能控制管理程序的設(shè)備投資比重較大，但溫室大棚種植的農(nóng)戶成本投資規(guī)模較小，增加了農(nóng)戶農(nóng)業(yè)種植的投資成本，PLC技術(shù)在溫室大棚中的應(yīng)用主要依托計算機網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行程序控制，符合農(nóng)戶小本經(jīng)營投資的生產(chǎn)理念，同時也促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展技術(shù)智能化應(yīng)用；最后，PLC技術(shù)在溫室大棚中應(yīng)用是在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)控制作用下實現(xiàn)信息技術(shù)分層次管理，PLC技術(shù)應(yīng)用使溫室大棚中各個管理因素之間能夠形成良好子系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部智能化檢測管理提高系統(tǒng)中故障智能檢修能力，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植水平的進(jìn)一步提升。

2　PLC技術(shù)在溫室大棚中應(yīng)用的理論依據(jù)

PLC技術(shù)在溫室大棚中的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)發(fā)展與科技發(fā)展融合的重要體現(xiàn)。PLC技術(shù)在溫室大棚系統(tǒng)中應(yīng)用能夠?qū)厥掖笈镏酗L(fēng)速；室內(nèi)空氣濕度、氣壓；以及土壤濕度等眾多因素進(jìn)行綜合控制。結(jié)合PLC技術(shù)的工作原理和技術(shù)特征對PLC技術(shù)應(yīng)用于溫室大棚中的理論依據(jù)進(jìn)行探究，主要包括：智能化應(yīng)用、模塊控制、大數(shù)據(jù)精確化處理三部分。

2.1智能化應(yīng)用

大棚溫室效應(yīng)分析包括溫室內(nèi)部所有可變元素的綜合控制，PLC技術(shù)依托網(wǎng)絡(luò)無線信號傳輸感應(yīng)措施對溫室大棚中環(huán)境狀況進(jìn)行分析。PLC技術(shù)應(yīng)用于溫室大棚中主要包括室內(nèi)溫度感應(yīng)智能化處理、信息智能化收集整理以及PLC技術(shù)實施控制技術(shù)三部分，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)無線傳感技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)智能化檢測，實現(xiàn)了溫室大棚中環(huán)境監(jiān)測的智能化處理，當(dāng)溫室大棚PLC檢測中出現(xiàn)差異時，PLC程序內(nèi)部及時進(jìn)行智能報警，保障大棚環(huán)境適應(yīng)程度，提高現(xiàn)代科技在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用水平。

2.2模塊控制

PLC技術(shù)在溫室大棚中應(yīng)用管理不僅僅依靠單一的管理形式進(jìn)行系統(tǒng)控制管理，而是將PLC控制下的各部分劃分成多個模塊，包括：溫度感應(yīng)系統(tǒng)、土壤濕度感應(yīng)系統(tǒng)、陽光照射感應(yīng)系統(tǒng)，風(fēng)力系統(tǒng)，二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)等眾多子系統(tǒng)，應(yīng)用信號傳輸傳感器將不同子系統(tǒng)中的信號資源傳輸?shù)絇LC技術(shù)主程序中，最終通過網(wǎng)絡(luò)信號反饋給農(nóng)戶，保障農(nóng)戶溫室種植環(huán)境控制的準(zhǔn)確性。

2.3大數(shù)據(jù)精確化處理

PLC技術(shù)在溫室大棚中應(yīng)用的重要理論依據(jù)是PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)溫室大棚大數(shù)據(jù)控制的精確化處理。PLC技術(shù)進(jìn)行傳輸時的傳輸電流應(yīng)用為低功耗電流應(yīng)用，應(yīng)用PLC技術(shù)中主程序和子程序之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)程序執(zhí)行情況和即將執(zhí)行程序間數(shù)據(jù)精確化處理。這種精確化發(fā)數(shù)據(jù)處理能夠提高數(shù)據(jù)應(yīng)用的準(zhǔn)確程度，降低PLC技術(shù)在執(zhí)行中帶來的數(shù)據(jù)誤差對溫室大棚環(huán)境造成的負(fù)面影響，從而促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展水平提高。

3　基于PLC控制的溫室大棚系統(tǒng)設(shè)計

基于PLC智能控制技術(shù)在溫室大棚系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用的分析主要包括PLC技術(shù)系統(tǒng)外部設(shè)及分析和PLC內(nèi)部程序分析兩部分。

3.1外部系統(tǒng)設(shè)計

（1）電源設(shè)計

溫室大棚環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用PLC技術(shù)的主要動力來源是電源。因此，溫室大棚外部電源供給的充足是保障PLC技術(shù)充分發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。一般情況下，PLC技術(shù)在溫室中應(yīng)用的電源供給為外部低壓直接電源或者是蓄電池，電壓通常情況設(shè)定為220V日常電壓；為了保障溫室大棚環(huán)境控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用不受到外部電力供應(yīng)環(huán)境的影響，通常在溫室大棚中設(shè)計簡單的小型并聯(lián)無間斷供電裝置，無間斷供電裝置在溫室大棚中的應(yīng)用在外部正常供電的環(huán)境下處于休眠狀態(tài)，外部電源斷電，無間斷供電裝置在PLC技術(shù)智能警報作用下自動啟動，保障溫室大棚中電力資源正常供應(yīng)。

（2）信息采集設(shè)計

PLC技術(shù)應(yīng)用于溫室大棚環(huán)境監(jiān)測的外部信息采集主要依靠信息傳感器進(jìn)行信息采集。PLC技術(shù)主程序下的每一個子程序都設(shè)定多個信息傳感器，PLC技術(shù)經(jīng)子程序中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時傳輸。例如：PLC技術(shù)中空氣控制模塊中的傳感器分別對空氣濕度，空氣中二氧化碳含量，氧氣含量，氮氣含量等多種因素數(shù)據(jù)收集信息傳達(dá)到PLC技術(shù)主程序中，經(jīng)過PLC技術(shù)內(nèi)部系統(tǒng)操作分析步驟，進(jìn)行PLC程序執(zhí)行操作，完成PLC技術(shù)在溫室大棚系統(tǒng)控制中的應(yīng)用周期循環(huán)。

（3）PLC程序執(zhí)行設(shè)計

依據(jù)溫室大棚的特征，PLC技術(shù)的執(zhí)行設(shè)計包括散熱系統(tǒng)控制、陽光遮擋控制、室內(nèi)溫度溫度控制和土壤濕度控制四部分。將PLC技術(shù)操作執(zhí)行軟件分別安裝在四部分的主要控制部分，與PLC技術(shù)內(nèi)部程序系統(tǒng)形成完整的運行操作系統(tǒng)。例如：當(dāng)PLC技術(shù)檢測數(shù)據(jù)反饋溫室大棚中土壤濕度較低。那么，農(nóng)戶可以應(yīng)用PLC技術(shù)外部操作啟動土壤濕度控制系統(tǒng)，對大棚中土壤濕度進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展智能化管理。

3.2內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計

（1）PLC內(nèi)部程序設(shè)計

PLC技術(shù)內(nèi)部程序設(shè)計應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)智能分類管理將大棚溫室控制環(huán)境氛圍，空氣環(huán)境、土壤環(huán)境、陽關(guān)環(huán)境、濕度控制幾方面，按照溫室大棚中種植農(nóng)作物的特征再進(jìn)行程序細(xì)致劃分，實現(xiàn)溫室大棚控制程序應(yīng)用水平精細(xì)化管理，最大程度保障了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的合理應(yīng)用。

（2）溫室大棚整體檢測控制設(shè)計

PLC技術(shù)在溫大棚系統(tǒng)控制中的應(yīng)用也應(yīng)當(dāng)從溫室大棚設(shè)計的整體情況出發(fā)，溫室大棚系統(tǒng)設(shè)定的應(yīng)用中不僅應(yīng)用PLC技術(shù)，同樣也應(yīng)用智能控制頁面，對PLC技術(shù)的溫室大棚系統(tǒng)控制中的應(yīng)用情況進(jìn)行智能化檢測，為保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)合理發(fā)展提供了技術(shù)保障。

4　結(jié)論

PLC技術(shù)是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代表。在溫室大棚系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，是農(nóng)業(yè)發(fā)展與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的重要體現(xiàn)，能夠提高農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)效率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的進(jìn)一步發(fā)展。

［1］李夢茜.吐魯番地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)移動物聯(lián)信息系統(tǒng)框架設(shè)計［D］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2012.

［2］黃全豐.溫室機械通風(fēng)CFD模擬與優(yōu)化控制研究［D］.江西理工大學(xué)，2013.

［3］李晨.盆花陣列平臺的驅(qū)動與控制的研究［D］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

施達(dá)雅（1984.04-），性別：女，籍貫：福建省福州人，研究生，畢業(yè)于福建師范大學(xué)，現(xiàn)有職稱：講師，研究方向：信號處理。

Design of greenhouse system based on PLC control

Shi Daya
（Fujian University of Technology Guomai information College，F(xiàn)uzhou Fujian，350000）

The PLC technology is a new type of intelligent control technology，it mainly uses the network programming realization of management control system，PLC control technology applied to the greenhouse system design，to achieve on the greenhouse temperature，humidity，sunshine，and indoor carbon dioxide and other multiple exponential intelligent detection is modern agricultural planting technology in the reasonable application of performance， effectively guarantee the healthy growth of crops.

PLC control technology；greenhouse；design and research