為了解決傳統(tǒng)溫室大棚的控制范圍較大、監(jiān)控環(huán)境因子較多、人工管理效率低等問題,設(shè)計了一種采用主從站分級控制模式,利用NI公司的LabVIEW虛擬儀器搭建上位機(jī)監(jiān)控面板,結(jié)合諸多分站點傳感器、執(zhí)行器和西門子S7-1200系列PLC共同構(gòu)建的溫室控制系統(tǒng)。系統(tǒng)通過基于以太網(wǎng)的UDP協(xié)議,完成主站與從站PLC的實時數(shù)據(jù)交換,通過傳感器和執(zhí)行器,采集數(shù)據(jù)并輸出響應(yīng),并使用LabVIEW用戶界面進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。實驗表明,系統(tǒng)具有操作簡易、使用效率高以及調(diào)節(jié)精準(zhǔn)等優(yōu)點,能夠保障溫室各環(huán)境因子時刻處于適宜農(nóng)作物生長的范圍。 

【文章來源】：科技與創(chuàng)新. 2019,(19)

【文章頁數(shù)】：2 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)3系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1PLC的程序設(shè)計

荽?虢換唬??保?掛?圓杉?哪Ｄ飭炕蚴?至渴?萁?行標(biāo)準(zhǔn)化處理（因為A/D、D/A轉(zhuǎn)換之間的對應(yīng)關(guān)系，S7-1200CPU用數(shù)值表示外部的模擬量信號，兩者間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，即模擬量/數(shù)值量的換算關(guān)系）與驅(qū)動執(zhí)行模塊動作[4]，實時收集空氣溫度、土壤濕度和二氧化碳濃度等溫室大棚的環(huán)境信息，并幫助用戶及相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、融合[5]，從而根據(jù)需要實時控制燈光及遮陽裝置、灌溉裝置、通風(fēng)裝置等執(zhí)行元件動作，這正是本系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)勢所在。PLC的程序設(shè)計原理如圖2所示。圖2PLC的程序設(shè)計原理3.2LabVIEW的程序設(shè)計利用LabVIEW2017軟件完成用戶端人機(jī)交互界面的程序設(shè)計。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，采用模塊化思想，每個模塊的功能由一個子VI完成，通過調(diào)用子VI構(gòu)成整個系統(tǒng)[6]。用戶端人機(jī)交互界面由主視界面和輔助界面組成。監(jiān)控系統(tǒng)主界面如圖3所示，在主視界面中包括以下三大部分：①數(shù)據(jù)輸入部分。對溫室大棚內(nèi)的溫室溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等實時環(huán)境參數(shù)的上下限進(jìn)行設(shè)定。②數(shù)據(jù)顯示與警示部分。對下位機(jī)采集傳輸?shù)臏厥掖笈飪?nèi)環(huán)境因子參數(shù)進(jìn)行顯示，并自動與限值進(jìn)行比較分析，對超限的參數(shù)進(jìn)行示警。③功能選擇部分。通過對不同功能按鍵的選擇，實現(xiàn)調(diào)用數(shù)據(jù)圖表及監(jiān)控影像的輔助操作界面或停止、退出系統(tǒng)等功能。4結(jié)語本設(shè)計通過S7-1200系列PLC與LabVIEW上位機(jī)設(shè)計軟件，在局域以太網(wǎng)中基于UDP協(xié)議，采用主從站PLC分級控制模式，構(gòu)建了集數(shù)據(jù)采集、顯示、報警、調(diào)節(jié)等功能為一體的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)，簡化了操作流程，擴(kuò)大了監(jiān)控范圍。而手動與自動高效切換的調(diào)節(jié)方式，滿足了不同時期農(nóng)作物的生長對環(huán)境因子?

率掖笈锏?環(huán)境信息，并幫助用戶及相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、融合[5]，從而根據(jù)需要實時控制燈光及遮陽裝置、灌溉裝置、通風(fēng)裝置等執(zhí)行元件動作，這正是本系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)勢所在。PLC的程序設(shè)計原理如圖2所示。圖2PLC的程序設(shè)計原理3.2LabVIEW的程序設(shè)計利用LabVIEW2017軟件完成用戶端人機(jī)交互界面的程序設(shè)計。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，采用模塊化思想，每個模塊的功能由一個子VI完成，通過調(diào)用子VI構(gòu)成整個系統(tǒng)[6]。用戶端人機(jī)交互界面由主視界面和輔助界面組成。監(jiān)控系統(tǒng)主界面如圖3所示，在主視界面中包括以下三大部分：①數(shù)據(jù)輸入部分。對溫室大棚內(nèi)的溫室溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等實時環(huán)境參數(shù)的上下限進(jìn)行設(shè)定。②數(shù)據(jù)顯示與警示部分。對下位機(jī)采集傳輸?shù)臏厥掖笈飪?nèi)環(huán)境因子參數(shù)進(jìn)行顯示，并自動與限值進(jìn)行比較分析，對超限的參數(shù)進(jìn)行示警。③功能選擇部分。通過對不同功能按鍵的選擇，實現(xiàn)調(diào)用數(shù)據(jù)圖表及監(jiān)控影像的輔助操作界面或停止、退出系統(tǒng)等功能。4結(jié)語本設(shè)計通過S7-1200系列PLC與LabVIEW上位機(jī)設(shè)計軟件，在局域以太網(wǎng)中基于UDP協(xié)議，采用主從站PLC分級控制模式，構(gòu)建了集數(shù)據(jù)采集、顯示、報警、調(diào)節(jié)等功能為一體的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)，簡化了操作流程，擴(kuò)大了監(jiān)控范圍。而手動與自動高效切換的調(diào)節(jié)方式，滿足了不同時期農(nóng)作物的生長對環(huán)境因子的不同要求。通過對植物生長數(shù)據(jù)的實時檢測、分析與調(diào)節(jié)，解決了“經(jīng)驗種植”的效率低、準(zhǔn)確性差等方面的問題，提高了溫室種植的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。圖3監(jiān)控系統(tǒng)主界面參考文獻(xiàn)：［1］邢希君，宋建成，吝伶艷.設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制技術(shù)的現(xiàn)狀與展望［J］.江蘇


本文編號：3380103