采用广义预测控制与物联网的智能温室灌溉

针对当前商业温室自动灌溉系统控制成本、用水量较高的问题,提出一种基于广义预测控制与物联网的智能温室灌溉系统。首先,采用农作物的蒸腾作用模型触发事件的产生;其次,将基质湿度值与事件产生模块的输出作为广义预测模型的输入;最终,将零阶保持器模块的输出作为驱动系统的输入,控制温室灌溉系统的开启与关闭。基于事件的控制器包含2个部分:事件检测器与控制器,事件检测器决定是否将新发生的事件通知控制器,控制器由1组广义预测控制器组成,当检测到1个新的事件时,根据时间点选择其中1个广义预测控制器。在南通地区的连栋温室试验结果表明,本控制系统在实现有效温室灌溉效果的前提下,降低了20%的用水量,并减少了灌溉系统的开启时间,降低了控制的成本。     

模糊控制在温室大棚控释CO_2气肥系统中的应用

农作物在各个生长期所需的CO_2浓度不同,在室外生长时很难对其进行调控,而温室大棚的密封性为CO_2浓度的调控提供了条件。设计了基于模糊控制理论温室大棚内多环境因素综合控释CO_2气肥系统。以作物所处环境的光照度、温度、湿度三因素作为模糊系统的输入,以适宜当前作物生长的CO_2气肥浓度为模糊系统的输出,建立了Mamdani型多输入单输出的模糊控制系统。该系统以PLC作为控制器,结合温室环境传感器以及上位机、下位机控制系统进行设计,通过查询模糊控制规则表的方式,对温室大棚内的CO_2气肥浓度合理的进行控释。结果表明,该系统对CO_2气肥的输出要比阈值控制方式更接近作物生长需求规律,并且系统抗干扰能力强,反应速度快,有较强的鲁棒性,有效地提高了温室作物的生产效益。     

温室空间电场/CO2同补理论与实践(下)

应用系统利用空间电场/CO2同补理论开发的技术系统主要包括3DFC-660A型温室电除雾防病促生系统和3DFC-660型温室电除雾防病促生系统2种系统。3DFC-660A型温室电除雾防病促生系统(简称A型系统),主要由直流高电压发生组件、CO2/臭氧/氮氧化物多元气体发生组件、空间电极组件、多元气体输送管件、控制器等组成。空间电场的建立是直流高电压发生组件向由通过沿温室长度方向布设于温室屋梁上的空间电极组件与地面形成的空——地电极结构输入直流高电压获得的,空间电极组件中的电极线是通过组件中的绝缘子与棚顶实现电隔离的,带有直流高压…     

可编程控制器实验箱的研制

针对可编程控制器实践教学中存在的问题,研究制作符合实际教学特点的实验箱,从而在课程实验、课程设计、毕业设计、学生科技创新以及科学研究等方面发挥作用.可编程控制器实验箱主要进行了电源部分、输入端子、输出端子、实验面板及箱体的设计,在实际应用取得了较好的效果.     

花卉浸润栽培设施的研究

浸润栽培系统设备主要由可编程控制器、电器阀、进水泵、排水泵、肥料循环泵、清洗盐系统、输水管道系统、监控系统、浸润槽、储水池等部分组成,见图1。一、系统的组成与功能1、可编程控制器作为浸润栽培系统设备的核心,生产管理者根据花卉整个生长期内不同阶段每天浸润开始时间、持续时间、所需浸润肥料溶液的Ph、EC(何时增添某种营养液、何时开启清洗盐系统等)等,通过人机对话系统将这些生产信息输入可编程控制器,同时还可以根据生产过程实际情况需要在生产过程对这些信息进行更改。可编程控制器接受生产灌溉流程信息,通过分析处理,在适…     

温室地源热泵温度控制系统设计

本文介绍了温室地源热泵空调系统,该系统以可编程逻辑控制器（PLC）为控制系统核心,并用计算机对运行状况进行观测、调节地源热泵温室空调控制系统。该控制系统利用室内外大气温度数据来确定系统所处的工况,实现对热泵机组、循环水泵等的运行控制,同时系统根据水源侧循环水的温度、压力调节水流流量,根据负荷侧空调使用情况调节运行状态,以此实现整个系统的节能和高效运行。     

减阻剂减阻率测控系统设计

合理使用减阻剂,既可以实现减阻效果,又可以增加输出和减小能耗。随着我国长输管线原油输送事业的快速发展,对减阻剂的需求量也不断加大,但相应的减阻剂测试设备却比较欠缺。为此,设计开发了一种能够有效检测各种减阻剂减阻率的测控系统。测控系统硬件电路主要完成多通道数据的采集及多个控制量的输出,主要由RS232通讯模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块4部分组成;工业控制计算机(上位机)和专业控制器(下位机)2部分协同工作共同实现现场过程测控的全过程。试验结果表明,该测控系统的各项功能都达到了减阻率测试工艺设计的相关要求。     

以PLC为核心加单片机扩展开发温室控制器

在温室控制中,温室控制器是整个温室控制系统的核心部分。它将温室内外环境的温度、湿度、光照度、CO2浓度、幅射、EC值、pH值、室外气象条件等参数采集到存储单元内,经过数据处理及运算,输出从而控制执行机构。开发温室控制器首先要考虑其硬件的稳定性及可靠性,其次要考虑成本及性价比。因此,采用何种方案设计温室控制器是温室自动控制系统开发的关键问题。目前各研究部门及公司采用的方案大同小异,但不是稳定性较差,就是成本较高。近几年来,总结现阶段温室建造的具体情况及客户要求,以及实践工程当中的应用经验,笔者认为可将工业控制中的PLC引入温室控制,同时采用单片机设计外围输入采集电路及输出保护扩展。由此既可利用PLC稳定性好、运算速度快的优点,又降低了设备成本等。     

基于 STC 单片机的温室自动通风系统设计与应用

针对我国北方日光温室通风主要靠人工操作、管理费用偏高且常因监控不及时导致温室农作物受损的问题,设计了温室自动通风控制系统,本系统的核心由STC12C5A60S2单片机、温度传感器输入接口、12864LCD显示屏、操作按键及LED指示灯、继电器输出控制、外部执行机构6个部分组成。系统输入接口连接DHT21温湿度传感器,可将采集的温度数据显示在LCD显示屏上,供用户进行观测;同时,通过继电器输出控制接口与温室通风口驱动电机相连,可控制温室通风口的开与关。系统可设定温室内温度的上、下限值,通过采集的实时温度与设定值的比较来确定温室通风口的开关,实现温室温度实时监测和自动调温控制。另外,控制系统设计有手动操作按钮和LED指示灯,实现自动手动多种工作方式,方便用户选择。经过多次实地试验,本系统性能稳定且简单易用,可基本满足温室自动通风的需求,降低人工成本,提高经济效益。     

温室系统温湿度、水肥耦合的解耦控制器设计

温室控制研究已开展多年,一方面是关于温度和湿度的耦合问题运用多种算法进行解耦,另一方面是针对温室内营养成分进行水肥耦合研究。针对温室系统控制问题,目前还没有对上述2种耦合进行综合研究,因此提出温湿度耦合和水肥耦合的温室系统生态耦合观点,通过传感器采集温度、湿度以及土壤氨氮等养分信号,并基于能耗模型以PLC(可编程逻辑控制器)为核心设计集中式PID(比例、积分和微分)解耦控制器,实现温室系统在喷淋农作物时考虑到土壤水肥营养成分的流失,以此提高温室系统的产量和品质,同时降低温室系统的生态损耗和污染。     

模数转换技术及其前景

随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用,利用数字系统处理模拟信号的情况变得更加普遍.数字电子计算机所处理和传送的都是不连续的数字信号,而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量,模拟量经传感器转换成为电信号的模拟量后,需经模数转换变成数字信号才可输入到数字系统中进行处理和控制,因而作为把模拟电量转换成数字量输出模数转换技术成为了电子技术发展的关键和瓶颈所在.本文主要介绍了关于模数转换的基本概念,举出了一些常见的模数转换器和模数转换器的主要性能指标,最后展望了模数转换技术的发展方向.     

基于WSN和PLC的远程温室监控系统设计

针对传统温室环境监控存在的地域、距离限制以及监控系统布线冗杂、数据时延性等问题,设计基于无线传感器网络(WSN)和可编程控制器(PLC)的温室监控系统。首先以CC2530芯片为核心,搭建了基于ZigBee的星型拓扑无线传感器网络。然后设计WSN与PLC的通信协议,实现环境检测数据的实时动态传输。最后,提出PLC现场控制的温湿度模糊控制策略,以应对温室控制的强非线性。该系统传感网络组网灵活,温室数据实时远程发布,为物联网和PLC现场控制系统融合提供了一种有效途径。     

基于ZigBee技术的温室群控系统的研究与设计

温室环境计算机群控是温室栽培的发展趋势。针对其布线复杂、扩展性差、维护困难等缺点,本文提出基于ZigBee无线通讯技术的温室环境群控的解决方案。应用ZigBee技术,可以通过无线传输方式实现每个节点温室环境控制器与管控计算机的组网和灵活的网络数据传输,提高了温室群控系统的可靠性和灵活性,并大幅度降低了成本。文中采用JN5121-DK103模块设计了基于ZigBee树型网络拓扑结构的分布式温室群控系统,并介绍了整个系统的设计方法。     

浅谈数字化变电站中的光电互感器

数字化变电站就是将信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站。全站采用统一的通讯规约构建通信网络,保护、测控、计量、监控、远动、VQC等系统,均用同一网络接收电流、电压和状态信息,各个系统实现信息共享。常规综自站的一次设备采集模拟量,通过电缆将模拟信号传输到测控保护装置,装置进行模数转换后处理数据,然后通过网线上将数字量传到后台监控系统。同时监控系统和测控保护装置对一次设备的控制通过电缆传输模拟信号实现其功能。数字     

基于PLC和触摸屏的日光温室环境参数控制器设计

以PLC控制器和可编程触摸屏为基础,设计了具有实时数据汇聚和自动调控功能的温室环境参数自主测控系统,编写了上位机软件系统,实现了数据的实时汇聚与集中显示、环境参数进行独立处理与调控、远程控制指令的接收、参数集中显示与分类存储、实时变化曲线绘制及数据包的重组与转发等功能;研究了控制器数据处理算法和执行机构的驱动策略,实现了温室内部环境参数的自主调控功能。     

温室二氧化碳气肥环境调控系统设计

为改善棚室蔬菜生产中二氧化碳匮乏问题,设计温室二氧化碳气肥环境调控系统。设计气肥发生器,利用碳酸氢铵加热产生二氧化碳的原理,制备二氧化碳气肥;采用负压反应腔和二级过滤净化系统提高系统的安全性;采用可编程逻辑控制器(programmable logic controller,简称PLC)作为主控制器,实现气肥发生器工作循环的自动控制;PLC通过无线数传电台与传感器采集装置通信,在PLC中集成模糊控制算法,实现温室内二氧化碳的智能调控;采用监视与控制通用系统(monitor and control generated system,简称MCGS)触摸屏作为人机交互装置,MCGS触摸屏通过RS232总线与PLC通信交换数据,实现系统状态与测试数据的实时显示、存储及历史信息统计。结果表明,系统运行稳定可靠,操作界面简洁方便,更好地实现了对温室二氧化碳气体环境的实时监控。     

S7-200PLC与组态王在供胶监控系统设计上的应用

通过设计一种卷烟加工过程的远程供胶监控系统。监控系统由上位机和现场控制器组成,并采用PC/PPI电缆建立串行通信。现场控制器包括西门子S7-200型PLC、数字量直流输出扩展模块EM222和模拟量直流输入扩展模块EM231。上位机采用组态王软件编辑监控软件。根据实际加工设备开展了现场控制器的I/O分配、电气控制线路设计、梯形图控制程序编写,并编辑了监控软件的监控画面、实时报表画面、历史报表画面和报警事件画面的编辑。试验测试表明,设计的控制系统实现了供胶液位的实时监测。液位可以由PLC自动控制或通过上位机远程控制;通过实时报表和历史报表可以统计单次、每日和每月用胶量,当液位值达到设定的上下限时,报警画面会自动弹出显示报警事件。     

基于模糊PID算法的草籽喷播机自动转向控制系统

针对喷播机转向控制系统中,基于驾驶员经验建立模糊控制器计算期望转向轮偏转角进行控制时,出现调整过量或调节不足,以及在转向控制中应用经典PID控制器时,存在超调量大、调整时间过长等问题,设计输入值加权因子控制器调节模糊控制器输出,并将模糊思想应用到PID参数调节中,对导航系统中转向控制器进行相关研究。结果表明:1)在原控制器不改变的基础上,应用加权因子控制器改变输入值权重,调节控制器输出,实现对模糊控制器的优化;2)将模糊原理应用到PID参数调整,根据输入值大小对PID参数进行优化,超调量减少了20%~50%,加快了响应速度;3)对于恒速液压转向系统,转向响应速度与转角大小成正比。     

计算机引种咨询系统研究

我们在中国与世界气候及农业气候相似研究工作的基础上,建立了《计算机引种咨询系统》。本文着重介绍该系统的总体设汁、原理与功能特点,开发与应用前景等。只要向该系统输入物种的原产地、生育起止月份、生态指标和生态敏感性,即可迅速、方便地输出该物种的可能引种范围,最佳引种时段和驯化次序。该系统一经投入使用将大大提高引种的成功率。     

温室光环境模拟模型及结构参数设计系统

针对计算机模拟技术和温室采光的理论计算方法特点,讨论了模拟系统的设计原则,阐述了模拟系统的总体结构和开发的关键技术,并说明了系统的实现。此计算机模拟系统作为专业的设计系统有较强的实用性。通过对各类连拱节能温室、节能日光温室和对称或非对称温室的分析计算,确定温室的采光量及其在温室内的分布特征,优化出最佳采光的温室结构参数。本研究利用一种新的方法优化温室结构参数,同时为温室内动态温度模型、温室结构优化设计模型和生产管理提供科学依据和分析工具。