基于plc控制的苗圃温室大棚系统设计正文 _大学论文(3)

基于PLC苗圃大棚自动控制系统设计

上位机（计算机）下位机（PLC）输入接口A/D模块模拟变送电路输出接口继电器模块执行机构侧窗天窗水湿泵布限位开关侧天水湿窗窗泵布手动开关侧天水湿窗窗泵布模拟传感器温湿度度CO2浓度光照温室大棚智能控制结构图图3-1温室大棚智能控制结构图

3.2温湿度采集电路的设计

一、产品型号

HG14温湿度变送器利用半导体敏感元件来测量空气中的温度、湿度，适用于室内环境测量，当敏感元件被监测到环境温度、湿度，输出智能数字信号。

该变送器装在最能代表被测环境状态的地方，避免安装在空气流动不畅的死角处。

二、产品特点：

薄型设计，轻巧美观。

独特风道设计，防止电路温升影响传感器真实测试。 专利结构技术，易于安装，易于维护。 精度高，一致性好。 防护性能极好

三、主要技术参数：如表3-1

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表3-1HG14温湿度传感器主要技术参数 型号 额定电压 测量范围 测量精度 电压输出 接线端子 HG14 DC24V ( DC15V~DC24V ) 温度：0℃~50℃ 湿度：0～100%rh 温度：±0.5℃ 湿度：±3%rh Humidity:0-10v=0…100%rh Temperature:0-10v=-0…50℃ (1)系统电源＋线 (2)系统电源-线/信号地 (3)温度输出 (4)湿度输出 工作面积 安装方式 质 材

四、外形如图3-2 10-20m2/只 室内墙面安装，天花板吸顶安装 主体：约200g，底座：约50g， ABS树脂 图3-2HG14温湿度传感器外形

五、连接图：

1、安装时，线槽端头与传感器底座连接处，应用PVC终端头过渡。为了保证线槽与传感器安装在同一轴心线上，建议先安装底座，然后在钉线槽。

2、传感器至空调送风口的水平距离应大于1.5m，至顶棚送风口的距离应大于0.5m。 3.3光照度传感器

光控用于控制遮阳幕的启闭，使作物得到合理的光照度并实现以下目的：免

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除作物超过光饱合点，提高光合作用；实现对长日照作物、中同照作物和短日照作物的光照控制。光照度传感器采用北京易盛泰和科技有限公司产品型号Poi88-c光照度传感器。说明：采用先进的电路模块技术开发变送器，用于实现对环境光照度的测量，输出标准的电压及电流信号，体积小，安装方便，线性度好，传输距离长，抗干扰能力强。可广泛用于环境、养殖、建筑、楼字等的光照度测量。量程可调。接线原理图：

Vdd光源+5VPo188Vout1千欧光照检测电路

图3-3光照检测电路

①量程：O-200K1UX、O-20K10X、0—2000可选 ②供电电压：24VDC／12VDC

③输出信号4-20mA，0V—1OV可选 ④精度：±2％

⑤负载能力：≥500Ω，≤3KΩ／s

3.4C02传感器

二氧化碳控制实时监测C02的含量，当C02的含量低于一定值时打开C02储气罐或C02发生器以增施气肥。C02传感器选用弗加罗公司生产TGS4160二氧化碳传感器，该传感器是的固态电化学型气体敏感元件，外形图见图3-12。这种二氧化碳传感器除具有体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特点外，同时还具有耐高湿低温的特性可广泛用于自动通风换气系统或是C02气体的长期监测等应用场合。TGS4160传感器的主要技术参数如下： ①测量范围：0～5000ppm； ②使用寿命：2000天；

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③内部热敏电阻(补偿用)：100k Q±5％： ④使用温度：一10～+50℃ ⑤使用湿度5～95％RH；

图3-4TGS4160传感器管脚外形图

它输出的电压信号与CO2浓度值呈线性关系，输出的电压信号为0-3V，相当于0-3000PPM的CO2浓度。另外，该模块还提供有中继转接控制信号。当CO2浓度高于设定值时，输出的转接控制信号为高电平5V亮；反之它将转接控制信号为低电平0V。

3.5执行机构系统设计

从2-1系统设计框图中可以看到，执行系统包括湿帘降温系统，顶板，侧窗，风机，遮阳网打开和关闭系统，排湿风机系统等。 3.5.1湿帘降温系统的设计

湿帘降温水循环系统的系统组成：湿帘、湿帘水泵、风扇和附件。通过利用水的蒸发原理实现降温的目的。湿帘安装在温室的北端，风扇安装在南端。当需要降温时，启动风扇将室内的空气强制抛出，形成负压，同时湿帘水泵将水打到湿帘墙上，室外的空气因负压被吸入室内的过程中，以·定的速度从湿帘的缝隙穿过，导致水分蒸发和降温，冷空气流经温室，吸收室内热量后，经风扇排出，从而达到降温的目的。

3.5.2天窗、侧窗、风扇、遮阳网的开闭系统设计

本系统的各个执行设备是由PLC输出和执行控制，多数是电机控制设备。我们讲解一下一号天窗的开闭，如下图所示是一号天窗的电机控制实现原理。其他的控制主电路原理图见附录。

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图3-5 1号天窗电机主线路 图3-6 1号天窗电机控制线路

主回路：OF为电机的总开关，当QFl断开时，主回路和控制回路均断电。KM1和KM2控制电机的正传和翻转动作，FRI为保护电机的熔断器。KMI和KM2为互锁开关，SQl为天窗1开到最大的限位开关，当SQ1开到极限位置是自动关闭。SQ2为天窗关的限位开关，当SQ2开到极限位置是自动关闭。PLC控制中间继电器KM1和KM2而控制K1和K2，开关控制面板，天窗电机的PLC控制，互锁，限位，热保护和指示功能。

3.6 PLC的配置

PLC（可编程序控制器）由CPU模块、I/O模块和编程器构成PLC。PLC的特殊功能由特殊模块完成。输入模块完成对信号的接收和输入，输出模块实现对继电器等执行装置的控制。 PLC特点如下：编程方法简单易学、功能强、性能价格比高、硬件配套齐全，用户使用方便，适用性强，可靠性高，抗干扰能力强，系统的设计、安装、调试工作量少，维修工作量小，维修方便，体积小，能耗低。

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