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農業大棚自動化監控系統-(ART-阿爾泰科技)

來源:阿爾泰科技   2010年02月03日 14:34  

農業大棚自動化監控系統-(ART-阿爾泰科技)

背景介紹:  

  某生物資源公司計劃在農業大棚內種植百合花。為了保證百合花的存活率以及加快百合花的生長,需要對大棚內的溫度、濕度、二氧化碳濃度進行實時監測和控制。大棚的占地面積、位置、組成形式和控制方式有可能經常改變,以適應種植不同作物的需要。本系統采用DAM-3000遠程數據采集模塊配合上位工控機完成了整個監測系統的設計,目前此套系統在現場運行良好,功能穩定,獲得了客戶的好評。

  系統配置:  

  農業大棚的監控系統的硬件配置如下:

    上位監控主機采用研祥公司目前在業界廣泛應用的標準IPC-810工業計算機,這種計算機是專門為工業現場設計的,具有比較強的抗*力,并且插卡式的主板設計,特別適用于現場安裝和后期的維護。

    現場的數據采集設備選擇阿爾泰科技公司的DAM-3000(RS-485總線)和DAM-E3000(以太網總線)分布式遠程數據采集模塊。DAM-3000/ DAM-E3000系列模塊是阿爾泰科技公司推出的一種多功能、高性能的智能化遠程數據采集模塊,是專為惡劣環境下可靠工作而專門設計的緊湊型、智能化的計算機接口單元,特別適用于采用及控制點分散、與主機距離較遠的數據采集與控制場合。

    監控系統設計:

    因大棚的占地面積、位置、組成形式和控制方式有可能經常改變,安裝于大棚內的各種傳感器(溫度、濕度、二氧化碳濃度)需要改變安裝數量、位置;控溫、控濕、控二氧化碳的執行器件的安裝數量、位置也需要相應的改變。這要求控制系統必須要有很強的伸縮性,包括輸入輸出通道的數量;模塊的安裝的位置,模塊間的距離;控制程序的編制都可以很靈活、快速、低成本地改變。另外,農產品的附加值相對較低,因此系統的造價應相對低廉

    根據以上的要求,我們使用了如下的配置方案:采集和控制的模塊使用阿爾泰科技公司的DAM-3058F和DAM-3027D;控制邏輯由一臺研祥IPC810上位機完成,使用阿爾泰-力控版上位組態軟件編制控制程序。

    阿爾泰科技公司DAM-3000系列模塊是一種內置式微控制器,傳感器到計算機接口的智能設備。DAM-3000擁有多種規格的模塊,以滿足不同系統的需求。在本方案中使用的DAM-3000是8通道的模擬量輸入模塊,用于接收溫度、濕度、二氧化碳濃度傳感器的信號,轉化為數字量進入系統;DAM-3027D是8入8出的數字量模塊,用于接收控制開關信號、故障報警和控制執行機構動作。

    DAM-3000模塊的配置、安裝具有非常高的靈活性。模塊間采用485通訊網絡連接,系統內可以有255個模塊,模塊間的距離zui大可以達到1200米,通訊線路只要廉價的雙絞線就可以了;模塊體積小巧,提供多種安裝方式,可以螺釘、導軌安裝,也可以層疊安裝;模塊的供電采用10-30VDC的寬范圍供電,即使長距離供電帶來的電壓變化也可克服,可以統一由總24V電源供電,不需要安裝現場提供電源。DAM-3000模塊的這些特性可以很好地滿足農業大棚對自動化系統的需求。

   整個控制系統的架構圖如圖1所示:

   整個系統用了3個DAM-3058F數據采集模塊,分別用來采集三個農業大棚的溫度、濕度和二氧化碳的濃度的數據, 3個DAM-3027D分別用來控制三個農業大棚的電動閥門以及采集按鈕開關的狀態。詳細硬件清單如表1:

  

 

序號

 

名稱

 

型號

 

數量

 

1

 

模擬量輸入

 

DAM-3058F

 

3

 

2

數字量輸入/輸出

 

DAM-3027D

 

3

 

3

 

協議轉化模塊

 

DAM-3210

 

1

 

4

 

工控機

 

IPC810A

 

1

 

5

 

組態軟件

 

阿爾泰-力控版

 

64點

 

6

 

溫度傳感器

 

 

 

8

 

7

 

濕度傳感器

 

 

 

8

 

8

 

二氧化碳傳感器

 

 

 

8

 

9

 

按鈕開關

 

 

 

若干

 

10

 

電動閥門

 

 

 

若干

表1:系統配置

  系統控制程序由阿爾泰-力控組態軟件來實現,可以可靠、簡單、快捷地完成控制程序的編制、修改,滿足系統的要求,組態軟件豐富的圖形庫可以很方便的設計出美觀的上位機監控畫面。圖2 為軟件的組態畫面。

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