基于PLC的現代農業大棚自動控制設計方法探析

孫佳星 孫盛旭 羅 丹

(沈陽工學院，遼寧 撫順 113122)

在農作物種植過程中，農作物的生長、質量和大棚內的環境緊密聯系在一起，在溫室大棚內使用智能化的環境溫濕度控制系統是我國農業發展能夠更上一層樓的重要保障，通過對農作物種植環境的調節，能夠使農作物達到優質、高效、高產的種植目的。如今還有很多的溫室大棚采用人工管理的方式，這種方式存在很多弊端，例如監控間隔時間不穩定、溫濕度計判定精度低、勞動時間長等，這些弊端直接導致的結果就是不僅浪費人力資源，而且生產產能嚴重降低，難以達到理想的種植效果。因此，為了實現現代化、科學化的農業種植，必須要著重于發展自動化的蔬菜大棚，同時這也是實現農作物質量高、效益高、產能高的重要方式。

1 現代農業大棚自動控制設計系統功能

農業大棚自動控制系統共分為手動和自動控制兩種工作模式，對溫室大棚中的各項指標進行檢測，例如溫度、濕度和光照強度。PLC作為主要的控制系統，對大棚內傳感器傳送回來的數據進行處理和分析，從而控制大棚內的各種設備自動操作，維持溫室大棚內環境一直處于農作物生長的最優階段。當溫室大棚內處于手動操作模式時，能夠通過人機交互界面對大棚內的各項環境參數進行實時監測，由工作人員操作手動控制開關調整大棚內的環境參數。

2 大棚自動控制系統的硬件設計

2.1 系統硬件的組成原理

當大棚內環境調節處于自動模式時，操作人員能夠利用人機交互界面設定環境參數要求的上下限值，PLC自動控制大棚內環境調節設備達到各項參數的設定范圍，調節溫室大棚內的溫度、濕度和光照強度，直至各項參數處于設定的上下限范圍內為止。當大棚內環境調節處于手動模式時，工作人員通過人機交互的界面對大棚內的各項參數指標變化進行觀察，當參數超出需求范圍之后，調節設備的控制按鈕，對大棚內的環境進行調節。

2.2 PLC的選用

在溫室大棚中，需要一套完善的自動化溫室控制系統完成所有任務，該系統是以PLC作為整個核心的控制部分，利用傳感器對溫室大棚內的各項環境參數進行檢測，將測量數據傳輸至PLC中，經過PLC的處理，對相關設備發出指令。PLC是一種可編程控制器，是一種通用的自動控制設備，同時也具有一些特殊的優點，例如抗干擾能力強、可靠性高、對環境要求低和易于更改線路等。PLC能夠抵抗強烈的電磁干擾，PLC的平均無故障時間能夠達到幾十萬小時，具有很高的穩定性，同時對于環境溫濕度的要求較低，抗震抗沖擊性能好，對于電源電壓的要求也不高，能夠直接與其他裝配設備進行連接，PLC只需要對內部梯形圖更改，對外部接線更改要求較少，所以該PLC更改線路就比普通電氣線路容易很多。隨著PLC制造技術的不斷發展，PLC產品的種類和型號也越來越多，并且和相同種類的產品比較來說價格便宜，也便于調試和故障查找。

2.3 溫濕度傳感器模塊設計

DHT11是一種數字型的溫濕度傳感器，能夠對采集到的環境溫濕度數據直接以數字的形式顯示，該傳感器應用專業的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，以保證產品的溫濕度測量精度和穩定能力。DHT11溫濕度傳感器采用的是單總線通信，因此只需將PLC的一個I/O端口與DHT11的通信接口連接就能夠實現測量數據的采集和傳輸，在操作方面更為簡便。DHT11溫濕度傳感器具有很多特性，例如信號傳輸距離長、測量精度高、運行速度快、抗干擾能力強、耗電量小和性價比高等，因此在現代的多種環境測量應用中DHT11溫濕度傳感器都是最佳選擇，例如在環境調節器、溫濕度計制造和醫療等領域都可以進行應用。

3 結束語

基于PLC的現代農業大棚自動控制系統能夠實現對大棚內相應環境參數的實時監測與調節，為農作物提供優質的生長環境，不僅僅能夠有效地提高農作物的生長質量和產能，同時還能夠減少大量的人力工作資源。除此之外，利用人機交互界面和控制箱就能夠完成所有的手動和自動控制，操作起來也簡單方便，該設計能夠加速推動我國的現代化農業發展，有廣泛的發展前景。