摘要：以西門子1200系列PLC作為控制器，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以西門子1200PLC作為控制器，控制對(duì)象主要為

　　超聲波頻率使?fàn)I養(yǎng)液形成噴霧，周期性噴到蘭科植物超聲波發(fā)生器、LED補(bǔ)光燈及空調(diào)壓縮機(jī)，系統(tǒng)能自

　　上，設(shè)計(jì)出基于PLC的超聲波氣霧栽培裝置。該裝置采動(dòng)調(diào)節(jié)超聲波頻率使?fàn)I養(yǎng)液形成噴霧，吸附在蘭科植

　　集室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，根據(jù)每日霧化時(shí)間段與植物栽培指物根系以提供所需的水分和養(yǎng)分，同時(shí)還能自動(dòng)調(diào)節(jié)

　　標(biāo)自動(dòng)控制超聲波頻率、室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，此外，裝置光照強(qiáng)度和室內(nèi)溫度，更好地實(shí)現(xiàn)氣霧栽培的自動(dòng)化

　　配有人機(jī)界面，用以顯示當(dāng)前霧化頻率、栽培環(huán)境參和精確化管理，提高栽培效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　數(shù)及設(shè)備狀態(tài)等信息，也能夠設(shè)定超聲波氣霧栽培指1?控制系統(tǒng)組成及工作原理

　　標(biāo)，切換手動(dòng)/自動(dòng)操作模式等功能。該設(shè)計(jì)不僅可有超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)的控制要求主要包括：

　　效解決普通水培中供氧、供肥的矛盾，還能夠提高水1）系統(tǒng)可切換手動(dòng)/自動(dòng)控制方式；

　　和養(yǎng)分的利用效率，減少病蟲害發(fā)生，提高栽培的成2）在自動(dòng)控制方式下，系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)定的每日霧

　　活率，南宮28登錄入口具有一定的應(yīng)用價(jià)值?；瘯r(shí)間段與植物生長周期自動(dòng)調(diào)整超聲波霧化頻率，

　　關(guān)鍵詞：PLC；氣霧栽培；控制系統(tǒng)同時(shí)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，包括溫濕度與光照

　　蘭花是蘭科類植物的統(tǒng)稱，品種繁多，其中蝶波發(fā)生器、LED補(bǔ)光燈及空調(diào)壓縮機(jī)，并通過手動(dòng)調(diào)

　　蘭、石斛、萬代蘭等觀賞類花卉較為常見，有些蘭科節(jié)霧化頻率、光照強(qiáng)度與室內(nèi)溫濕度；

　　植物還具有很高的藥用價(jià)值。蘭科植物生長需要適4）人機(jī)界面能夠正確顯示當(dāng)前超聲波霧化頻率及

　　宜的環(huán)境溫度、濕度和光照強(qiáng)度，除此之外，還需要霧化時(shí)間段，以及光照強(qiáng)度、室內(nèi)溫濕度、設(shè)備運(yùn)行

　　求。補(bǔ)充營養(yǎng)液可采用氣霧栽培技術(shù)，氣霧栽培是一5）控制系統(tǒng)具有一定的報(bào)警功能，當(dāng)光照強(qiáng)度、

　　種新型的栽培方式，能讓蘭科植物充分吸收到養(yǎng)分，溫濕度超過范圍值時(shí)，能夠發(fā)出報(bào)警指示燈，并能通

　　到了廣泛應(yīng)用，特別是在無土栽培方面具有很大的潛該控制系統(tǒng)主要由PLC（含模擬量擴(kuò)展模塊）、溫

　　現(xiàn)有的植物氣霧栽培控制系統(tǒng)智能化、自動(dòng)化程及轉(zhuǎn)換開關(guān)、觸摸屏、超聲波發(fā)生器、補(bǔ)光燈、空調(diào)

　　度不高，難以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)及自動(dòng)補(bǔ)充營養(yǎng)壓縮機(jī)及報(bào)警指示燈等組成。傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)室

　　液的目的。本文針對(duì)蘭科植物育苗過程中的控制問內(nèi)環(huán)境參數(shù)，并轉(zhuǎn)換為4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)發(fā)送給

　　題，設(shè)計(jì)了一種基于PLC的超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)，PLC。PLC作為控制器，負(fù)責(zé)接收傳感器及按鈕開關(guān)等

　　作者簡介：王宜雷（1986—），男，江蘇沭陽人，碩士研究生，用模擬量輸出信號(hào)控制超聲波發(fā)生器，頻率在0.5MHz

　　講師，工程師，研究方向：復(fù)雜過程控制。至3MHz之間?？照{(diào)壓縮機(jī)為變頻控制方式，PLC用模

　　通訊作者：高菊玲（1981—），女，江蘇泰興人，碩士，教授，擬量輸出信號(hào)控制運(yùn)行頻率，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度。PLC用

　　基于PLC的超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。將轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至自動(dòng)控制方式，在觸摸屏自動(dòng)

　　圖1?基于PLC的超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)框圖2?基于PLC的超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.2?基于PLC的超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)的工作原理2.1?系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)蘭科植物的生長特性制定適宜的環(huán)境參數(shù)及本設(shè)計(jì)以PLC作為控制器，除了編程方便靈活外，主

　　氣霧栽培參數(shù)，本文以生長期的蝴蝶蘭為氣霧栽培對(duì)要還由于其具備較高的抗干擾性、安全性與可靠性。

　　在氣霧栽培過程中，需要綜合考慮植物的生長階素，綜合選定了西門子1200系列PLC作為控制器，CPU

　　段、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和種植環(huán)境，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。具體型號(hào)選用1212C，由于系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)較多，

　　圍繞栽培參數(shù)，控制系統(tǒng)不斷獲取傳感器的反饋為此增加了擴(kuò)展模塊SM1223、SM1234。

　　信號(hào)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)的變化情況。根據(jù)反饋信在氣霧栽培控制系統(tǒng)中，溫濕度傳感器主要用于

　　號(hào)，PLC發(fā)出相應(yīng)的命令來維持目標(biāo)環(huán)境參數(shù)。具體工測(cè)量室內(nèi)空氣溫濕度，傳感器輸出模擬量信號(hào)接入

　　初始狀態(tài)，傳感器將環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入近，本設(shè)計(jì)采用溫濕度一體式的壁掛式溫濕度傳感

　　到PLC中，經(jīng)過PLC運(yùn)算后顯示在觸摸屏界面上，如溫器，型號(hào)為米恩基傳感科技有限公司ME-WS-5W，溫

　　度、濕度、光照強(qiáng)度及二氧化碳濃度超過范圍值時(shí)，度量程為-40~80℃，濕度量程為0~100%RH，輸出信

　　發(fā)出報(bào)警指示，溫度的范圍為17~28℃，濕度的范圍為號(hào)4~20mA電流信號(hào)。光照強(qiáng)度傳感器是將光照度大

　　58%~80%RH，光照強(qiáng)度的范圍為9000~15000lux，小轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的一種傳感器，主要由末端傳感

　　二氧化碳濃度的范圍為950~1500ppm。器（探頭）和變送器組成。末端傳感器將光照度大小

　　將轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至手動(dòng)控制方式，在觸摸屏手動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，變送器則通過調(diào)理電路將該電信號(hào)轉(zhuǎn)

　　運(yùn)行界面上可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，通過按下界面上超化為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)輸出。本設(shè)計(jì)中，光照強(qiáng)度傳感器

　　聲波霧化啟動(dòng)、補(bǔ)光燈打開及空調(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)等按鈕輸出4~20mA電流信號(hào)，選用建大仁科傳感器，量程

　　運(yùn)行相應(yīng)的設(shè)備，手動(dòng)調(diào)整氣霧栽培及環(huán)境參數(shù)。觸范圍為0~65535lux。氣霧栽培控制系統(tǒng)用于相對(duì)封閉

　　摸屏與PLC采用以太網(wǎng)通訊方式，觸摸屏將接收到的信的環(huán)境，作物在室內(nèi)不斷地進(jìn)行著光合作用，因此，

　　號(hào)傳送至PLC，并將PLC采集到的數(shù)據(jù)顯示在手動(dòng)運(yùn)行室內(nèi)的二氧化碳濃度與外界環(huán)境有明顯的差異。二氧

　　時(shí)間段霧培頻率（MHz）霧培時(shí)間（min）光照強(qiáng)度（lux）溫度（℃）濕度（RH）二氧化碳濃度（ppm）

　　化碳傳感器同樣選用建大仁科傳感器，量程范圍為參數(shù)設(shè)置不合理，超出預(yù)定范圍，則將2寫入報(bào)警變

　　MCGSE組態(tài)環(huán)境軟件進(jìn)行組態(tài)，組態(tài)功能強(qiáng)大且方便霧栽培、溫度自動(dòng)控制、濕度自動(dòng)控制、光照強(qiáng)度自

　　2.2?系統(tǒng)I/O地址分配4）自動(dòng)控制啟動(dòng)時(shí)間20s內(nèi)無環(huán)境參數(shù)超限報(bào)警，

　　在I/O地址分配過程中，開關(guān)量輸入主要包括轉(zhuǎn)則自動(dòng)控制流程執(zhí)行成功，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

　　換開關(guān)、按鈕及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)反饋等信號(hào)，模擬量輸基于PLC的超聲波氣霧栽培自動(dòng)控制流程圖如

　　基于PLC的超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)的重要功能在系統(tǒng)調(diào)試前，先將觸摸屏、PLC用以太網(wǎng)網(wǎng)線連

　　于自動(dòng)調(diào)節(jié)超聲波氣霧栽培頻率及環(huán)境參數(shù)，在自動(dòng)接到同一交換機(jī)上，設(shè)備上電后進(jìn)入聯(lián)機(jī)調(diào)試。首先

　　方式下按下啟動(dòng)按鈕，程序開始執(zhí)行自動(dòng)控制流程，在觸摸屏界面上，觀察環(huán)境參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)及指示燈

　　1）控制系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否處于自動(dòng)控制方式，如動(dòng)控制方式，同時(shí)在“手動(dòng)控制界面”中，觀察轉(zhuǎn)換

　　不在自動(dòng)方式，則將1寫入報(bào)警變量MW20地址中，觸開關(guān)是否處于“手動(dòng)”位置，然后測(cè)試各項(xiàng)控制功能等

　　摸屏界面彈出報(bào)警信息，流程退出。是否正常，依次啟動(dòng)超聲波發(fā)生器、空調(diào)壓縮機(jī)、補(bǔ)光

　　2）判斷已設(shè)置的栽培參數(shù)是否合理，如果栽培燈、加濕器及二氧化碳供給裝置，觀察設(shè)備是否正常動(dòng)

　　圖3?超聲波氣霧栽培自動(dòng)控制流程圖培功能，還可以對(duì)栽培環(huán)境進(jìn)行智能化管控，南宮28登錄入口可以有

　　在“自動(dòng)控制界面”中完成系統(tǒng)自動(dòng)控制調(diào)試，效提高植物栽培水和養(yǎng)分的利用效率，減少病蟲害發(fā)

　　先將轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至自動(dòng)控制方式，依次輸入栽培參生，提高栽培的成活率。該系統(tǒng)以PLC作為控制器，提

　　數(shù)，確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕，觸摸屏出現(xiàn)二次高了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，通過試驗(yàn)結(jié)果表明，該

　　確認(rèn)彈框，再次確認(rèn)后，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)控制運(yùn)行，根裝置符合開發(fā)要求，具有一定的應(yīng)用價(jià)值，但在傳感

　　據(jù)每日霧化時(shí)間段與植物栽培指標(biāo)自動(dòng)控制超聲波頻檢測(cè)和功能設(shè)計(jì)方面仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

　　PLC的超聲波氣霧栽培控制系統(tǒng)手動(dòng)、自動(dòng)控制觸摸屏[1]周泓，虞俠挺.基于嵌入式的蘭科植物組培控制系統(tǒng)[J].傳

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