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基于中控PCS600控制器的农业自动化控制系统简介

发布时间:2017/12/28

近些年,随着科学技术不断进步,涌现出越来越多的新型农场。与祖辈们“面朝黄土背朝天”的工作模式不同,新型农场依靠科学技术和自动化技术进行种植。过去可曾想象,农业种植过程不是在田间地头,而是在如此宽敞明亮的办公室中,通过屏幕和鼠标实现,而这一切功能的实现,都是中控研发生产的PCS600控制系统在发挥作用。

图02监控中心.jpg

以种植经济型作物的温室大棚为例,原先无论是栽培面积还是栽培方式都比较零散,所以大棚智能化控制系统没有受到多大重视。而随着土地流转政策的深入开展以及物联网技术的发展,越来越多的人开始认识到智能化控制系统在大棚种植生产中的优势。

大棚智能化控制系统是根据外界环境的温度、湿度、二氧化碳含量、光照以及风速、风向、雨量等气候因素,来控制温室内的温度、湿度、通风、光照,创造出适合作物生长的最佳环境,同时对影响作物生长的各种营养元素进行动态的配方管理。其系统由三部分组成:

一是信息采集信号输入部分,它包括室内、室外温度、湿度、CO2浓度及光照等;

二是信息转换与处理部分,主要功能是将采集的信息转换成计算机可识别的标准量信息进行处理,输出决策的指令;

三是输出及控制部分,控制风机、喷雾系统、遮阳系统及窗的开关等系统,使作物的生长实现车间化的生产控制过程。

图03风机控制流程.jpg

Ø 农业自动化控制系统的构成:

PCS600控制器实施的河北邢台某项目为例,整套系统传感终端、通信网络、控制终端、监控中心和应用软件平台等功能块构成。

(1)传感终端

环境信息传感器监测空气温湿度、土壤水分温度、光照强度、二氧化碳浓度等多点环境参数,通过有线和无线(物联网)通讯的方式,将采集数据传输至监控软件和控制系统,以指导和控制农业生产过程。

未命名_meitu_0.jpg

(2)通信终端及传感网络建设

温室大棚无线传感通信网络主要由如下两部分组成:温室大棚内部感知节点间的自组织网络建设;温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络建设。前者主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。温室大棚环境信息通过内部自组织网络在中继节点汇聚后,将通过通信网络,实现监控中心对各温室大棚的监控。

(3)控制终端

温室大棚环境智能控制单元由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成,通过通讯网络与管理监控中心连接。根据温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及二氧化碳浓度等参数,对环境调节设备进行控制,包括内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。

图08控制箱内部.jpg

(4)视频监控系统

作为数据信息的有效补充,基于网络技术和视频信号传输技术,对温室大棚内部作物生长状况进行全天候视频监控。该系统由网络型视频服务器、高分辨率摄像头组成,网络型视频服务器主要用以提供视频信号的转换和传输,并实现远程的网络视频服务。

(5)监控中心 

监控中心由服务器、多业务综合光端机、大屏幕显示系统、UPS及配套网络设备组成,是整个系统的核心。监控中心可建设在园区内,也可使用云平台,其目的是对整个示范园区进行信息化管理并进行成果展示。

图09监控中心.jpg

(6)应用软件平台

通过应用软件平台可将土壤信息感知设备、空气环境监测感知设备、外部气象感知设备、视频信息感知设备等各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘,通过中央控制软件的智能决策,形成有效指令,通过声光电报警指导管理人员或者直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境,为作物生长提供优良的生长环境。

图10控制示意.jpg

同时,PCS600控制器还可应用在农业灌溉控制、水肥一体化控制等领域,是提升中国农业自动化控制水平的利器。




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