PLC的智能溫室監控系統分析

孫李琳 吳 瓊

（河北機車技師學院 河北唐山 064009）

PLC的智能溫室監控系統分析

孫李琳 吳 瓊

（河北機車技師學院 河北唐山 064009）

隨著可編程控制器（PLC）深入到工業控制等諸多領域，微機技術應用到可編程控制器中，不但用邏輯編程取代了硬連線邏輯，還增加了運算、數據傳送與處理以及對模擬量進行控制等功能，使之真正成為一種電子計算機工業控制設備。而溫度控制器是重要的儀表控制組成單元，是對溫度進行控制的電開關設備，在食品、化工、生物等領域要重要的現實意義。因此，如何精確的對溫度進行控制，是儀表控制中一類重要的研究方向。

PLC 智能溫室監控系統

引言

在很多的工業和機械的技術中，都要用到溫度控制器，過去生產者們常常進行人為的控制，這樣不僅僅是對于人力的浪費，也增加了溫度控制生產過程中的不穩定性，基于此，本文對于PLC基礎上的溫度控制器的設計進行了分析，PLC溫度控制由于具有很好的穩定性，便于編制程序等優點，應用起來非常方便，使得PLC溫度控制系統在使用中具有了可行性。

一、基于PLC的智能溫室控制系統的基本理論

PLC是在繼電―接觸器控制系統的基礎上發展而來的一種計算機控制裝置，起控制功能主要注重的是開關量處理、邏輯運算等。而以PLC為基礎形成的溫度控制系統是一種存儲程序的控制器，其主要特點是安裝和開發較為簡單，有很高的可靠性，且抗感染能力強、功能豐富，接口模塊豐富有很強的可擴充性，成本低，性價比高。但是PLC也有缺點，如人機交互的能力不足，使用有一定復雜性。[1]

二、PLC的智能溫室監控系統設計

1．硬件設計

智能溫室控制系統是溫室自動控制的核心，主要構成部分由傳感器、接口電路、檢測電路和現場控制等。其中傳感器是最為核心的組成，其主要任務就是要將和作物相關的現場環境因子轉換成數字量后傳遞給PLC，如濕度、溫度、光照度等?？梢姡赑LC形成的智能溫室控制硬件系統設計主要是通過PLC對環境因子數據分析后，按照預先設計好的閥值，病使用PID算法制定出一個智能決策，并將產生的控制信號很好的傳遞給繼電器，以實現對執行器的驅動作用，如電磁閥、電機和補光燈等，最終自動控制智能溫室。

2．傳感器的設計

本文主要從溫濕度傳感器和光照傳感器兩種不同類型傳感器進行探討。一方面，溫濕度傳感器的設計主要使用復合型設計法，濕敏元件采用反高分子薄膜濕敏電容，溫敏元件采用鉑電阻。整個傳感器的溫度測量范圍控制在-40-120攝氏度之間，濕度的測量范圍在百分之0-100Rb，優點是高測量精度、量程范圍大、操作便捷、響應時間短等。另一方便，光照傳感器的設計上，使用硅蘭光伏探測器當做整個傳感器光照強度的測量元件，因其對弱光的敏感度較強。設計這樣的元件有很好的防水性，有線性度強、測量范圍廣、傳輸距離遠和操作便捷等特點。[2]

3．軟件設計

（1）正確把控好設計原則

無規矩則不成方圓，在對溫控軟件系統的設計中，必須要遵循好設計原則，具體分為以下幾點：問題解決的方法是用自鎖電路，只要是為了防止設備產生誤動;系統有自診斷的功能，可以是用PLC自身功能來解決問題;如果溫度有快速升高的話，且達到一定的數值，就需要打開風機，且一般溫室中會有兩組風機，工作人員需要根據自身需要選擇風機數量;一般而言，溫室有設置8個以上的天窗，且受電機控制，一旦室內溫度高于設定值的話，PLC就會自動發出打開天窗的信號，接著繼電器來控制天窗電機打開天窗，病通過形成開關控制電機的啟動或停止;如果系統溫度再度升高的話就可以考慮打開濕簾水泵，以達到降溫的目的;系統是有手動和自動切換功能的，因此可以使用開關柜上的一個開關當做PLC手動和自動控制的輸入信號，完成從自動控制程序轉換手動;當濕度降到正常范圍值后，就需要打開濕簾水泵;陽光照度的檢測是通過光照傳感器實現的，如果光照度超過了限定值后，就需要打開遮陽網，以控制光照度。

（2）正確理解軟件控制算法

基于PLC的智能溫室控制系統必須要正確理解軟件控制算法，而溫控系統中對風機、天窗、濕簾和遮陽簾等上的控制也是通過PLC實現的。原理是根據傳感器檢測到一定的數據和相應的算法后發出控制信號，然后通過控制繼電器的相應設備和機構進行啟動和停止功能，溫度升高后的PLC控制算法程序具體如下：先對溫度、濕度和光照強度等傳感器進行掃描，接著使用PID控制算法進行計算，按照設定好的濕度、溫度和光照強度閥值;PLC最先判斷的是否溫室需要打開天窗，如果需要就會自動發出打開天窗的信號如果不需要就不會發出這個信號;PLC然后判斷是是否需要打開風機，如果需要就會自動發出打開風機的信號，如果不需要就不會發出這個信號;PLC繼續判斷的是是否需要發出打開濕簾的信號，這個信號的發出依據是濕度和溫度的設定值，如果需要就會自動發出打開濕簾的信號，如果不需要就不會發出這個信號;PLC最后判斷的是是否需要發出打開遮陽簾的信號，這個信號的發出依據是光照度和溫度，如果需要就會自動發出打開遮陽簾的信號，如果不需要就不會發出這個信號。

結語

伴隨著自動控制技術的快速發展，很多生產過程中溫度控制的自動化水平將有待提高，使系統外部結構簡化，得到動態性能良好的、高的控制精度、穩定的控制效果、穩定可靠的工作系統等特點。嵌入式技術微電子的迅猛發展以及不斷完善現的代控制理論，性能高的嵌入式處理器進行溫度的智能控制將進入實際使用階段，同時能在嵌入式處理器中加入繁瑣的控制理論從而達到工業過程的精密控制。筆者認為利用PLC控制器，發揮PLC的優點，對工業機械生產中的溫度控制進行自動操作，可實現“一機多控”的效果，且具有很好的穩定性，便于編制程序等優點，應用起來非常方便。

[1]孔曉鳴，許敬德，馬金平，等.基于PLC和觸摸屏的制冷空調產品檢測裝置控制系統[J].機械與電子，2009（1）.

[2]任俊杰，李永霞，李媛，等.基于PLC的閉環控制系統PID控制器的實現[J].制造業自動化，2009（4）.