基于plc的农业养殖大棚监控系统设计

摘要：随着科技进步与社会进步，人民已不能满足于衣食住行，也不能以适时收成为知足。只要你愿意，你就可以随时随地地享用你喜欢的食物。本文就是为了解决上述问题而研制的一种 PLC监测装置。能适应不同时期的不同情况，从而保证环境的总能适应作物的成长。在设计中，利用 PLC进行了一系列的控制，采集了大量的植物，并将这些植物的生长情况进行了模拟，在测试的时候，可以根据周围的环境参数来调整和调整，从而保证植物的健康。最后，实现了作物在适宜的生长条件下，适应了适宜的生长条件，进入了一个智能化的循环体系，形成了低成本高效的工厂化生产。

关键词：PLC；大棚养殖；智能化系统；农作物 1绪论

通过对温室内环境的监控，可以使温室内的作物得到精确的控制。通过对室内大气中的水分、气温和光线进行监控，可以对周围的环境因子进行动态调节，使之适合于农作物的生长。它使生产更加系统化，培育更多技术作物，提高了产品的质量和经济价值。为了提供有利于农业科学研究活动的科学方法，将自动控制引入农作物生产中，通过数据记录和参数设置，组织农业科学研究以及各种农作物使用的生产决策条件，为农业研究人员提供实用的方法。

2总体方案设计

2.1控制器的比较与选择

可编程序控制器具有成本高、尺寸大、抗干扰性好、编程简单、不易出错、研制时间较少等优点。因此，许多复杂的控制系统都采用了可编程控制器，这是一种非常可靠的方法。可编程控制器具有低成本、低功耗、低体积、高性价比等优点，但是由于其对周围的环境条件和器件性能的限制，很难适应多种场合，并

且存在着一定的抗干扰性和失效风险，并且在不进行长期试验的情况下，其性能不稳定。

由于设计应用于农业养殖大棚，有时候环境可能是比较的恶劣，各种环境因素都可能有，单片机这种集成电路的芯片，保护包装对于这种环境是非常差的，对于这种需要投入长期使用的环境，使用单片机肯定是不行的，所以设计采用了使用PLC作为此次系统控制的控制大脑，PLC本身就是为了去满足工业的恶劣环境控制而生的，其能适应各种恶劣的环境，有的还有专门的防护型PLC，其防护等级可以达到IP65，这种防护等级已经几乎达到了防护的最大等级了。而且PLC也非常的便宜，经济实惠，而且编程也非常的简单易上手。

2.2系统控制方案设计

因为种种的因素，不能将整套的系统直接移植到温室中进行实验，对设施和环境的需求也是极高的。在仔细的研究了一番后，他得出了一个结论，那就是采集这些植物的最好的生长条件，在进行实验的时候，他会根据周围的环境来调整自己的状态，从而确定自己的种植条件。只要你能调整好自己的状态，那就是你的胜利。在整个设计方程式中，要采集到的资料包括：气温、湿度、光线、土壤的四种数值，因此必须要安装一套 A/D转换装置，而所需的转速也必须由模拟器来进行，因此，必须要增加具有四个模数输入模数及模数输出模数的模数组合模数EM235。这是S7-200仿真器的一个扩充模组。温度感应器将测量到的温度信息发送至 PLC，并将其与自身设置的温度区间进行比对，若温度低于此数值，则将其加热至预设值。这种温度的变化可以由 HMI （HMI）来实现。该软件还增加了一个能够对数据进行即时监测的人机接口，并能针对用户的需要对其进行修改。

3.系统硬件设计 3.1环境调控系统

因为我国大多数地方夏天高温，日照强烈，因此必须在温室上方设置室外遮阳装置，并使用遮阳板遮挡三分之二的日光。这种遮阳装置，除了能调节日光的强弱，还能在夏天的时候起到隔热的效果。

一般采用的方法是在温室内依次设置若干个流通风扇，使其在温室内产生有秩序的气流，从而确保温室内的空气均匀、稳定。具有散热功能。总的来说，要根据温室内的循环和不同的作物种类，将风扇分成两列，并将其排列在温室的四周。因为该布置具有优良的透气性能，因此适合于高栽植密度和高气密性的大棚。

3.2传感器的选择

为了能够采集到大棚当中的温度，湿度，光照，土壤湿度，我们就需要选择采集这个信号的传感器，然后在通过模拟量转换传到PLC做数据处理，根据情况的不同，然后让控制一些变量动作，让大棚内的环境更加适应农作物生长。

大棚内的气温是影响作物生长发育的重要因素，所以要严格地调控温度。气温的不同决定了植株的光合作用与气温的不同。这里，有必要对一个能采集温度的传感器进行选取，并使用这个温差来对吹风机的起动进行控制，从而在适合于植株的生长条件下保持其温度。这里我们选用了PT100的温度和湿度传感器.在温室内测量气温时，应注意以下两点。一种是温室内的土壤，一种是温室内的空气。通过对两种不同的温度进行了细致的研究，发现两者之间的差异并不大，所以可以将其挂在感应器上进行测定。

4系统软件设计

STEP7-Micro/WINSMART是西门子第一次接触的，从使用和程序上来看，它确实是一个很容易的程序，包括梯形图、语法表、功能模块，甚至可以随意切换，目前市场上的许多程序和 HMI程序，都需要大量的计算机，像博图这样的应用程序，就需要几十 G的存储，更别说内存了，这款程序是为200 smart开发的。它的功能很好，软件也就是数百 MB，而且对计算机的需求不高，而且安装起来也很方便，没有什么繁琐的程序，很符合新手的需求，所以我就来为你讲解这个系统的优势。

相对于以前的有些编程来软件来说，以前最常用的就是使用下拉式菜单，但是这样有一个非常大的缺点，对于初学者或者不熟悉软件的人来说，要在界面中去找到相应的图标，然后点击在下拉式菜单中再去寻找相应的功能键是非常麻烦的，而且就算非常的熟练，对于编程效率也是有很大的影响的。而200smart这

款编程软件取消了以前常用的传统的下来菜单，改成了区域式的菜单设计，这样把所有的功能和指令都做了一个归类，这样可以在界面一目了然地找到所需要的东西，而且非常的直观，而且这些区域你自己也可以做规划划分，把所常用的指令或者功能放在一个区域，不怎么常用的可以隐藏起来，然后这样可以给编程区域腾出更大的空间。

5结论

本设计针对农业养殖大棚的自动化做出了研究，对农业大棚的环境的监测和调节方面进行了分析，设计了基于PLC的农业养殖大棚监控系统，实现了农业养殖温室环境监控系统。该试验以S7-200 PLC作为控制中心，利用带有设置数值的逻辑控制器，实现了对温室内的环境监控。

参考文献

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