Tesis de graduación de sistema inteligente de control de invernaderos basado en PLC
Resumen: El sistema ambiental de invernadero es un sistema grande, complejo, no lineal, que varía en el tiempo y está retrasado. Es difícil establecer un modelo matemático del sistema y lo es. Es difícil obtener resultados satisfactorios utilizando métodos de control convencionales de rendimiento estático y dinámico.
Estado de rendimiento. De acuerdo con las características del control ambiental del invernadero, se diseña un sistema inteligente de control de invernadero basado en PLC.
Clave: PLC; control inteligente: control de invernaderos
El sistema de invernadero inteligente es un sistema de ahorro de recursos desarrollado en los últimos años.
Tecnología eficaz de agricultura de instalaciones. Este artículo absorbe la tecnología de producción de invernaderos de alta tecnología de los países desarrollados.
En base a esto, controla la temperatura, la humedad, el CO, la concentración, la luz y otros factores ambientales en el invernadero.
Investigué tecnología de control y diseñé un sistema inteligente de control de invernaderos basado en PLC.
1 Investigación sobre el algoritmo inteligente de control de invernaderos
1.1 Principales características del entorno de invernadero
El sistema ambiental de invernadero es un sistema grande y complejo que requiere el establecimiento de un sistema de control preciso modelo de control.
El tipo A es difícil de hacer. Porque los cultivos no tienen requisitos especiales en cuanto a factores ambientales y climáticos.
Exacto, pero el intervalo es confuso, como los requisitos de temperatura de los cultivos. Siempre que la temperatura
esté dentro de un cierto período de tiempo y dentro de un cierto intervalo, los cultivos. puede crecer bien, porque
Por lo tanto, no se requiere un control preciso de varios parámetros. Trabajo climático y ambiental en invernaderos
Como objeto de control del sistema de control informático, tiene las siguientes características: sistema y subsistema no lineal.
Sistemas de parámetros distribuidos, sistemas variables en el tiempo, sistemas temporizados y sistemas acoplados multivariable.
1.2 Ecuación diferencial del objeto de control de invernadero inteligente
La ecuación diferencial de temperatura del invernadero inteligente es:
Dónde, es el factor de amplificación del invernadero inteligente; el tiempo del invernadero inteligente es constante;
Convierte el calor de interferencia dentro y fuera del invernadero inteligente en cambios en la temperatura del aire de suministro
Puede mantener constante la temperatura interior del invernadero; .
2 Estructura general del sistema y diseño de hardware
2.1 Estructura general del sistema
2.1.1 Objetivos del diseño del sistema de control
El sistema de control del invernadero Se basa en sensores de temperatura interior y exterior y transmisión de humedad
Recogida u observada por sensores, sensores de luz, sensores de monóxido de carbono, estaciones meteorológicas exteriores, etc.
Temperatura interior y exterior, humedad, intensidad lumínica, CO, concentración y otros parámetros ambientales del invernadero.
La información, las colchas aislantes del invernadero, las ventanas de ventilación, las redes parasol y el riego por goteo se realizan a través de equipos de control.
Control de accionamiento/actuador, como clima ambiental de invernadero y fertirrigación.
Regular para satisfacer las necesidades de crecimiento y desarrollo de los cultivos, proporcionar el entorno ecológico más adecuado para el crecimiento y desarrollo de los cultivos
y mejorar en gran medida el rendimiento y la calidad de los cultivos.
2.1.2 Modo de control
Gestión de la temperatura variable en función del tiempo. Dependiendo de la hora del día.
El manejo de temperatura variable, según las necesidades de crecimiento de los cultivos, divide L días en cuatro periodos de tiempo, cuatro horas.
Controle el invernadero de acuerdo con los diferentes requisitos de control de temperatura dentro del intervalo. 4 veces en 1 día
Los usuarios pueden cambiar de manera flexible el método de segmentación y la temperatura de los cuatro períodos de tiempo
Los usuarios también pueden modificar los valores de configuración.
Los métodos de control son diferentes en las distintas estaciones, pero se activa el sistema de control automático.
Los mecanismos de articulación son diferentes, pero la finalidad de control en las diferentes estaciones es la misma, es decir, la referencia ambiental.
El número se ajusta para acercarse a los parámetros establecidos. Con el cambio de estaciones y el crecimiento de los cultivos
Con cambios a largo plazo, la temperatura requerida en cada período de tiempo también cambia, y se puede utilizar en este momento.
Ajusta el objetivo de control de temperatura del invernadero modificando el valor de temperatura establecido.
2.1-3 Plan de Control
Este sistema utiliza dos métodos de control de conmutación, automático y manual, para conseguir el control automático del invernadero.
Control automático del invernadero. El invernadero mejora la confiabilidad del funcionamiento del equipo. En tiempo de ejecución, puedes usar .
Botón para cambiar entre dos modos de control. El control manual es simple y confiable.
Electrodomésticos, contactores, pulsadores, finales de carrera y otros componentes eléctricos. Automatización
Este modo es controlado automáticamente por el ordenador.
Los factores ambientales son monitoreados por sensores,
y se establecen límites superior e inferior, y cuando se detecta un valor que excede el valor establecido, se envía.
Esta señal enciende y apaga automáticamente el dispositivo de accionamiento, de modo que se controla el ambiente del invernadero.
El subcontrol está dentro del rango establecido. Tiene bajos costos operativos y puede ahorrar mucho trabajo.
Reducir la intensidad laboral de los trabajadores.
2.2 Composición del hardware del sistema
Para realizar el seguimiento ambiental del invernadero inteligente, este diseño establece un entorno de invernadero.
Los parámetros de control son controlados por un sistema de control automático informático en línea a largo plazo. Tenga en cuenta que en el invernadero
vigilancia a largo plazo de parámetros como temperatura, humedad, CO, concentración, intensidad lumínica, etc. Y en función de los requisitos de temperatura y humedad del invernadero inteligente, se puede realizar el control automático de tragaluces, ventanas laterales, ventiladores de refrigeración, ventiladores, cortinas húmedas, redes de protección solar internas y externas y otros equipos. La computadora sirve como computadora host para la instalación.
Existe un software de monitoreo configurado como t6.02, que puede resumir, mostrar, registrar y formar datos automáticamente.
La base de datos realiza la configuración automática y el monitoreo remoto de los equipos de control de invernaderos. Para
para garantizar la confiabilidad del sistema, el equipo del invernadero adopta un control de conmutación manual/automático.
Tipo, es decir, en algunas circunstancias especiales, el sistema puede cambiar a manual y flexible.
Maldita sea.
3 Diseño de software del sistema
3.1 Diseño de software PLC del sistema de control de invernadero
Con base en los requisitos básicos y técnicos, se enumeran los siguientes puntos: (1) Evitar errores de contacto.
Función: Se puede solucionar mediante circuito de autobloqueo; (2) Función de autodiagnóstico del sistema: Pig.
El cuerpo tiene esta función; (3) Control de ventiladores: El invernadero está equipado con un conjunto de ventiladores que se pueden poner en marcha al mismo tiempo.
El arranque y la parada, cuando la temperatura en el invernadero supera el valor predeterminado, son controlados primero por el PLC.
Las cuatro ventanas laterales se abren automáticamente, el ventilador arranca después de un retraso de 5 segundos y luego la bomba de agua de cortina húmeda se retrasa durante 5 segundos.
Iniciar, reduciendo así la temperatura del invernadero; (4) Control de ventanas laterales: Hay 4 en el invernadero.
La ventana lateral está controlada por el motor y la fila de ventanas laterales está controlada por el ajuste del límite del motor.
Cheng. La solución es similar al punto anterior, pero considerando el refinamiento del programa, se puede igualar.
Solución de comando de función de interrupción PGI (5) Control automático/manual del sistema: disponible.
Utilice el valor de conmutación como señal de entrada del PLC para realizar la conversión del programa de control;
(6) Control de la bomba de cortina húmeda; (7) Control de la red de sombra ( 8) CO, qi (control; (9) control de luz de llenado; (1O) escalabilidad: reserve algo de memoria en el PLC.
El espacio de almacenamiento y los puertos se pueden resolver.
3.2 Diseño de software del sistema de control
Se utiliza para controlar los ventiladores, tragaluces, ventanas laterales, ventiladores de circulación, parasoles y bombas de cortina húmeda en el sistema a través de PLC. Las máquinas relevantes se controlan a través de contactores de CA.
El principio y el final de la estructura Debido a la alta sensibilidad del sistema de detección PLC, la temperatura se puede controlar rápidamente y al mismo tiempo. Es difícil mantener el movimiento frecuente del mecanismo de marcha, lo que afecta la vida útil. Por lo tanto, se agrega un módulo de retardo ajustable al programa durante el uso. Ajuste el retardo según la situación específica para lograr el mejor control.
3.3 Diseño del software de monitoreo de la configuración del sistema
El software de configuración se puede controlar de manera programable.
Recopila datos en tiempo real y luego emite comandos de control para monitorear si. el sistema funciona normalmente.
Las funciones principales de este paquete de software son las siguientes:
(1) Función de monitoreo remoto Puede monitorear de forma remota la temperatura de múltiples asientos a través de líneas de comunicación.
El estado actual de la habitación incluye temperatura exterior, intensidad de la luz, velocidad del viento, dirección del viento, lluvia y nieve.
Información de cantidad, temperatura interior, humedad interior, temperatura del controlador. y la posición de tres conjuntos de ventanas de ventilación independientes
Así como la posición y estado de conmutación de los parasoles interior y exterior, así como el viento primario y el aire secundario
Ventilador. , cortina húmeda, neblina, calentador, ventilador de circulación, luz de llenado, C0, válvula de llenado de aire, calentamiento de agua.
El estado de la válvula de tres vías y diversas formas de monitoreo de alarmas también pueden monitorear las válvulas de riego.
Intensidad de la luz, velocidad del viento, temperatura interior, humedad interior, CO, concentración, temperatura de calentamiento del agua, etc.
Valores máximos, mínimos y medios del mes, semana, día y periodo actual.
(3) Función de registro de funcionamiento del equipo de invernadero. Puede registrar equipos de invernadero en línea.
Hora del cambio de estado, estado y ubicación actual, temperatura objetivo actual, temperatura interior.
Temperatura, humedad objetivo y humedad interior, pudiendo imprimirse.
(4)Función de configuración remota. Los controladores programables se pueden modificar de forma remota a través de líneas de comunicación.
Todos los parámetros de configuración del controlador.
(5) La función de generar gráficos. Puede ser lo mismo que una vista en planta o una vista 3D.
Grafica la temperatura exterior, la intensidad de la luz, la velocidad del viento, la temperatura objetivo y la temperatura interior en cualquier momento.
Temperatura, humedad objetivo, humedad interior, CO, concentración, temperatura de calentamiento del agua, etc.
Cambia las curvas mensuales, semanales y diarias e imprímelas.
4 Conclusión
Este artículo analiza el impacto de las acciones correspondientes de los actuadores de invernadero en los factores ambientales.
Medio ambiente, tecnología de control programable, tecnología de conversión de frecuencia, monitoreo de configuración. Tecnología y tecnología de sensores.
Esta tecnología se aplicó al diseño del sistema de control de invernaderos y se desarrolló un invernadero inteligente basado en PLC.
Sistema de control. Entorno
Situación
(2) Función de estadísticas de datos. Puede contar la temperatura y la luz exterior en cualquier momento[2]
Puede contar la temperatura y la luz exterior en cualquier momento.
14O
[Referencia]
Deng, Zhang Kanyu, Gong. Aplicación de la tecnología de control inteligente en ingeniería agrícola
Uso. Agricultura moderna, 2003 (12): 1 ~ 3
Shen Maoxiang, et al. Inspección de instalaciones agrícolas en los Países Bajos y reflexiones sobre la construcción de instalaciones agrícolas en mi país
Prueba. Revista de Ingeniería Agrícola, 2000, 16 (5)