基于plc的溫室大棚自動防風監(jiān)控裝置設計

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1、2015年2月農(nóng)機化研究第2期基于PLC的溫室大棚自動防風監(jiān)控裝置設計吾買爾·吐爾遜，穆哈西，夏慶成(新疆農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院，烏魯木齊830052)摘要:近年來，新疆設施農(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。新疆多風地區(qū)的溫室大棚主要受到當?shù)刈匀粸暮Υ箫L的破壞，為降低大風對溫室的損害，通過綜合模糊評判法來確定裝置的防風速閾值，用機械設計和自動控制技術相關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、合鏈接并運行。該設備不僅具有操作簡單、靈活方便、經(jīng)濟實用等特點，而且有效防止大風對溫室大棚中經(jīng)濟作物的災害。關鍵詞:溫室;PLC;自動防風;監(jiān)控裝置中圖分類號:S625．3文獻標識碼: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。0引言在這些地區(qū)設施農(nóng)業(yè)的主要特點:一是設施農(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;二是少數(shù)民族農(nóng)民從事設創(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)習慣開始逐步［5－6］響的保護地栽培設施，它具有合理利用農(nóng)業(yè)資源、保轉(zhuǎn)變，并增強了市場意識和效益意識。［1－3］護生態(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，“風庫之城”吐魯番地設施農(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)時間最長的大風沙塵天氣，當?shù)氐娜氲闹饕緩?，也具有良好的?jié)水效果。研究表明，大棚設施農(nóng)業(yè)受損嚴重，風災造成日光大棚、陸地蔬設施農(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)濟損失15．

4、44［4］［7－8］棟大棚節(jié)水可達50%，拱棚節(jié)水可達30%。因此，億元。受災大棚照片如圖1所示。在缺水比較嚴重的新疆干旱地區(qū)，發(fā)展設施農(nóng)業(yè)已成圖1大棚被大風破壞后的照片圖Fig．1Pictureofgreenhousethatdestroyedbygale盡管我國在溫室大棚控制技術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)境因素進基金項目:國家自然科學基金項目(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，工學碩士，(E－mail)wapadar214@163．com。大棚自動監(jiān)控技術水平相對落后的多風地區(qū)，其溫室·218·2015年2月農(nóng)機化研究第2期主要被大風破壞。一般當風力達到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。當刮風外部塑料膜會被掀起、撕裂，直接會影響到大棚內(nèi)經(jīng)時，通過風速傳感器來檢測風速并與其設置值(用觸濟作物的生長，嚴重時作物直接死亡，帶來重大的經(jīng)摸屏來設定)進行對比。檢測值大于設定值時，可編濟損失。程序控制器先后驅(qū)動卷簾機和卷鋼絲繩裝置，有效防為此，筆者結(jié)合多風地區(qū)溫室

6、大棚的形式、結(jié)構止大風對溫室內(nèi)各種農(nóng)作物的破壞。等特點，設計了一種溫室大棚自動防風監(jiān)控裝置。該裝置通過相關傳感器監(jiān)測隨時變化的風速，并自動完成保護操作，有效防止大風對溫室大棚中經(jīng)濟作物的損害。1裝置設計原理溫室大棚自動防風監(jiān)控裝置(見圖2)包括控制［9］單元部分和機械傳動部分?？刂茊卧糠职蓤D2溫室大棚自動防風監(jiān)控裝置原理圖編程序控制器(PLC)及其A/D轉(zhuǎn)換器、風速傳感器、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、繼電器組和按鍵模塊。機械傳動部分包括正2裝置總體設計及其主要部件反轉(zhuǎn)減速電機、鋼絲繩固定架、彈簧固定架、卷繩裝置和卷簾機。正反轉(zhuǎn)減速電機一臺拖動卷鋼絲繩裝置，2．1總體設計一臺拖動卷簾機，它們通過可編程序控制器來啟停。溫室大棚自動防風監(jiān)控裝置的安裝布置圖如圖3無風時期，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8．卷繩裝置基礎9．卷簾機圖3溫室大棚自動

8、防風監(jiān)控裝置安裝布置圖Fig．3Installationlayoutofgreenhousemonitorandcontroldeviceforautomaticpreventfromgale其機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。在原大棚兩側(cè)墻