基于PLC的智能溫室監控系統探究

摘 要 溫室由于具有反季節種植的功能，因此在許多地區得到了十分廣泛的應用。而隨著溫室種植應用的逐步推廣，對智能溫室監控系統的建設就變得尤為重要，是保證溫室溫度可控的基礎。文章從PLC的角度，分析了在PLC的支持下智能溫室監控系統的主要結構，并研究了系統的軟件設計內容，為智能溫室監控系統的高水平建設提供了必要的前提條件，為我國的溫室種植發展起到了助推作用。

關鍵詞 PLC；智能溫室監控系統；溫室種植

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0031-01

隨著生態可持續發展的理念逐步推廣以及人們對蔬菜水果等食物質量需求的逐漸提升，溫室種植已經成為了當今農業發展過程中不可缺少的一部分。而要對溫室內的溫度、適度、空氣含量、光照等環境因素進行有效的控制，以便于更好地幫助植物生長，就需要設計溫室內的監控系統，從而實現快速、可靠的控制。特別是在當今PLC裝置得到廣泛應用以來，基于PLC的智能溫室監控系統已經具有了較高的設計水平，其控制能力基本上可以滿足對溫室內各項環境因素的控制。

1 基于PLC的智能溫室監控系統概況

溫室的環境因素中包含了光、溫、水、土、氣等多項復雜內容，每一項因素均需要達到合適的指標，才能夠滿足相應植物的健康生長。因此，基于PLC的智能溫室監控系統具有極為重要的作用，是實現對溫室內多項環境因素準確控制的關鍵。而在實際的監控過程中，環境因素存在一個變化的區間，在該區間內植物可獲得較為良好的生長空間。以溫度的監控區間為例，智能溫室內的溫度監控可以建立在以下方程之上：

（1）

在公式（1）中，T代表智能溫室時間常數，Tn代表智能溫室室內溫度，Tf代表內外干擾熱量經換算之后的送風溫度變量，K代表智能溫室內的溫度放大系數。通過該微分方程，可以將溫室內的溫度控制在一定范圍內，植物能夠在該溫度范圍下保持良好的生長狀態，充分體現出溫室控制的智能性。而在進行基于PLC的智能溫室監控系統設計的時候，可以考慮到以下幾方面的內容。

1）系統設計的目標。對于智能溫室控制系統來說，最為核心的設計目標就是要實現對溫室內各項環境因素的可靠控制。為了實現該目標，可以使用到針對于溫度、濕度以及光照等環境因素的傳感器，傳感器是設計過程中不可缺少的一類裝置，直接關系到控制能否順利實現。傳感器是對環境因素進行感應的裝置，而要實現具體的控制措施，則主要通過保溫被、通風窗、遮陽網以及滴管等裝置來進行。而進行智能溫室監控系統設計最終的目的則是需要讓作物的生長更為良好，增加作物的產量。

2）系統控制的模式與方案。在智能溫室的監控系統中，進行控制是以時間的變化為基準，進行相應的環境因素變化處理。以對溫度的控制為例，可以將一天分成多個時段，在每一個時段溫度的高低也有所不同，可以通過預先設定的方式，設置每一個時段的溫度，讓溫度的高低更為貼合植物的生長。而從更大范圍來說，可以按照季節的變化來設定溫度的變化，從而讓植物能夠獲得更加好的生長環境。而在設計控制方案的時候，可以分別設計自動與手動兩種方案，自動控制作為主要的控制方案，而手動控制用于發生特殊情況后，自動控制不能正常使用時。在一般的情況下，使用自動控制可以最大程度地降低成本以及勞動力，讓勞動強度得到大幅度控制。

3）系統的主要硬件結構。在一個完整的智能溫室監控系統中，其硬件結構組成相對來說非常復雜，需要每一部分的硬件設施齊全，才能夠充分發揮出系統的監控作用。最主要的硬件設施包括了計算機系統、窗戶、風扇、濕簾、遮陽網以及傳感器等等，分別發揮著不同的功能，對智能溫室監控系統功能的實現起到良好的支撐作用。

2 基于PLC的智能溫室監控系統軟件設計內容

硬件結構對溫室監控系統起到的是支撐作用，而真正發揮控制效果的，則是系統中的不同軟件。需要有一個完善的軟件系統，才能夠將對溫室的環境因素控制能力表現得更加完善，確保控制功能的完全體現。在實際的智能溫室中，應用到的軟件有以下幾類。

1）PLC軟件。PLC軟件是智能溫室中的核心控制軟件，具有對溫室內部的各項環境因素進行全面控制的能力。在進行PLC軟件設計的時候需要注意多方面的問題。首先，要通過自鎖電路來防止接點出現誤動情況。其次，需要讓軟件系統具有自主診斷功能，對各項控制設施出現故障的時候，能夠在第一時間做出準確的判斷。最后，要注意對光照、溫度、濕度等環境因素控制的準確性，雖然說在實際的控制過程中并不一定要溫度精準到極致，但必須要保證控制措施的可靠性。

2）控制系統軟件。通過PLC軟件所發布的命令，會傳達到不同的控制系統軟件中，由控制系統軟件采取相應的控制措施。控制系統軟件的設計，主要是針對于溫室當中的控制傳動頻率過快的情況，為了增加控制設施的使用壽命，就會通過控制軟件上的可調延時模塊來得到良好的調整，更有利于表現控制效果。

3）系統組態監控軟件。系統組態監控軟件，所實現的功能主要是進行數據的統計以及分析處理等等。首先，軟件可以實現遠程監控功能，對溫室內的環境因素以及各類硬件設施的運行情況進行實時的監控。其次，軟件具有數據的統計以及記錄功能，可以將溫室內的各項環境參數統計下來，并記錄到軟件系統中，以此來指導后續的環境因素控制。最后，軟件具有遠程控制功能，可以對一些自動化的參數進行遠程控制，從而讓控制過程更為快速簡便。

3 結束語

綜上所述，基于PIC的智能溫室監控系統，可以讓溫室內的各項環境因素控制變得更加快捷方便，對溫室內作物的生長具有很大的幫助，可以為溫室作物的生長帶來更加良好的條件。特別是隨著當今智能化技術的逐步發展，對溫室內的各項環境因素的監控水平將會達到更高的臺階。

參考文獻

[1]張水保，徐守志，李豐杰，等.智能溫室遠程監控系統設計[J].三峽大學學報（自然科學版），2012，34（2）：76-79.

[2]焦廣.基于嵌入式系統的智能溫室在線實時監控系統的設計與實現[D].南開大學，2013.

[3]吳衛東.南方大棚蔬菜生產環境監控系統的設計開發與應用[J].中國蔬菜，2013（23）：41-42，43.

[4]宋永飛.基于PLC和組態思想的智能溫室控制系統[J].工業控制計算機，2009，22（1）：7-9.

作者簡介

崔鶴（1988-），女，黑龍江大慶人，本科，大慶油田有限責任公司第一采油廠儀表安裝維修大隊儀表維修工，研究方向：PLC應用。endprint

摘 要 溫室由于具有反季節種植的功能，因此在許多地區得到了十分廣泛的應用。而隨著溫室種植應用的逐步推廣，對智能溫室監控系統的建設就變得尤為重要，是保證溫室溫度可控的基礎。文章從PLC的角度，分析了在PLC的支持下智能溫室監控系統的主要結構，并研究了系統的軟件設計內容，為智能溫室監控系統的高水平建設提供了必要的前提條件，為我國的溫室種植發展起到了助推作用。

關鍵詞 PLC；智能溫室監控系統；溫室種植

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0031-01

隨著生態可持續發展的理念逐步推廣以及人們對蔬菜水果等食物質量需求的逐漸提升，溫室種植已經成為了當今農業發展過程中不可缺少的一部分。而要對溫室內的溫度、適度、空氣含量、光照等環境因素進行有效的控制，以便于更好地幫助植物生長，就需要設計溫室內的監控系統，從而實現快速、可靠的控制。特別是在當今PLC裝置得到廣泛應用以來，基于PLC的智能溫室監控系統已經具有了較高的設計水平，其控制能力基本上可以滿足對溫室內各項環境因素的控制。

1 基于PLC的智能溫室監控系統概況

溫室的環境因素中包含了光、溫、水、土、氣等多項復雜內容，每一項因素均需要達到合適的指標，才能夠滿足相應植物的健康生長。因此，基于PLC的智能溫室監控系統具有極為重要的作用，是實現對溫室內多項環境因素準確控制的關鍵。而在實際的監控過程中，環境因素存在一個變化的區間，在該區間內植物可獲得較為良好的生長空間。以溫度的監控區間為例，智能溫室內的溫度監控可以建立在以下方程之上：

（1）

在公式（1）中，T代表智能溫室時間常數，Tn代表智能溫室室內溫度，Tf代表內外干擾熱量經換算之后的送風溫度變量，K代表智能溫室內的溫度放大系數。通過該微分方程，可以將溫室內的溫度控制在一定范圍內，植物能夠在該溫度范圍下保持良好的生長狀態，充分體現出溫室控制的智能性。而在進行基于PLC的智能溫室監控系統設計的時候，可以考慮到以下幾方面的內容。

1）系統設計的目標。對于智能溫室控制系統來說，最為核心的設計目標就是要實現對溫室內各項環境因素的可靠控制。為了實現該目標，可以使用到針對于溫度、濕度以及光照等環境因素的傳感器，傳感器是設計過程中不可缺少的一類裝置，直接關系到控制能否順利實現。傳感器是對環境因素進行感應的裝置，而要實現具體的控制措施，則主要通過保溫被、通風窗、遮陽網以及滴管等裝置來進行。而進行智能溫室監控系統設計最終的目的則是需要讓作物的生長更為良好，增加作物的產量。

2）系統控制的模式與方案。在智能溫室的監控系統中，進行控制是以時間的變化為基準，進行相應的環境因素變化處理。以對溫度的控制為例，可以將一天分成多個時段，在每一個時段溫度的高低也有所不同，可以通過預先設定的方式，設置每一個時段的溫度，讓溫度的高低更為貼合植物的生長。而從更大范圍來說，可以按照季節的變化來設定溫度的變化，從而讓植物能夠獲得更加好的生長環境。而在設計控制方案的時候，可以分別設計自動與手動兩種方案，自動控制作為主要的控制方案，而手動控制用于發生特殊情況后，自動控制不能正常使用時。在一般的情況下，使用自動控制可以最大程度地降低成本以及勞動力，讓勞動強度得到大幅度控制。

3）系統的主要硬件結構。在一個完整的智能溫室監控系統中，其硬件結構組成相對來說非常復雜，需要每一部分的硬件設施齊全，才能夠充分發揮出系統的監控作用。最主要的硬件設施包括了計算機系統、窗戶、風扇、濕簾、遮陽網以及傳感器等等，分別發揮著不同的功能，對智能溫室監控系統功能的實現起到良好的支撐作用。

2 基于PLC的智能溫室監控系統軟件設計內容

硬件結構對溫室監控系統起到的是支撐作用，而真正發揮控制效果的，則是系統中的不同軟件。需要有一個完善的軟件系統，才能夠將對溫室的環境因素控制能力表現得更加完善，確保控制功能的完全體現。在實際的智能溫室中，應用到的軟件有以下幾類。

1）PLC軟件。PLC軟件是智能溫室中的核心控制軟件，具有對溫室內部的各項環境因素進行全面控制的能力。在進行PLC軟件設計的時候需要注意多方面的問題。首先，要通過自鎖電路來防止接點出現誤動情況。其次，需要讓軟件系統具有自主診斷功能，對各項控制設施出現故障的時候，能夠在第一時間做出準確的判斷。最后，要注意對光照、溫度、濕度等環境因素控制的準確性，雖然說在實際的控制過程中并不一定要溫度精準到極致，但必須要保證控制措施的可靠性。

2）控制系統軟件。通過PLC軟件所發布的命令，會傳達到不同的控制系統軟件中，由控制系統軟件采取相應的控制措施。控制系統軟件的設計，主要是針對于溫室當中的控制傳動頻率過快的情況，為了增加控制設施的使用壽命，就會通過控制軟件上的可調延時模塊來得到良好的調整，更有利于表現控制效果。

3）系統組態監控軟件。系統組態監控軟件，所實現的功能主要是進行數據的統計以及分析處理等等。首先，軟件可以實現遠程監控功能，對溫室內的環境因素以及各類硬件設施的運行情況進行實時的監控。其次，軟件具有數據的統計以及記錄功能，可以將溫室內的各項環境參數統計下來，并記錄到軟件系統中，以此來指導后續的環境因素控制。最后，軟件具有遠程控制功能，可以對一些自動化的參數進行遠程控制，從而讓控制過程更為快速簡便。

3 結束語

綜上所述，基于PIC的智能溫室監控系統，可以讓溫室內的各項環境因素控制變得更加快捷方便，對溫室內作物的生長具有很大的幫助，可以為溫室作物的生長帶來更加良好的條件。特別是隨著當今智能化技術的逐步發展，對溫室內的各項環境因素的監控水平將會達到更高的臺階。

參考文獻

[1]張水保，徐守志，李豐杰，等.智能溫室遠程監控系統設計[J].三峽大學學報（自然科學版），2012，34（2）：76-79.

[2]焦廣.基于嵌入式系統的智能溫室在線實時監控系統的設計與實現[D].南開大學，2013.

[3]吳衛東.南方大棚蔬菜生產環境監控系統的設計開發與應用[J].中國蔬菜，2013（23）：41-42，43.

[4]宋永飛.基于PLC和組態思想的智能溫室控制系統[J].工業控制計算機，2009，22（1）：7-9.

作者簡介

崔鶴（1988-），女，黑龍江大慶人，本科，大慶油田有限責任公司第一采油廠儀表安裝維修大隊儀表維修工，研究方向：PLC應用。endprint

摘 要 溫室由于具有反季節種植的功能，因此在許多地區得到了十分廣泛的應用。而隨著溫室種植應用的逐步推廣，對智能溫室監控系統的建設就變得尤為重要，是保證溫室溫度可控的基礎。文章從PLC的角度，分析了在PLC的支持下智能溫室監控系統的主要結構，并研究了系統的軟件設計內容，為智能溫室監控系統的高水平建設提供了必要的前提條件，為我國的溫室種植發展起到了助推作用。

關鍵詞 PLC；智能溫室監控系統；溫室種植

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0031-01

隨著生態可持續發展的理念逐步推廣以及人們對蔬菜水果等食物質量需求的逐漸提升，溫室種植已經成為了當今農業發展過程中不可缺少的一部分。而要對溫室內的溫度、適度、空氣含量、光照等環境因素進行有效的控制，以便于更好地幫助植物生長，就需要設計溫室內的監控系統，從而實現快速、可靠的控制。特別是在當今PLC裝置得到廣泛應用以來，基于PLC的智能溫室監控系統已經具有了較高的設計水平，其控制能力基本上可以滿足對溫室內各項環境因素的控制。

1 基于PLC的智能溫室監控系統概況

溫室的環境因素中包含了光、溫、水、土、氣等多項復雜內容，每一項因素均需要達到合適的指標，才能夠滿足相應植物的健康生長。因此，基于PLC的智能溫室監控系統具有極為重要的作用，是實現對溫室內多項環境因素準確控制的關鍵。而在實際的監控過程中，環境因素存在一個變化的區間，在該區間內植物可獲得較為良好的生長空間。以溫度的監控區間為例，智能溫室內的溫度監控可以建立在以下方程之上：

（1）

在公式（1）中，T代表智能溫室時間常數，Tn代表智能溫室室內溫度，Tf代表內外干擾熱量經換算之后的送風溫度變量，K代表智能溫室內的溫度放大系數。通過該微分方程，可以將溫室內的溫度控制在一定范圍內，植物能夠在該溫度范圍下保持良好的生長狀態，充分體現出溫室控制的智能性。而在進行基于PLC的智能溫室監控系統設計的時候，可以考慮到以下幾方面的內容。

1）系統設計的目標。對于智能溫室控制系統來說，最為核心的設計目標就是要實現對溫室內各項環境因素的可靠控制。為了實現該目標，可以使用到針對于溫度、濕度以及光照等環境因素的傳感器，傳感器是設計過程中不可缺少的一類裝置，直接關系到控制能否順利實現。傳感器是對環境因素進行感應的裝置，而要實現具體的控制措施，則主要通過保溫被、通風窗、遮陽網以及滴管等裝置來進行。而進行智能溫室監控系統設計最終的目的則是需要讓作物的生長更為良好，增加作物的產量。

2）系統控制的模式與方案。在智能溫室的監控系統中，進行控制是以時間的變化為基準，進行相應的環境因素變化處理。以對溫度的控制為例，可以將一天分成多個時段，在每一個時段溫度的高低也有所不同，可以通過預先設定的方式，設置每一個時段的溫度，讓溫度的高低更為貼合植物的生長。而從更大范圍來說，可以按照季節的變化來設定溫度的變化，從而讓植物能夠獲得更加好的生長環境。而在設計控制方案的時候，可以分別設計自動與手動兩種方案，自動控制作為主要的控制方案，而手動控制用于發生特殊情況后，自動控制不能正常使用時。在一般的情況下，使用自動控制可以最大程度地降低成本以及勞動力，讓勞動強度得到大幅度控制。

3）系統的主要硬件結構。在一個完整的智能溫室監控系統中，其硬件結構組成相對來說非常復雜，需要每一部分的硬件設施齊全，才能夠充分發揮出系統的監控作用。最主要的硬件設施包括了計算機系統、窗戶、風扇、濕簾、遮陽網以及傳感器等等，分別發揮著不同的功能，對智能溫室監控系統功能的實現起到良好的支撐作用。

2 基于PLC的智能溫室監控系統軟件設計內容

硬件結構對溫室監控系統起到的是支撐作用，而真正發揮控制效果的，則是系統中的不同軟件。需要有一個完善的軟件系統，才能夠將對溫室的環境因素控制能力表現得更加完善，確保控制功能的完全體現。在實際的智能溫室中，應用到的軟件有以下幾類。

1）PLC軟件。PLC軟件是智能溫室中的核心控制軟件，具有對溫室內部的各項環境因素進行全面控制的能力。在進行PLC軟件設計的時候需要注意多方面的問題。首先，要通過自鎖電路來防止接點出現誤動情況。其次，需要讓軟件系統具有自主診斷功能，對各項控制設施出現故障的時候，能夠在第一時間做出準確的判斷。最后，要注意對光照、溫度、濕度等環境因素控制的準確性，雖然說在實際的控制過程中并不一定要溫度精準到極致，但必須要保證控制措施的可靠性。

2）控制系統軟件。通過PLC軟件所發布的命令，會傳達到不同的控制系統軟件中，由控制系統軟件采取相應的控制措施。控制系統軟件的設計，主要是針對于溫室當中的控制傳動頻率過快的情況，為了增加控制設施的使用壽命，就會通過控制軟件上的可調延時模塊來得到良好的調整，更有利于表現控制效果。

3）系統組態監控軟件。系統組態監控軟件，所實現的功能主要是進行數據的統計以及分析處理等等。首先，軟件可以實現遠程監控功能，對溫室內的環境因素以及各類硬件設施的運行情況進行實時的監控。其次，軟件具有數據的統計以及記錄功能，可以將溫室內的各項環境參數統計下來，并記錄到軟件系統中，以此來指導后續的環境因素控制。最后，軟件具有遠程控制功能，可以對一些自動化的參數進行遠程控制，從而讓控制過程更為快速簡便。

3 結束語

綜上所述，基于PIC的智能溫室監控系統，可以讓溫室內的各項環境因素控制變得更加快捷方便，對溫室內作物的生長具有很大的幫助，可以為溫室作物的生長帶來更加良好的條件。特別是隨著當今智能化技術的逐步發展，對溫室內的各項環境因素的監控水平將會達到更高的臺階。

參考文獻

[1]張水保，徐守志，李豐杰，等.智能溫室遠程監控系統設計[J].三峽大學學報（自然科學版），2012，34（2）：76-79.

[2]焦廣.基于嵌入式系統的智能溫室在線實時監控系統的設計與實現[D].南開大學，2013.

[3]吳衛東.南方大棚蔬菜生產環境監控系統的設計開發與應用[J].中國蔬菜，2013（23）：41-42，43.

[4]宋永飛.基于PLC和組態思想的智能溫室控制系統[J].工業控制計算機，2009，22（1）：7-9.

作者簡介

崔鶴（1988-），女，黑龍江大慶人，本科，大慶油田有限責任公司第一采油廠儀表安裝維修大隊儀表維修工，研究方向：PLC應用。endprint