摘 要：
本ben文wen描miao述shu了le力li控kong組zu態tai軟ruan件jian在zai現xian代dai農nong業ye上shang的de應ying用yong，結jie合he軟ruan件jian和he行xing業ye特te點dian，闡chan述shu了le設she計ji思si想xiang和he可ke行xing性xing方fang案an，探tan索suo了le工gong業ye組zu態tai軟ruan件jian在zai現xian代dai農nong業ye領ling域yu實shi際ji應ying用yong的de方fang法fa和he過guo程cheng。
關鍵字：力控；組態；智能溫室；農藝園
一、 概述
隨sui著zhe國guo民min經jing濟ji的de迅xun速su發fa展zhan，現xian代dai農nong業ye得de到dao了le長chang足zu的de進jin步bu，溫wen室shi工gong程cheng已yi成cheng為wei高gao效xiao農nong業ye的de一yi個ge重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen。計ji算suan機ji自zi動dong控kong製zhi的de智zhi能neng溫wen室shi自zi問wen世shi以yi來lai，已yi成cheng為wei現xian代dai農nong業ye發fa展zhan的de重zhong要yao手shou段duan和he措cuo施shi。它ta的de功gong能neng在zai於yu以yi先xian進jin的de技ji術shu和he現xian代dai化hua設she施shi，人ren為wei控kong製zhi作zuo物wu生sheng長chang的de環huan境jing條tiao件jian，使shi作zuo物wu生sheng長chang不bu受shou自zi然ran氣qi候hou的de影ying響xiang，做zuo到dao常chang年nian工gong廠chang化hua，進jin行xing高gao效xiao率lv，高gao產chan值zhi和he高gao效xiao益yi的de生sheng產chan。
二、功能敘述
溫室環境包括非常廣泛的內容，但通常所說的溫室環境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、CO2濃(nong)度(du)等(deng)。計(ji)算(suan)機(ji)通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)接(jie)收(shou)各(ge)類(lei)環(huan)境(jing)因(yin)素(su)信(xin)息(xi)，通(tong)過(guo)邏(luo)輯(ji)運(yun)算(suan)和(he)判(pan)斷(duan)控(kong)製(zhi)相(xiang)應(ying)溫(wen)室(shi)設(she)備(bei)運(yun)作(zuo)以(yi)調(tiao)節(jie)溫(wen)室(shi)環(huan)境(jing)。輸(shu)出(chu)和(he)打(da)印(yin)設(she)備(bei)可(ke)幫(bang)助(zhu)種(zhong)植(zhi)者(zhe)作(zuo)全(quan)麵(mian)細(xi)致(zhi)的(de)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)，保(bao)存(cun)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)。本(ben)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)具(ju)備(bei)以(yi)下(xia)幾(ji)部(bu)分(fen)功(gong)能(neng)：
2.1綜合環境控製
采用計算機實現環境參數比較分析，四季連續工況調控係統。，比例調節環境溫度、濕度與通風。CO2 發生裝置按需比例調節環境CO2濃nong度du，夏xia季ji室shi外wai屋wu頂ding噴pen淋lin，在zai保bao證zheng室shi內nei光guang照zhao強qiang度du的de前qian提ti下xia，組zu合he調tiao節jie環huan境jing溫wen度du與yu通tong風feng，達da到dao強qiang製zhi降jiang低di環huan境jing溫wen度du的de效xiao果guo。通tong過guo計ji算suan機ji對dui溫wen室shi各ge電dian動dong執zhi行xing器qi進jin行xing整zheng體ti調tiao節jie，自zi動dong調tiao控kong到dao作zuo物wu生sheng長chang所suo需xu求qiu的de溫wen、濕、光、水、氣等條件，另外通過臭氧消毒淨化器對溫室進行消毒。
2.2肥水灌溉控製
采用計算機肥水灌溉運籌係統。根據作物區的需要，對水培區的營養液成分，PH和EC值進行綜合調控。對基培和土培區主要是根據作物生產需要，設定基質、土壤的水勢值，自動調節滴灌、噴灌係統的灌溉時間和次數。
2.3緊急狀態處理
采用計算機實測環境參數、狀zhuang態tai極ji限xian值zhi反fan饋kui報bao警jing保bao護hu係xi統tong。根gen據ju作zuo物wu的de各ge項xiang參can數shu設she定ding溫wen室shi環huan境jing的de極ji限xian值zhi和he作zuo物wu生sheng長chang環huan境jing參can數shu極ji限xian值zhi報bao警jing保bao護hu係xi統tong，提ti高gao了le整zheng個ge係xi統tong安an全quan性xing。
2.4信息處理
采cai用yong計ji算suan機ji集ji散san控kong製zhi信xin息xi管guan理li係xi統tong。信xin息xi處chu理li由you中zhong心xin控kong製zhi計ji算suan機ji完wan成cheng。主zhu機ji通tong過guo局ju部bu數shu字zi通tong訊xun網wang絡luo與yu現xian場chang控kong製zhi機ji相xiang連lian，實shi現xian遠yuan動dong雙shuang向xiang控kong製zhi及ji全quan係xi統tong集ji中zhong數shu據ju處chu理li。其qi功gong能neng包bao括kuo運yun行xing實shi時shi參can數shu 執行器模擬狀態顯示，曆史數據存儲、檢索，數據平均值報表、曲線顯示與打印。
2.5溫室的環境參數指標
針對本係統所涉及的兩棟溫室，根據栽培的作物和所處的環境，具體參數如下：
l 葡萄溫室：
a、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內溫度為5℃。休眠期以後白天需控製溫室內溫度為25-30℃，夜間需控製在15-18℃。
b、濕度需保持在50-75%不能超過95%。
c、光照強度應保持在45000-55000勒克斯
d、二氧化碳濃度在上午日出後到10點左右保持在1000PPM左右。
e、PH值保持在7-7.5。
f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時進行調整。
l 黃瓜、番茄溫室：
a、在苗期需保持溫室內溫度在13-15℃，定植後白天上午應保持在25-28℃，下午應保持在20-25℃，夜間應保持在15-18℃。
b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%，夜間保持在85-90%；番茄白天保持在65-75%，夜間保持在75-85%。
c、光照強度番茄應保持在50000勒克斯左右，保證12個小時光照；黃瓜應保持在40000勒克斯左右，保證8-10小時光照。
d、二氧化碳濃度在上午日出後到10點左右保持在1000PPM左右。
e、PH值保持在6.5-7.5。
f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時進行調整。
黃瓜和番茄在冬季早春即11月中旬至下年2月上旬期間比較關鍵。
以上參數在監控軟件中進行編寫，環境參數超出設定範圍時進行相應調節同時產生報警提醒值班人員注意。
三、係統設計
3.1 係統硬件和軟件選擇
設計係統的關鍵是硬件和軟件的穩定性，根據實際的應用經驗和比較選用以下配置。
硬件配置：研祥工業計算機P4 2.0G/256M/40G/20英寸彩顯；西門子PLC S7-200；
軟件配置：係統WINDOWS 2000；組態軟件三維公司力控2.61控製策略網絡版。
3.2 軟件設計方案
實現智能化溫室控製的關鍵在於1）如何根據不同的作物或相同作物的不同生長階段設計不同的控製方案和參數。2）時實參數的檢測和數據網絡化。
3.2.1 力控的配方管理模塊實現了參數的批量控製
genjubutongdezuowuhuoxiangtongzuowudebutongshengchangjieduan，shejichubutongdepeifang。likongruanjiantigonglejiandanfangbiandezutaihecaozuogongneng，jiangxuyaoxiugaidecanshushouxiandingyiweibianliang，zheyang，caozuorenyuankeyitongguocaozuohuamian，jinxingfangbianxiugai。
詳細表達式如下：
 3.2.2 時實參數的檢測
時(shi)實(shi)參(can)數(shu)的(de)檢(jian)測(ce)永(yong)遠(yuan)的(de)一(yi)線(xian)生(sheng)產(chan)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)環(huan)節(jie)，及(ji)時(shi)反(fan)應(ying)當(dang)前(qian)生(sheng)產(chan)情(qing)況(kuang)，本(ben)係(xi)統(tong)選(xuan)擇(ze)的(de)檢(jian)測(ce)儀(yi)表(biao)盡(jin)量(liang)都(dou)是(shi)輸(shu)出(chu)標(biao)準(zhun)信(xin)號(hao)。針(zhen)對(dui)農(nong)藝(yi)園(yuan)溫(wen)室(shi)的(de)應(ying)用(yong)環(huan)境(jing)特(te)點(dian)是(shi)濕(shi)度(du)較(jiao)大(da)，所(suo)以(yi)在(zai)邊(bian)送(song)器(qi)的(de)選(xuan)型(xing)上(shang)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)能(neng)夠(gou)防(fang)潮(chao)濕(shi)，在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)分(fen)析(xi)類(lei)邊(bian)送(song)器(qi)如(ru)PH計和二氧化碳分析儀等，在檢測部位容易凝結水珠，所以維護的頻率要相對提高，一般需要4天左右就維護一次，這樣才能作到時實參數檢測及時準確。
3.2.3 數據網絡化
由於技術中心遠離溫室現場，而技術人員需要時實監控生產參數，修改最佳的生產參數，數據的網絡化就是必須的。力控可以有2種方式實現數據網絡化，一是WEB功能；二是遠程數據庫功能。WEB功能隻能遠程瀏覽而無權限修改參數，所以不適用本係統，定義遠程數據庫很好的實現了數據網絡化。
3.3 軟件實施說明
係統主要對溫度、濕度、光照等指標進行控製。以葡萄溫室為例，休眠期溫室的溫度保持在5℃，休眠期後白天控製在25-30℃，夜間控製在15-18℃，當dang溫wen度du超chao出chu控kong製zhi範fan圍wei時shi加jia熱re爐lu的de風feng機ji啟qi動dong，使shi加jia熱re爐lu產chan生sheng的de熱re量liang在zai溫wen室shi內nei均jun勻yun散san布bu，當dang溫wen室shi內nei溫wen度du達da到dao作zuo物wu適shi合he溫wen度du時shi，加jia熱re爐lu風feng機ji自zi動dong停ting止zhi。濕shi度du控kong製zhi在zai50-75%，當dang溫wen室shi內nei濕shi度du超chao出chu控kong製zhi範fan圍wei時shi軸zhou流liu風feng機ji啟qi動dong，抽chou出chu溫wen室shi內nei濕shi度du較jiao高gao的de空kong氣qi，使shi濕shi度du下xia降jiang。當dang濕shi度du降jiang回hui到dao正zheng常chang範fan圍wei時shi，軸zhou流liu風feng機ji自zi動dong停ting止zhi工gong作zuo。溫wen室shi的de光guang照zhao度du控kong製zhi在zai45000-55000lekesi，dangwenshineideguangzhaodudabudaoshedingzhibiaoshi，wenshineidebuguangdengzidongdakaijinxingrengongbuguang。dangwenshideguangzhaodushuipingdadaoshedingzhibiaoshibuguangdengzidongximie，yijieyuenengyuan。chouyangbinghaifangzhijideshiyongzejiehezuowudejutiqingkuanglaixuanzexingdejinxingdingqihuobudingqixiaodumiejun。eryanghuatanfashengqidecaozuoxiangduimafanyixie，xudaowenshineianbuzhoujinxingcaozuo，jiankongxitongkejianshieryanghuatannongdu，dangnongdudadaoyouhaichengdushixitongfachubaojing，tixingjianshirenyuanzhuyi。huanggua、番茄溫室的控製方案與之類似，主要差別在各參數的控製指標不同。
四、結束語
組態、設計工作完成後，經過模擬和在線測試後，證明該係統所實現的功能完全達到了原設計的意圖，滿足了生產的需求。
係統投資少，見效快，運行一年多來穩定可靠，實踐證明改造後單產量都提高20%以yi上shang。說shuo明ming利li用yong工gong業ye組zu態tai軟ruan件jian改gai造zao現xian代dai農nong業ye，是shi完wan全quan可ke行xing的de，特te別bie是shi在zai華hua北bei和he東dong北bei，溫wen室shi種zhong植zhi教jiao多duo的de地di區qu，是shi新xin的de思si路lu和he理li念nian，具ju有you廣guang闊kuo的de前qian景jing。
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