基于PLC的植物工厂环境监控系统设计.pdf

第 6期 总第 1 9 3期 2 0 1 5年 1 2月 机 械 工 程 与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG AUT0MAT1 0N NO． 6 De c ． 文章 编 号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 5 0 6 0 1 5 1 0 2 基于 P L C 的植物工厂环境监控系统设计 张慧 ，丁锦 宏 江苏工程 职业技术学院，江苏 南通 2 2 6 0 0 7 摘要 植 物工厂 的 内部温度 、湿度 、C Oz浓度 、光照度 等都是影响作物 生长 的重要环境 因素。介绍 了一套基 于 P L C的植物工厂环境监 控系统，该系统通过传感器检测作 物生长的环境 参数 ，将此反 馈给 P I C完成数 据 处理 ，控 制相关执行机构 。利用 MC G S组态对植 物工厂环境进 行远程监控。 关键词 植 物工厂 ；环境监控 ；P L C；MC G S 中 图分 类 号 TP 2 7 3 文 献 标 识码 A 0 引言 “ 植 物工 厂 ” 即是 对 植 物 进 行 工 厂 化 的 生 产 与 管 理 ， 与传统农业相 比， 它不再受外界环境条件的影响， 比如光照 、 雨水以及病虫害等， 使植物能够快 速、 健康 地生长， 是一种新型的省力型生产方式 ] 。在植物工 厂 中 ， 控 制 系统是 最 为核 心 的部 分 。植 物 工 厂 智 能 环 境控制系统就是对温室内作物生长的主要环境参数进 行测控 ， 实现对作物的生长环境的自动控制 ， 创造适宜 作物生长发育 的环境条件 。 针对植物工厂各温室 内环境参数 温度 、 湿度、 光 照和 C O。 浓度等 采集 、 监控的需要 ， 本文设计 了基于 P L C的植 物 工 厂 环 境 监 控 系 统 。此 系 统 是 在 检 测 温 度 、 湿 度 和气 体浓 度 的 基 础 上实 现植 物 工 厂 内小 环 境 的调 节 ， 使整 个 系统 更加 自动 化 。 1方案 及控 制 植物工厂环境监 测 系统 总的设计方 案如 图 1所 示 ， 系统主要 由上位机、 传感器、 下位机和执行 机构 4 个主体部 分组成 。首先 由各环境参 数传感 器采集数 据， 然后通过 A／ D转换模块 ， 将模拟量转换为数字量 ， 上传到 P L C系统 中。P L C作 为控制 中心， 对 信号进 行分析并产生相应的控制信号来控制 电机设备 ， 如加 热器 、 加湿器和补光灯等的启动和停止， 使各环境因素 保持 在适 合 植 物 生长 的最佳 范 围 内。触 摸屏 采 用 MC GS组 态 界 面 ， 通 过 RS - 4 8 5接 口和 P L C保 持通 讯 ， 对植 物 工厂 环境 进 行远 程监 控 。 2硬件 选择 2 ． 1 PL C选 择 本 系统选 用 三菱 F X2 N一 3 2 MR 型 号 的 P L C作 为 控制 主机 ， 该 型 号 的 P L C共 有 3 2个 I ／ 0 口 ， 为继 电器 输出， 既可带交流负载 ， 又可带直流负载。同时扩展有 8 路模拟量输入通 道的 F X 2 N 一 8 A D， 转换传感器采集 的各 种 环境 数据 嘲 。 图 1 植物 工厂环境监测系统总设计图 1 数字 I ／ O分配如表 1 所示。 表 1 I ／ O地址分配 输入信 输 出信 号地址 输入信号 输 出信号 号地址 X 0 0 0 控制模式切换 S B1 Y 0 0 0 加热器 KM1 X 0 0 1 加热器 S B 2 Y O O 1 制冷机 KM2 X0 0 2 制冷机 S B 3 Y0 0 2 通风机 KM3 XO O 3 通 风机 S B 4 Y0 0 3 加湿器 KM4 X 0 0 4 加湿器 S B 5 Y 0 0 4 C O2 发 生器 KM5 X 0 0 5 C 02发生器 S B 6 Y 0 0 5 补光灯 KM6 X 0 0 6 补光灯 S B 7 Y 0 0 6 开启遮 阳网 KM7 X 0 O 7 开启遮 阳网 S B 8 Y 0 0 7 关闭遮 阳网 KM8 X 0 1 0 关 闭遮阳网 S B 9 Y 0 1 0 温度过高指示灯 L 1 X O 1 1 手动关闭所有执行设 备 B1 0 Y 0 1 1 湿度过低指示灯 L 2 Y 0 1 2 C Os浓度过高指示 灯 L 3 Y 0 1 3 光照强度过 高指示灯 L 4 2 模 拟量 输入 通道 分 配如表 2 所 示 。 2 ． 2 传 感 器选择 温 度 传 感 器 选 用 日本 林 电 工 产 品 HAYAS HI D E NKO 铂 电阻 P T - 1 0 0 ， 该 传 感 器 温 度 测 量 范 围广 ， 测量 精 度 高。传 感 器 技 术 参 数 如 下 测 量 精 度 0 ． 5℃， 测量范围--4 0℃～1 O 0℃， 输出信号 4 2 0 mA。 湿度传感器选择 J X 9 5 ／ 0 1 。该湿度传感器采用专 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 2 2 ；修订 日期 2 0 1 5 0 9 2 1 作者 简介 张慧 1 9 8 2 一 ，女，江苏盐城人 ，讲师 ，硕士 ，研究方向 自动化控制 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m