基于PLC的温室大棚控制系统设计
基于PLC的温室大棚控制系统设计
随着现代农业技术的发展，温室大棚控制系统在农业生产中发挥着越来越重要的作用。基于PLC（可编程逻辑控制器）的控制系统因其高可靠性、灵活性和易于编程的特点，成为温室环境控制的理想选择。本文将详细介绍基于PLC的温室大棚控制系统的设计方案，包括系统整体设计、硬件系统设计、系统流程设计等内容。
系统的整体设计方案
2.1 系统的设计任务
温室大棚可以培养不适应在该季节下生长的植物，对农作物的生长因子进行调节，促进植物的生长发育，防止病虫害，以达到增加产量的目的。温室中的温度、光照、湿度、CO2浓度、土壤酸碱度等因素对植物的生长起着重要作用，本设计主要研究温室控制的主要对象是温度和湿度，应用温度传感器和湿度传感器对各环境因子进行检测。
温度的调节主要通过卷帘的动作进行解决，湿度则由水泵电机的灌溉系统进行补偿。网络监控设备选用普通PC，现场装备了控制箱作为现场监控装置。温度控制精度为：±0.5℃，土壤湿度控制精度为：±5%。可以加入空气湿度控制，其精度为：3%RH（需要加入喷雾控制）。
尝试构建该系统的分布式控制结构，保证各子系统的相对独立性，使系统具有可靠性高、拓展性强的特点。被控对象为10个蔬菜大棚的温湿度控制，每个大棚内有一个15Kw水泵电机和10Kw的卷帘电机（水泵电机与卷帘电机可以实现就地控制，也可以实现远程计算机控制）。
2.2 控制系统核心部件的选择
在工业自动控制系统中，单片机控制与PLC控制是最常用的自动控制系统，但与单片机相比，PLC具有极高的可靠性、灵活性、编程相对简单、扩展模块丰富等等优点，能够广泛应用到实际生产中。由德国SIEMENS系列产品产品具有功能强大，可靠灵活，实用性强等特点。从系统的整体性出发，考虑到经济性、适用性、功能性等各方面原因，我们选用西门子公司的产品，以最优的性能/价格比进行系统配置。本系统可以实现各个子系统的单独调用，通过通讯网络由总控制室统一管理，便于实现多路控制。
S7-300系列的PLC是一种中等PLC系统，其功能非常强大，针对中小型自控应用，是面向生产制造领域的最佳系统解决方案。
1）功能强，性能价格比高
2）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强
3）可靠性高，抗干扰能力强
4）系统的设计、安装、调试工作量少
5）编程方法简单
梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。
图1：PLC控制系统示意图
图2：PLC控制系统硬件连接图