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(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種采用主從站分級(jí)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(diǎn)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(guò)基于以太網(wǎng)的UDP協(xié)議,完成主站與從站PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換,通過(guò)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(shí)驗(yàn)表明,系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)易、使用效率高以及調(diào)節(jié)精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn),能夠保障溫室各環(huán)境因子時(shí)刻處于適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)的范圍。 

【文章來(lái)源】：科技與創(chuàng)新. 2019,(19)

【文章頁(yè)數(shù)】：2 頁(yè)

【部分圖文】：

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

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?yàn)锳/D、D/A轉(zhuǎn)換之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，S7-1200CPU用數(shù)值表示外部的模擬量信號(hào)，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(dòng)執(zhí)行模塊動(dòng)作[4]，實(shí)時(shí)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、融合[5]，從而根據(jù)需要實(shí)時(shí)控制燈光及遮陽(yáng)裝置、灌溉裝置、通風(fēng)裝置等執(zhí)行元件動(dòng)作，這正是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在。PLC的程序設(shè)計(jì)原理如圖2所示。圖2PLC的程序設(shè)計(jì)原理3.2LabVIEW的程序設(shè)計(jì)利用LabVIEW2017軟件完成用戶端人機(jī)交互界面的程序設(shè)計(jì)。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用模塊化思想，每個(gè)模塊的功能由一個(gè)子VI完成，通過(guò)調(diào)用子VI構(gòu)成整個(gè)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(duì)溫室大棚內(nèi)的溫室溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等實(shí)時(shí)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(duì)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(dòng)與限值進(jìn)行比較分析，對(duì)超限的參數(shù)進(jìn)行示警。③功能選擇部分。通過(guò)對(duì)不同功能按鍵的選擇，實(shí)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(yǔ)本設(shè)計(jì)通過(guò)S7-1200系列PLC與LabVIEW上位機(jī)設(shè)計(jì)軟件，在局域以太網(wǎng)中基于UDP協(xié)議，采用主從站PLC分級(jí)控制模式，構(gòu)建了集數(shù)據(jù)采集、顯示、報(bào)警、調(diào)節(jié)等功能為一體的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了操作流程，擴(kuò)大了監(jiān)控范圍。而手動(dòng)與自動(dòng)高效切換的調(diào)節(jié)方式，滿足了不同時(shí)期農(nóng)作物的生長(zhǎng)對(duì)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、融合[5]，從而根據(jù)需要實(shí)時(shí)控制燈光及遮陽(yáng)裝置、灌溉裝置、通風(fēng)裝置等執(zhí)行元件動(dòng)作，這正是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在。PLC的程序設(shè)計(jì)原理如圖2所示。圖2PLC的程序設(shè)計(jì)原理3.2LabVIEW的程序設(shè)計(jì)利用LabVIEW2017軟件完成用戶端人機(jī)交互界面的程序設(shè)計(jì)。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用模塊化思想，每個(gè)模塊的功能由一個(gè)子VI完成，通過(guò)調(diào)用子VI構(gòu)成整個(gè)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(duì)溫室大棚內(nèi)的溫室溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等實(shí)時(shí)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(duì)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(dòng)與限值進(jìn)行比較分析，對(duì)超限的參數(shù)進(jìn)行示警。③功能選擇部分。通過(guò)對(duì)不同功能按鍵的選擇，實(shí)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(yǔ)本設(shè)計(jì)通過(guò)S7-1200系列PLC與LabVIEW上位機(jī)設(shè)計(jì)軟件，在局域以太網(wǎng)中基于UDP協(xié)議，采用主從站PLC分級(jí)控制模式，構(gòu)建了集數(shù)據(jù)采集、顯示、報(bào)警、調(diào)節(jié)等功能為一體的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了操作流程，擴(kuò)大了監(jiān)控范圍。而手動(dòng)與自動(dòng)高效切換的調(diào)節(jié)方式，滿足了不同時(shí)期農(nóng)作物的生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境因子的不同要求。通過(guò)對(duì)植物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、分析與調(diào)節(jié)，解決了“經(jīng)驗(yàn)種植”的效率低、準(zhǔn)確性差等方面的問(wèn)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(hào)：3380103