智能化农业生产控制柜的设计与研发

2014-09-26李健于浩天闫立张鹏孟庆宇

科技创新与应用 2014年29期

李健于浩天闫立张鹏孟庆宇

摘要：通过对国内外部分低压配电柜的研究，结合黑龙江垦区对农业信息化的需求，充分利用黑龙江八一农垦大学大学生创新创业项目的契机，设计并制造了适合垦区的温室大棚的智能化控制箱，实现了农业生产现场中参数的快速采集、执行机构控制等问题，具有较好的经济效益和社会效益。

关键词：智能化；配电柜；设计

引言

近年来，随着电子技术的不断发展，低压配电、控制系统与成套装置的发展方向主要有紧凑化、智能化、可通信、高防护、高可靠性、模块化、环保等技术特征[1]。我校在对垦区充分调研的基础上，利用学校与垦区进行社会服务的机会，设计并制造了一系列适合垦区农业生产的设备，为垦区农业信息化的发展提供了一定的支持。

1 国内外发展现状

在20世纪80年代以来，我国逐步引进了一些较为先进的低压配电控制柜，并且在柜体设计、加工工艺、智能化技术应用等方面取得了较大的进步。我国从上世纪70年代开始也进行了一系列的探索，发展出了四代产品，目前第四代产品已经具有高性能、小型化、智能化、模块化、多功能的特征。

2 黑龙江垦区的应用现状

黑龙江垦区是我国重要的粮食生产基地，也是现代化农业的集中代表。目前根据2014年中央一号文件，黑龙江垦区今后一段时间的工作重点是根据各区的特点，大力发展农业信息化，以实现粮食生产再上新台阶。目前其主要发展方向体现在加强农业和农业信息化体系建设的基础上，加快垦区数字农业系统的立项与开发，早日实现农业物联网的建设。[2]

3 智能化农业生产控制柜的设计

3.1 功能介绍

设计的配电柜具有数据采集、输出控制功能，数据采集包括两部分：

（1）空气质量参数：主要有空气温度、空气湿度、光照度、二氧化碳含量等；

（2）土壤质量参数：土壤温度、土壤含水率、土壤PH值等。输出控制主要包括卷帘通风电机控制和喷灌开关控制，其主要功能是实现控制区域内温度调节和土壤含水率的调整。其具体功能如图1所示。

图1 智能控制柜功能框图

3.2 设计内容

智能化农业生产控制柜的设计上采用严格的工艺流程控制，从配电柜外观设计、材料选择、防腐工艺、安装流程都严格按照国家标准进行操作，从而保证产品具有良好的可靠性。

3.3 產品特色

智能化农业生产控制柜具有如下特点：

（1）参数自动采集。可认为调整系统参数采集的时间间隔，从20s～24h时间段内任意选择，并且采用轮询的方式，主机与各系统之间采用无线通讯的方式，减少了走线量。

（2）配电箱内采用4层保护装置。配电箱电源部分采用空气开关、熔断器、开关电源、自保电路等四层保护措施，严格保证在高温、高湿、粉尘等恶劣环境下设备的可靠性，防止触电事故的发生。