溫室自動控制系統(tǒng)的工作原理及實(shí)物模擬解析

溫室自動控制系統(tǒng)是一種專門為農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)業(yè)環(huán)境控制、氣象觀測開發(fā)生產(chǎn)的環(huán)境自動控制系統(tǒng)。主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境自動控制、高科技農(nóng)業(yè)示范項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)科研教育等領(lǐng)域。 一、溫室自動控制系統(tǒng)主要功能
可測量風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、光照、氣壓、雨量、太陽輻射量、太陽紫外線、土壤溫濕度等農(nóng)業(yè)環(huán)境要素，根據(jù)溫室植物生長要求，自動控制開窗、卷膜、風(fēng)機(jī)濕簾、生物補(bǔ)光、灌溉施肥等環(huán)境控制設(shè)備，自動調(diào)控溫室內(nèi)環(huán)境，達(dá)到適宜植物生長的范圍，為植物生長提供最佳環(huán)境。
二、溫室自動控制系統(tǒng)工作原理 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于對溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行自動控制與調(diào)整，是人工控制思維的自動化實(shí)現(xiàn)方式。在整個控制系統(tǒng)中，傳感器好比人的神經(jīng)感覺器官，用以感知溫室內(nèi)參數(shù)的大小，此信號經(jīng)過預(yù)處理放大后，在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便于計(jì)算機(jī)分析處理。中央控制室的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于人的大腦，它收集來自傳感器的信號，進(jìn)行分析、判斷，然后根據(jù)實(shí)測值與設(shè)定值的偏差對系統(tǒng)發(fā)出調(diào)整信息。該調(diào)整信息經(jīng)過轉(zhuǎn)換后變成模擬量，再經(jīng)過放大處理后控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，消除偏差以保證控制精度。
三、溫室內(nèi)的濕度調(diào)節(jié)方法
溫室內(nèi)的濕度調(diào)節(jié)主要有降濕和加濕兩種作業(yè)。當(dāng)溫室內(nèi)的濕度太大時，需要降濕；當(dāng)溫室內(nèi)的濕度太小時，需要加濕。降濕的方法主要有換氣和加溫兩種，加濕的方法主要有灌水（噴灌、滴灌、滲灌等）和濕簾加濕等。
四、智能溫室控制的模擬設(shè)計(jì)

本裝置(模擬量實(shí)物)主要由溫度設(shè)定、風(fēng)機(jī)變速和上位機(jī)軟件控制等幾部分組成。溫度的控制過程是將溫度檢測傳感器采集的內(nèi)、外部環(huán)境溫度與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，PLC模擬量模塊根據(jù)溫差值輸出模擬量來控制加熱器電壓從而控制加熱的快慢，根據(jù)溫差值給出風(fēng)機(jī)相應(yīng)信號來切換風(fēng)機(jī)的高速、低速、停止三種運(yùn)行模式。光照控制是根據(jù)溫差值及內(nèi)外光照信號來控制遮陽網(wǎng)的動作。整個實(shí)訓(xùn)過程既可以通過上位機(jī)軟件進(jìn)行控制和實(shí)時監(jiān)控又可進(jìn)行手動控制。能開展對智能溫室的維護(hù)、設(shè)備操作及控制等技能訓(xùn)練，適合農(nóng)業(yè)自動化等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
技術(shù)參數(shù)：
1.工作電源：單相220+15% /50HZ（具有過流保護(hù)）
2.工作環(huán)境：環(huán)境溫度為-10℃- +40℃ 相對濕度<5% (25℃) 海拔<4000m；
3.整機(jī)容量：＜1KVA
4.裝置重量：≤60kg。
5.外形尺寸約：800mm×300mm×500mm；
五、總結(jié)
我國對于溫室控制技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫室控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了人工氣候室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于溫度、濕度和CO2濃度等單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。之后，我國的溫室控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。