基于PLC技术的冬季大棚自动保温系统设计与研究_王楠.pdf

基于 技术的冬季大棚自动保温系统设计与研究 王 楠 黑龙江职业学院 智能制造技术学院 哈尔滨 摘要 现有研究表明 温度对大棚作物生长有重要影响 合理控制温度可以提高农作物的产量和质量 文章设 计了一种基于 可编程序逻辑控制器 技术的冬季大棚自动保温系统 并介绍了该系统的设计原理 硬件组成 软件设计等方面 该系统可以实时监测大棚内的温度 湿度 光照等环境参数 并采用 控制器对环境参数进 行自动优化调整 能够有效地提高大棚内的环境参数控制精度 实现大棚的自动保温控制 减少人工干预 提高农 业生产效率 关键词 冬季大棚 自动保温系统 环境参数 引言 随着现代农业技术的不断发展 大棚种植已经成为农业生产中的重要手段 特别是北方冬季室外寒冷 气候条件不适合种植农作物 大棚种植成为了非常重要的种植方式和种植设施 农作物生长过程中 如果温 度过高或过低 会对农作物的生长产生不利影响 因此大棚的保温管理对于农作物的生长 产量 品质及病虫 害防治等都具有至关重要的作用 在适宜的温度范围内 农作物的产量会增加 农作物的病虫害发生概率降低 且农作物的营养成分含量 更高 品质更好 如果温度过低或过高 不仅会导致病虫害的发生概率增加 影响农作物的生长和产量 还会 导致农产品营养成分流失 品质变差 通过调节大棚内的温度和湿度来保证农作物在适宜的温度范围内生 长 可以提高农作物的生长速度和产量 同时也可以减少病虫害的发生概率 因此 在大棚种植中 对温度的 控制非常关键 传统的大棚保温管理工作主要依靠人工操作 需要耗费大量的人力 物力 而且保温效果并不理想 因 此 研究一种基于 技术的冬季大棚自动保温系统 对于提高农业生产效率 降低能源消耗 增加农产品 的产量和质量都具有重要的意义 技术是一种可编程逻辑控制器技术 具有可靠性高 抗干扰能力强 可编程性强等优点 被广泛应 用于工业自动化控制领域 在农业生产中 技术也被广泛应用于温室大棚的控制系统中 文章设计一 种基于 技术的冬季大棚自动保温系统 实时监测大棚内的温度 湿度 光照等环境参数 采用 控制 器对环境参数进行自动化调整 以实现大棚的自动保温 系统设计 冬季大棚自动保温控制系统包括温度传感器 湿度传感器 光照传感器 加热设备 通风设备 加湿设备 保温设备和 控制系统 温度传感器 温度传感器用来实时监测大棚内的温度 并将监测到的实际温度值转换成数字信号传送给 根据预设的温度数值和实际温度数值进行比对 当实际温度值低于设定值时 启动加热设备对大棚进行升 温 当实际温度值高于设定值时 启动通风设备对大棚进行降温 湿度传感器 湿度传感器用来实时监测大棚内的湿度 并将监测到的实际湿度值转换成数字信号传送给 根据预设的湿度数值和实际湿度数值进行比对 当实际湿度值低于设定值时 启动加湿设备对大棚进行加 湿 当实际湿度值高于设定值时 启动通风设备对大棚进行除湿 光照传感器 收稿日期 现代化农业 年第 期 总第 期 光照传感器用来实时监测大棚内的光照强度 并将监测到的实际光照强度值转换成数字信号传送给 根据预设的光照强度数值和实际光照强度数值进行比对 当实际光照强度值低于设定值时 启 动保温设备 放下保温毯 对大棚进行保温 当实际光照强度值高于设定值时 关闭保温设备 收起保温毯 增强大棚的光照 增加农作物的光合作用 促进农作物的生长 其他控制系统 冬季大棚自动保温控制系统还包括手动 自动 控制切换电路 报警电路以及指示电路 手动 自动控制切换电路用来对系统的控制方 式进行选择 在正常情况下选用自动控制方式进行 系统控制 在遇到特殊情况时可切换到手动控制模 式对大棚自动保温控制系统进行控制 报警电路主 要采用蜂鸣器对系统的异常情况进行声光报警 指 示电路主要是对系统的运行情况进行显示 方便操 作者了解系统运行状态 基于 技术的冬季大棚自动保温系统设计 与研究旨在实现大棚内环境参数的自动化监测和控 图 冬季大棚自动保温控制系统方案框图 制 提高农作物的生长速度和产量 降低能源消耗 减少人工干预 其自动保温控制系统方案框架见图 系统硬件设计 考虑到系统稳定性 使用广泛性以及性价比 选择西门子 系列 作为冬季大棚自动 保温系统的控制器 每台控制器输入点数为 输出点数为 按照控制器实际应用需求留有设备扩展接 口 本设计选用的扩展模块为 表 所示为 系统 地址分配表 表 系统 地址分配表 输入信号地址 注释 输出信号地址 注释 输出信号地址 注释 手动 自动切换 电源上电 温度低 手动开启加热 系统自动运行 湿度高 手动关闭加热 系统手动运行 湿度低 手动开启加湿 开启加热 光照强 手动关闭加湿 关闭加热 光照弱 手动开启通风 开启加湿 加热设备过载 手动关闭通风 关闭加湿 加湿设备过载 手动开启保温毯 开启通风 通风设备过载 手动关闭保温毯 关闭通风 保温设备过载 温度传感器 开启保温 湿度传感器 关闭保温 光照传感器 温度高 温度传感器 系统选用北京华夏日盛的 型温度传感器 传感器基于热敏电阻效应原理工作 当温度变化时 热敏电阻的阻值也会随之变化 内部集成了温度敏感元件和热敏电阻 通过测量热敏电阻的阻值变 化来推算出温度值 同时 采用了数字化处理技术 将温度值转换为数字信号输出 方便与 控 制器或计算机接口连接 实现数字化测量和自动化控制 具有高精度 高分辨率 快速响应 抗干扰能力强等 优点 在应用方面 型温度传感器适用于各种温室大棚的温度监测和调控 具有良好的密封性和防 现代化农业 年第 期 总第 期 水性 可以长期浸泡在水及其它液体中测量温度 能够满足不同温室大棚的温度监测需求 湿度传感器 系统选用广州奥松公司的 型湿度传感器 传感器采用专用的数字模块采集技术和湿度传感技 术 通过检测空气中的湿度含量 将湿度信号转化为数字信号输出 方便与 控制器或计算机接口连接 实现数字化测量和自动化控制 湿度传感器内部包含一个电容式感湿元件和一个 测温元件 具有测量精度高 响应时间快 抗干扰能力强 稳定性好 性价比高 方便系统集成等优点 该传感器广泛应 用于农业 工业 环境监测等需要湿度精确测量的场合 也能够满足大棚自动保温系统的设计需求 光照传感器 系统选用 公司的 型光照传感器 传感器每个设备都连接一个带宽的光敏二极管和一 个在单独 集成电路上的红外响应光敏二极管 当光线照射到光敏二极管上时 光敏二极管会产生光 电流 这个电流的大小与光的强度成正比 光照传感器将电流转换成数字信号输出 方便与 控制器或 计算机接口连接 实现数字化测量和自动化控制 型光照传感器具有精度高 动态范围广 可编程 配置 稳定性强 方便集成等优点 适用于各种需要精确测量光照强度的应用场景 按钮 指示灯 蜂鸣器 按钮 指示灯 蜂鸣器系列产品选用施耐德品 牌 该品牌具有安装方便 显示效果好 稳定性强以 及防护等级高等优点 该设计中 按钮选用的型号 为 和 指示灯选用的型号为 和 蜂鸣器选用型号为 系统软件设计 冬季大棚自动保温控制系统不仅要求硬件系统 能够稳定运行 还对软件系统设计有着严格的要求 硬件系统只有在软件系统程序的控制下才能充分发 挥其自身的功能 使大棚保温控制系统安全 稳定地 运行 因此 硬件系统与软件系统应相互配合 软件系统在上电自检完成后 可进行手动 自动 工作模式的选择 在遇到特殊情况时 可选择手动 控制模式 通过操作台上的加热启动按钮 加湿启动 按钮 通风启动按钮 保温启动按钮以及停机按钮 图 冬季大棚自动保温控制系统软件控制方案流程图 人为控制保温系统的加热 加湿 通风及保温 在自动控制模式下 系统通过采集温度传感器 湿度传感器以 及光照传感器的数值 自动完成对保温系统的各种控制 具体的软件控制流程图如图 所示 结论 冬季大棚自动保温系统是针对冬季蔬菜种植中保温和保湿的难题而设计的 通过采用自动化控制技 术 该系统可以在不同的天气条件下 根据蔬菜的生长需求 对大棚内的温度和湿度进行精准控制 冬季大 棚自动保温系统中 温度传感器 湿度传感器和光照传感器是核心元件 它们能够实时监测大棚内的温度 湿 度和光照强度 并将数据传输给 等控制器进行处理 通过与预设值的比较 系统可以自动调节加热设 备 加湿设备 通风设备和保温设备的工作状态 以保持大棚内的温度和湿度在适宜的范围内 综上所述 冬季大棚自动保温系统是一种先进的农业技术 可以为冬季蔬菜种植提供更好的生长环境 提高农作物的生长速度 产量和品质 增加农民的收益 自动控制系统可以大大减轻农民的劳作负担 节约 人力成本 同时 还可以有效地减少能源浪费 降低环境污染 为绿色农业的可持续发展提供有力的支持 做 出积极的贡献 现代化农业 年第 期 总第 期 新型农村集体经济突破性发展的路径思考 以山东省莱西市为例 于永刚 山东省莱西市马连庄镇人民政府 山东 莱西 摘要 新型农村集体经济的发展是生产力和生产关系进步的必然结果 也是实现农业现代化 推动乡村振兴的 必然要求 具有重要的实践意义 山东省莱西市立足当地农业农村实际 探索出 乡村公共资源 强村共富公司 的新模式 促进了基层组织和乡村经济的融合发展 实现了乡村善治和集体经济发展的双重目标 然而 在实际工 作中仍存在一些制约因素 需要采取相应措施加强人才队伍建设 激活发展要素 强化规范管理等 推动新型农村 集体经济的持续发展 关键词 农业农村 新型集体经济 发展思路 引言 新型农村集体经济是发展现代化农业 实现乡村振兴的必经之路 也是推动城乡融合发展 实现共同富 裕的必然要求 十四五 规划首次提出发展壮大新型集体经济 二十届三中全会对新型农村集体经济进行 了明确定位 在当前机械化程度越来越高 农村从业人口减少 资源闲置问题存在的大环境下 如何加快城 乡融合 三产融合 推动新型农村集体经济突破性发展 成为建设现代农业强国的重要课题 发展新型农村集体经济的重要意义 收稿日期 作者简介 于永刚 男 山东莱西人 本科 中级经济师 研究方向为农业农村经济 欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁 参考文献 刘杰 曹君途 吕秀芬 大棚保温帘自动卷放装置的设计研究 河北建筑工程学院学报 赵雪梅 智能温室大棚控制系统的设计 现代化农业 吴彬 刘煜 马鑫磊 智能温室大棚自动控制系统的设计 现代农机 张建猛 徐文杰 基于 的智能温室大棚控制系统设计 电子制作 伏丽娟 技术在农业智能监控系统中的应用研究 河北农机 张莹 基于 水果大棚控制系统设计 电子制作 陈书欣 马洪涛 刘玺 等 智能温室大棚系统设计 河北工业科技 韩金玉 卢博友 郭爱荣 我国农业自动化现状与发展趋势 农机化研究 孙启昌 胡国强 基于 处理器的温室大棚智能监控系统设计 工业仪表与自动化装置 郑志伟 郭迎九 陈元庆 等 智能温室大棚数据采集系统的设计 物联网技术 朱明 曹越 基于 技术的设施农业温室大棚智能控制系统的设计与实现 南方农业 唐立伟 刘理云 基于 的智能温室综合控制系统的研发 自动化技术与应用 呼天星 智能控制系统在棚栽温室上的应用 浙江农业科学 宋鑫 基于 的温室温湿度控制系统 科学技术创新 邓顺华 龙翰威 郑吉澍 等 基于 和 技术的智能温室控制系统设计与实现 南方农业 王欢 智能温室大棚全方位调温系统设计与应用 智慧农业导刊 尤军 蔬菜温室大棚冬季保温防寒关键技术分析 现代农业 邓金钰 人工智能引领现代农业未来发展 现代化农业 曹新伟 王瑞 辜筱淩 等 基于 大棚环境监测与控制系统设计 新疆农机化 余思辰 利用 对大棚温度检测与控制的系统设计 中国机械 王海旭 基于 的农业大棚温室控制设计 南方农机 现代化农业 年第 期 总第 期