智能温室大棚整体控制设计方案.docx

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目录

一、智能温室大棚简介 2

二、智能温室大棚结构设计 2

一、温室结构设计 2

1. 温室结构布局 2

2. 温室覆盖材料 3

3. 温室的通风 3

二、温室运行机构 3

1. 电力系统 3

2. 降温增湿系统 3

3. 遮阳系统 3

4. 增温系统 3

5. 浇灌系统 4

三、智能温室大棚控制系统 4

一、 控制系统的主要构成 4

1、 传感器 4

2、 控制器 5

3、 执行器件 5

4、 上位机 5

二、具体控制过程 6

一、智能温室大棚简介

智能温室也称作自动化温室，是指由计算机控制温室内的执行器件来改善温室内的环境，营造适合农作物生长的环境。

温室内的主要系统有可移动天窗、遮阳系统、保温系统、升温系统、降温系统、浇灌系统等自动化设施系统。

智能温室的控制一般有信号采集系统、中心计算机和控制系统三大部分组成。

二、智能温室大棚结构设计

一、温室结构设计

首先应进行温室建筑布局、形式、尺寸等方面设计,应考虑结构、机械、覆盖与支撑材料、荷载、通风、保温、给排水以及环境调控设备等多种因素,同时还应该考虑本地的地理气候条件,充分利用自然资源,力图降低制造成本和运行费用。

其结构框架设计的基本特点

1.温室结构布局尽量采用南北栋方式建筑可使太阳直射光平均日总量透过率最高。

2.温室覆盖材料温室材料透光率对温室的光照总量有着重要影响,可采用浮法玻璃其透光率可达90%以上。

亦可采用超长塑料薄膜（阳光穿透率85%）为覆盖材料。

但其耐用性不高。

PC塑料板在造价、使用年限、透光率等方面是一个不错的选择。

3.温室的通风应充分利用自然条件,确定温室开窗的朝向十分重要,如地区全年平均主导风向为东南,则天窗的位置应设在北侧。

同时还可安装自然风收集装置增加温室内循环，冬天还可在自然风收集装置上安装空气增温系统，增加内循环的时候还可以增肌温室内的温度。

二、温室运行机构

1.电力系统可采用工业电网与自发电结合方式充分节省能源与成本。

自发电可采取风力发电，风力发电占地少，转化率高。

成本相比太阳能发电低

2.降温增湿系统可采取湿帘降温增湿系统，或者高压喷雾降温系统。

降温还应配合风机降温。

3.遮阳系统采用移动遮阳慕，进行遮阳。

4.增温系统可采取水电共同增温，或单一增温系统。

水电增温这是在用热水增温与电力增温结合方式，增加增温效率，水力增温则是采用太阳能方式将水升温，再通过管道进入温室内增温。

电力增温则是采用电热器增温。

5.浇灌系统可采用滴灌或雾化浇灌，可充分节省水资源，节省成本，浇灌效率高。

具体浇灌方式还应结合农作物特点，具体选定。

浇灌系统同时还连接营养增施，通过浇灌方式给农作物增加营养。

三、智能温室大棚控制系统

智能温室大棚涉及到的技术参数主要有温度、湿度、CO2浓度、营养液的EC值、光照强度等主要技术参数。

控制系统主要采用过程控制系统。

R控制器执行机构被控对象Y

传感器

变送器

智能温室大棚的各技术参数是同外部环境有着密切关系的。

当外部环境中的某项技术参数符合棚内要求，则无需对棚内该参数进行调整。

所以在选择控制系统的时候，过程控制系统较为合适。

一、控制系统的主要构成

主要由传感器、控制器、执行器件、上位机组成。

1、传感器主要用于各个技术参数的信息采集。

温度传感器，棚内温度传感器以及棚外温度传感器量程：

温度0--60℃室外量程：

-40-60℃精度：

温度±0.3℃采用非接触式温度传感器，温度传感器可采用自带变送器的温度传感器，可以直接将数字信号传入控制器。

湿度传感器，量程：

0-100%RH精度：

湿度±3%RH。

主要用于监测棚内空气湿度和土壤湿度。

Co2浓度传感器，监测棚内co2浓度。

EC传感器主要用于检测营养液的浓度。

光强传感器，监测棚内光照强度。

2、控制器智能温室大棚控制器主要采用PLC其系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。

使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。

另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。

综合PLC这些特点采用它为这能温室大棚控制器更符合温室大棚的各项要求。

3、执行器件主要有风机、湿帘、移动天窗的电机、移动遮阳慕电机、增温系统的各个执行元件、浇灌系统的执行元件。

4、上位机设置组态，同控制器连接实时监控各项数据，收集整理传上来的数据，以及在线修改参数。

上位机可以通过串口与PLC连接。

当然也可以采用无线方式进行通信，只需有相应的通信协议。

而且可以开发APP通过手机惊醒远距离的监控，与修改参数。

二、具体控制过程

启动增温低温度高排风扇+遮阳慕（在光强充足）

启动除湿低湿度高启动增湿

co2泵低co2高排风扇

启动补光低光强高遮阳慕

定时模式

浇灌人工模式

土壤湿度智能模式

营养补给主要采用人工控制模式

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