基于plc的溫室大棚自動防風(fēng)監(jiān)控裝置設(shè)計

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1、2015年2月農(nóng)機(jī)化研究第2期基于PLC的溫室大棚自動防風(fēng)監(jiān)控裝置設(shè)計吾買爾·吐爾遜，穆哈西，夏慶成(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，烏魯木齊830052)摘要:近年來，新疆設(shè)施農(nóng)業(yè)除了提高本地農(nóng)民收入和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率外，還具有良好的節(jié)水效果，已成為發(fā)展節(jié)約水資源與可持續(xù)性農(nóng)業(yè)的主要形式。新疆多風(fēng)地區(qū)的溫室大棚主要受到當(dāng)?shù)刈匀粸?zāi)害大風(fēng)的破壞，為降低大風(fēng)對溫室的損害，通過綜合模糊評判法來確定裝置的防風(fēng)速閾值，用機(jī)械設(shè)計和自動控制技術(shù)相關(guān)的理論知識研制裝置的硬件部分，利用模塊化程序編程方法來實現(xiàn)裝置的自動控制功能，再把軟硬件組

2、合鏈接并運(yùn)行。該設(shè)備不僅具有操作簡單、靈活方便、經(jīng)濟(jì)實用等特點(diǎn)，而且有效防止大風(fēng)對溫室大棚中經(jīng)濟(jì)作物的災(zāi)害。關(guān)鍵詞:溫室;PLC;自動防風(fēng);監(jiān)控裝置中圖分類號:S625．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003－188X(2015)02－0218－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.02.052為廣大農(nóng)民積極接受和開展農(nóng)業(yè)節(jié)水工作的發(fā)動機(jī)。0引言在這些地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要特點(diǎn):一是設(shè)施農(nóng)業(yè)已成溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長為增加農(nóng)民收入的新亮點(diǎn);二是少數(shù)民族農(nóng)民從事設(shè)創(chuàng)造最佳條件、避免外界

3、四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆笆┺r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的比例越來越大，傳統(tǒng)生產(chǎn)習(xí)慣開始逐步［5－6］響的保護(hù)地栽培設(shè)施，它具有合理利用農(nóng)業(yè)資源、保轉(zhuǎn)變，并增強(qiáng)了市場意識和效益意識。［1－3］護(hù)生態(tài)環(huán)境及提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量等優(yōu)勢。2010年4月23日至24日，“風(fēng)庫之城”吐魯番地設(shè)施農(nóng)業(yè)不僅是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率和提高農(nóng)民收區(qū)遭遇近年來持續(xù)時間最長的大風(fēng)沙塵天氣，當(dāng)?shù)氐娜氲闹饕緩剑簿哂辛己玫墓?jié)水效果。研究表明，大棚設(shè)施農(nóng)業(yè)受損嚴(yán)重，風(fēng)災(zāi)造成日光大棚、陸地蔬設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水效果顯著，與傳統(tǒng)的大田用水相比，連菜、葡萄、哈密瓜、西瓜等農(nóng)作物直接經(jīng)濟(jì)損失15．

4、44［4］［7－8］棟大棚節(jié)水可達(dá)50%，拱棚節(jié)水可達(dá)30%。因此，億元。受災(zāi)大棚照片如圖1所示。在缺水比較嚴(yán)重的新疆干旱地區(qū)，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)已成圖1大棚被大風(fēng)破壞后的照片圖Fig．1Pictureofgreenhousethatdestroyedbygale盡管我國在溫室大棚控制技術(shù)方面取得了不少收稿日期:2014－03－06成果，但是大部分研究主要針對大棚室內(nèi)環(huán)境因素進(jìn)基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(41361061)行檢測、控制，基本上不考慮溫室外環(huán)境。對于溫室作者簡介:吾買爾·吐爾遜(1980－)，男(維吾爾族)，

5、新疆吐魯番人，講師，工學(xué)碩士，(E－mail)wapadar214@163．com。大棚自動監(jiān)控技術(shù)水平相對落后的多風(fēng)地區(qū)，其溫室·218·2015年2月農(nóng)機(jī)化研究第2期主要被大風(fēng)破壞。一般當(dāng)風(fēng)力達(dá)到8～9級時，大棚器的檢測值來實現(xiàn)保溫被的自動鋪、卷功能。當(dāng)刮風(fēng)外部塑料膜會被掀起、撕裂，直接會影響到大棚內(nèi)經(jīng)時，通過風(fēng)速傳感器來檢測風(fēng)速并與其設(shè)置值(用觸濟(jì)作物的生長，嚴(yán)重時作物直接死亡，帶來重大的經(jīng)摸屏來設(shè)定)進(jìn)行對比。檢測值大于設(shè)定值時，可編濟(jì)損失。程序控制器先后驅(qū)動卷簾機(jī)和卷鋼絲繩裝置，有效防為此，筆者結(jié)合多風(fēng)地區(qū)溫室

6、大棚的形式、結(jié)構(gòu)止大風(fēng)對溫室內(nèi)各種農(nóng)作物的破壞。等特點(diǎn)，設(shè)計了一種溫室大棚自動防風(fēng)監(jiān)控裝置。該裝置通過相關(guān)傳感器監(jiān)測隨時變化的風(fēng)速，并自動完成保護(hù)操作，有效防止大風(fēng)對溫室大棚中經(jīng)濟(jì)作物的損害。1裝置設(shè)計原理溫室大棚自動防風(fēng)監(jiān)控裝置(見圖2)包括控制［9］單元部分和機(jī)械傳動部分?？刂茊卧糠职蓤D2溫室大棚自動防風(fēng)監(jiān)控裝置原理圖編程序控制器(PLC)及其A/D轉(zhuǎn)換器、風(fēng)速傳感器、Fig．2Schematicdiagramofgreenhousemonitorand溫度傳感器、光照度傳感器、拉力變送器、觸摸屏、行contr

7、oldeviceforautomaticpreventfromgale程開關(guān)、繼電器組和按鍵模塊。機(jī)械傳動部分包括正2裝置總體設(shè)計及其主要部件反轉(zhuǎn)減速電機(jī)、鋼絲繩固定架、彈簧固定架、卷繩裝置和卷簾機(jī)。正反轉(zhuǎn)減速電機(jī)一臺拖動卷鋼絲繩裝置，2．1總體設(shè)計一臺拖動卷簾機(jī)，它們通過可編程序控制器來啟停。溫室大棚自動防風(fēng)監(jiān)控裝置的安裝布置圖如圖3無風(fēng)時期，該裝置只能根據(jù)溫度傳感器和光照度傳感所示。1．鋼絲繩2．彈簧固定架3．鋼絲繩固定架4．溫室大棚側(cè)墻5．拉力變送器6．卷繩桿7．正反轉(zhuǎn)電機(jī)8．卷繩裝置基礎(chǔ)9．卷簾機(jī)圖3溫室大棚自動

8、防風(fēng)監(jiān)控裝置安裝布置圖Fig．3Installationlayoutofgreenhousemonitorandcontroldeviceforautomaticpreventfromgale其機(jī)械傳動部分包括鋼絲繩固定架、彈簧架、鋼內(nèi)穿有鋼絲繩，鋼絲繩一端各與一水平卷繩桿相連，絲繩、卷繩裝置及卷簾機(jī)。在原大棚兩側(cè)墻