PLC的智能温室监控系统分析

孙李琳 吴 琼

（河北机车技师学院 河北唐山 064009）

PLC的智能温室监控系统分析

孙李琳 吴 琼

（河北机车技师学院 河北唐山 064009）

随着可编程控制器（PLC）深入到工业控制等诸多领域，微机技术应用到可编程控制器中，不但用逻辑编程取代了硬连线逻辑，还增加了运算、数据传送与处理以及对模拟量进行控制等功能，使之真正成为一种电子计算机工业控制设备。而温度控制器是重要的仪表控制组成单元，是对温度进行控制的电开关设备，在食品、化工、生物等领域要重要的现实意义。因此，如何精确的对温度进行控制，是仪表控制中一类重要的研究方向。

PLC 智能温室监控系统

引言

在很多的工业和机械的技术中，都要用到温度控制器，过去生产者们常常进行人为的控制，这样不仅仅是对于人力的浪费，也增加了温度控制生产过程中的不稳定性，基于此，本文对于PLC基础上的温度控制器的设计进行了分析，PLC温度控制由于具有很好的稳定性，便于编制程序等优点，应用起来非常方便，使得PLC温度控制系统在使用中具有了可行性。

一、基于PLC的智能温室控制系统的基本理论

PLC是在继电―接触器控制系统的基础上发展而来的一种计算机控制装置，起控制功能主要注重的是开关量处理、逻辑运算等。而以PLC为基础形成的温度控制系统是一种存储程序的控制器，其主要特点是安装和开发较为简单，有很高的可靠性，且抗感染能力强、功能丰富，接口模块丰富有很强的可扩充性，成本低，性价比高。但是PLC也有缺点，如人机交互的能力不足，使用有一定复杂性。[1]

二、PLC的智能温室监控系统设计

1．硬件设计

智能温室控制系统是温室自动控制的核心，主要构成部分由传感器、接口电路、检测电路和现场控制等。其中传感器是最为核心的组成，其主要任务就是要将和作物相关的现场环境因子转换成数字量后传递给PLC，如湿度、温度、光照度等。可见，基于PLC形成的智能温室控制硬件系统设计主要是通过PLC对环境因子数据分析后，按照预先设计好的阀值，病使用PID算法制定出一个智能决策，并将产生的控制信号很好的传递给继电器，以实现对执行器的驱动作用，如电磁阀、电机和补光灯等，最终自动控制智能温室。

2．传感器的设计

本文主要从温湿度传感器和光照传感器两种不同类型传感器进行探讨。一方面，温湿度传感器的设计主要使用复合型设计法，湿敏元件采用反高分子薄膜湿敏电容，温敏元件采用铂电阻。整个传感器的温度测量范围控制在-40-120摄氏度之间，湿度的测量范围在百分之0-100Rb，优点是高测量精度、量程范围大、操作便捷、响应时间短等。另一方便，光照传感器的设计上，使用硅兰光伏探测器当做整个传感器光照强度的测量元件，因其对弱光的敏感度较强。设计这样的元件有很好的防水性，有线性度强、测量范围广、传输距离远和操作便捷等特点。[2]

3．软件设计

（1）正确把控好设计原则

无规矩则不成方圆，在对温控软件系统的设计中，必须要遵循好设计原则，具体分为以下几点：问题解决的方法是用自锁电路，只要是为了防止设备产生误动;系统有自诊断的功能，可以是用PLC自身功能来解决问题;如果温度有快速升高的话，且达到一定的数值，就需要打开风机，且一般温室中会有两组风机，工作人员需要根据自身需要选择风机数量;一般而言，温室有设置8个以上的天窗，且受电机控制，一旦室内温度高于设定值的话，PLC就会自动发出打开天窗的信号，接着继电器来控制天窗电机打开天窗，病通过形成开关控制电机的启动或停止;如果系统温度再度升高的话就可以考虑打开湿帘水泵，以达到降温的目的;系统是有手动和自动切换功能的，因此可以使用开关柜上的一个开关当做PLC手动和自动控制的输入信号，完成从自动控制程序转换手动;当湿度降到正常范围值后，就需要打开湿帘水泵;阳光照度的检测是通过光照传感器实现的，如果光照度超过了限定值后，就需要打开遮阳网，以控制光照度。

（2）正确理解软件控制算法

基于PLC的智能温室控制系统必须要正确理解软件控制算法，而温控系统中对风机、天窗、湿帘和遮阳帘等上的控制也是通过PLC实现的。原理是根据传感器检测到一定的数据和相应的算法后发出控制信号，然后通过控制继电器的相应设备和机构进行启动和停止功能，温度升高后的PLC控制算法程序具体如下：先对温度、湿度和光照强度等传感器进行扫描，接着使用PID控制算法进行计算，按照设定好的湿度、温度和光照强度阀值;PLC最先判断的是否温室需要打开天窗，如果需要就会自动发出打开天窗的信号如果不需要就不会发出这个信号;PLC然后判断是是否需要打开风机，如果需要就会自动发出打开风机的信号，如果不需要就不会发出这个信号;PLC继续判断的是是否需要发出打开湿帘的信号，这个信号的发出依据是湿度和温度的设定值，如果需要就会自动发出打开湿帘的信号，如果不需要就不会发出这个信号;PLC最后判断的是是否需要发出打开遮阳帘的信号，这个信号的发出依据是光照度和温度，如果需要就会自动发出打开遮阳帘的信号，如果不需要就不会发出这个信号。

结语

伴随着自动控制技术的快速发展，很多生产过程中温度控制的自动化水平将有待提高，使系统外部结构简化，得到动态性能良好的、高的控制精度、稳定的控制效果、稳定可靠的工作系统等特点。嵌入式技术微电子的迅猛发展以及不断完善现的代控制理论，性能高的嵌入式处理器进行温度的智能控制将进入实际使用阶段，同时能在嵌入式处理器中加入繁琐的控制理论从而达到工业过程的精密控制。笔者认为利用PLC控制器，发挥PLC的优点，对工业机械生产中的温度控制进行自动操作，可实现“一机多控”的效果，且具有很好的稳定性，便于编制程序等优点，应用起来非常方便。

[1]孔晓鸣，许敬德，马金平，等.基于PLC和触摸屏的制冷空调产品检测装置控制系统[J].机械与电子，2009（1）.

[2]任俊杰，李永霞，李媛，等.基于PLC的闭环控制系统PID控制器的实现[J].制造业自动化，2009（4）.