密集烤房控制器在煙葉育苗大棚溫度控制中的應(yīng)用

趙湘江+薛博+信偉+楊少杰+聶威+趙清海+趙洪軍

摘要 利用閑置密集烤房控制器，對(duì)其程序進(jìn)行升級(jí)，配套外部設(shè)備，以期實(shí)現(xiàn)育苗大棚溫濕度的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，提高資產(chǎn)利用率，減工降本，提高育苗質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 密集烤房控制器；溫度控制；煙葉；育苗大棚；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào) S572；S625.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）06-0069-02

Application of Bulk Curing Barn Controller in Tobacco Seedling Shed Temperature Control

ZHAO Xiang-jiang 1 XUE Bo 1 * XIN Wei 2 YANG Shao-jie 1 NIE Wei 1 ZHAO Qing-hai 2 ZHAO Hong-jun 2

（1 Shandong Weifang Tobacco Co.，LTD，Weifang Shandong 261205； 2 Zhucheng Branch，Shandong Weifang Tobacco Co.，LTD）

Abstract The idle bulk curing barn controller was used，by updating the program and matching external equipments，so as to achieve shed temperature and humidity automatic control and regulation，improve asset utilization，reduce the work，improve seedling quality.

Key words bulk curing barn controller；temperature control；tobacco；seedling shed；application

煙葉育苗工作是整個(gè)煙葉生產(chǎn)的基礎(chǔ)，育苗的優(yōu)劣直接影響煙葉種植的后期環(huán)節(jié)。由于煙葉育苗環(huán)節(jié)，煙苗處于生長(zhǎng)發(fā)育初期，對(duì)溫濕度的要求非常突出，如果管理不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)煙苗根系腐爛、病蟲(chóng)害嚴(yán)重、死苗等情況。目前，煙葉育苗的日常管理還是以人工觀察、手動(dòng)控制為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低而且管理不到位，難以達(dá)到科學(xué)合理的煙苗培育要求。因此，對(duì)育苗大棚溫濕度自動(dòng)控制的研究顯的很有必要。

密集烤房控制器是按照國(guó)煙辦綜〔2009〕418號(hào)文件生產(chǎn)制造的，屬于煙葉烘烤專(zhuān)用配套設(shè)備，在7—9月可以用于煙葉烘烤，穩(wěn)定可靠。但是在烤煙結(jié)束以后基本處于閑置狀態(tài)。為了節(jié)約資源，通過(guò)對(duì)密集烤房控制器程序加以升級(jí)，并配備一些外部輔助設(shè)備，就可以應(yīng)用于煙葉育苗大棚的溫度控制中。目前，雖然有廠家生產(chǎn)制造智能煙葉育苗大棚，但成本較高，并且需要按照特定要求重新改造大棚，把密集烤房控制器應(yīng)用于煙葉育苗大棚的溫度控制中，在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有先例。為實(shí)現(xiàn)煙葉育苗溫濕度的精準(zhǔn)自動(dòng)控制，在育苗棚內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)放置溫濕度傳感器，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)測(cè)量。同時(shí)，為了充分利用現(xiàn)有密集烤房控制器的設(shè)備接口，可配備相應(yīng)接口的溫濕度傳感器、電動(dòng)卷膜器等外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)育苗大棚的溫濕度自動(dòng)控制。在傳感器的上方制作透明的塑料裝置，既能避免育苗期間灑水濺到傳感器上，又可以接受陽(yáng)光的照射，使傳感器測(cè)出的溫度更接近棚內(nèi)的溫度，避免在控制育苗大棚內(nèi)的溫度時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)。

1 控制器系統(tǒng)的組成及相關(guān)硬件

煙葉育苗棚智能控溫系統(tǒng)主要由三大部分組成：密集烤房控制器、測(cè)溫系統(tǒng)、控制配電柜。

1.1 密集烤房控制器

密集烤房控制器是按照國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局（公司）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造的，經(jīng)過(guò)對(duì)程序軟件的升級(jí)改造，使密集烤房控制器具有烤煙功能模塊和煙葉育苗功能模塊2個(gè)部分。密集烤房控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析、處理和發(fā)出控制命令。

1.2 測(cè)溫系統(tǒng)

育苗大棚一般長(zhǎng)50 m、寬12 m，面積比較大。測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)棚內(nèi)的5個(gè)點(diǎn)使用DS18B20進(jìn)行溫度測(cè)量取平均值，以更精準(zhǔn)地測(cè)量溫度。在育苗的過(guò)程中，早晨需要對(duì)棚內(nèi)的霧氣進(jìn)行釋放，所以增加了1個(gè)AM2302B進(jìn)行濕度測(cè)試，根據(jù)所測(cè)濕度大小，在特定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)釋放煙葉育苗大棚內(nèi)的霧氣[1-2]。

1.3 控制配電柜

控制配電柜是由CJX20901交流接觸器、NES-150-24開(kāi)關(guān)電源以及電動(dòng)卷膜器組成。配電柜配有手動(dòng)/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)密集烤房控制器被用于烘烤時(shí)，育苗大棚的溫度就可以進(jìn)行手動(dòng)控制。

2 控制軟件

控制軟件主要嵌入在單片機(jī)內(nèi)，密集烤房控制器所選用的單片機(jī)是STC89C516RD+，是可靠穩(wěn)定的品牌；所使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境為Keil uvision4，使用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為C[3-4]，如圖1所示。

系統(tǒng)的參數(shù)需要人工設(shè)置，可以根據(jù)不同的時(shí)間段設(shè)置不同的參數(shù)，操作界面顯示直觀。數(shù)據(jù)區(qū)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)溫濕度數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析比較各個(gè)時(shí)間的數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制電動(dòng)卷膜器的升降?？刂栖浖哂幸韵绿攸c(diǎn)：①實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示傳感器的平均溫度和濕度，便于觀察育苗大棚內(nèi)的溫度和及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障；②可以通過(guò)按鍵操作查看各個(gè)點(diǎn)的溫度，及時(shí)了解掌握煙葉育苗棚內(nèi)的溫度狀況；③軟件分為烤煙模塊和育苗功能模塊，通過(guò)按鍵操作進(jìn)入不同的模塊，簡(jiǎn)單方便；④硬件具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，通過(guò)軟件編程分階段地對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行控制；⑤采集分析育苗大棚內(nèi)的濕度數(shù)據(jù)，按照程序設(shè)定的目標(biāo)濕度及時(shí)地排出育苗大棚內(nèi)的霧氣。

3 應(yīng)用效果

經(jīng)過(guò)一個(gè)煙葉育苗季節(jié)的試驗(yàn)使用，密集烤房控制器的育苗功能模塊程序運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便，控制更加準(zhǔn)確和及時(shí)，得到了用戶的高度好評(píng)。采用多點(diǎn)測(cè)量溫度方式，使大棚內(nèi)的溫度控制更加合理。同時(shí)，由于外圍的卷膜器等設(shè)備完全由密集烤房控制器根據(jù)人工設(shè)置的目標(biāo)參數(shù)和采集的溫濕度參數(shù)按照一定的控制規(guī)則自動(dòng)控制，使操作更加及時(shí)和準(zhǔn)確，避免人工操作麻煩。

4 效益分析

4.1 提高了資產(chǎn)利用率

在烘烤空閑期，使密集烤房控制器得到充分的利用，避免了資產(chǎn)浪費(fèi)，提高了資產(chǎn)的使用率。

4.2 節(jié)約了人力、物力、財(cái)力等資源

育苗期按60 d計(jì)，若人工操作則需0.5個(gè)工/d，用工1人，工資80元/個(gè)工，則需費(fèi)用2 400元；使用密集烤房控制器自動(dòng)控制大棚的外圍設(shè)備以自動(dòng)調(diào)節(jié)棚內(nèi)的溫濕度，則每天需用電0.96 kW·h/棚，電費(fèi)單價(jià)為0.57元/（kW·h），總計(jì)成本僅32.8元。大大減少了人員的占用，降低了人力開(kāi)支。

4.3 提高了育苗質(zhì)量

采用多點(diǎn)溫度測(cè)量的方式，使得棚內(nèi)的溫度控制更加合理。同時(shí)，設(shè)備自動(dòng)控制，使溫濕度的調(diào)節(jié)更加及時(shí)和準(zhǔn)確，大大降低了人工誤操作和疏忽帶來(lái)的損失。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，密集烤房控制器在煙葉育苗大棚溫度控制中的研究和應(yīng)用在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)報(bào)道，通過(guò)密集烤房控制器在育苗大棚溫度控制中的試驗(yàn)應(yīng)用效果來(lái)看，該項(xiàng)研究和應(yīng)用取得了預(yù)期的效果。密集烤房控制器的育苗功能模塊程序運(yùn)行穩(wěn)定、控制準(zhǔn)確，對(duì)大棚內(nèi)的溫度測(cè)量合理、調(diào)節(jié)及時(shí)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

6 參考文獻(xiàn)

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