項目介紹
某生物資源公司計劃在農業(yè)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(jiān)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(tǒng)采用ADAM-4000遠程數據采集模塊配合上位控機完成了整個監(jiān)測系統(tǒng)的設計,目前此套系統(tǒng)在現場運行良好,功能穩(wěn)定,獲得了客戶的好評。 系統(tǒng)需求
上位監(jiān)控主機采用研華公司目前在全世界廣泛應用的標準IPC-610工業(yè)計算機,這種計算機是專門為工業(yè)現場設計的,具有比較的抗干擾能力,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研華公司的ADAM-4000和ADAM-5000分布式遠程數據采集模塊。ADAM-4000 /ADAM-5000系列模塊是研華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(huán)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。
系統(tǒng)描述
監(jiān)控系統(tǒng)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(zhí)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(tǒng)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(tǒng)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研華公司的ADAM-4017和ADAM-4050;控制邏輯由一臺研華IPC610上位機完成,使用組態(tài)王上位組態(tài)軟件編制控制程序。
研華ADAM-4000系列模塊式一種內置式微控制器,傳感器到計算機接口的智能設備。ADAM-4000擁有多種規(guī)格的模塊,以滿足不同系統(tǒng)的需求。在本方案中使用的ADAM-4017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(tǒng);ADAM-4050是7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(zhí)行機構動作。
ADAM-4000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(tǒng)內可以有255個模塊,模塊間的距離最大可以達到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(tǒng)一由總24V電源供電,不需要安裝現場提供電源。ADAM-4000模塊的這些特性可以很好地滿足農業(yè)大棚對自動化系統(tǒng)的需求。
項目實施
整個系統(tǒng)用了3個ADAM-4017數據采集模塊,分別用來采集三個農業(yè)大棚的溫度、濕度和二氧化碳的濃度的數據, 3個4050分別用來控制三個農業(yè)大棚的電動閥門以及采集按鈕開關的狀態(tài)。詳細硬件清單如表1:
系統(tǒng)架構圖
系統(tǒng)控制程序由組態(tài)王組態(tài)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(tǒng)的要求,組態(tài)軟件豐富的圖形庫可以很方便的設計出美觀的上位機監(jiān)控畫面。圖2 為軟件的組態(tài)畫面。