基于PLC的现代农业大棚自动控制设计方法探析

孙佳星 孙盛旭 罗 丹

(沈阳工学院，辽宁 抚顺 113122)

在农作物种植过程中，农作物的生长、质量和大棚内的环境紧密联系在一起，在温室大棚内使用智能化的环境温湿度控制系统是我国农业发展能够更上一层楼的重要保障，通过对农作物种植环境的调节，能够使农作物达到优质、高效、高产的种植目的。如今还有很多的温室大棚采用人工管理的方式，这种方式存在很多弊端，例如监控间隔时间不稳定、温湿度计判定精度低、劳动时间长等，这些弊端直接导致的结果就是不仅浪费人力资源，而且生产产能严重降低，难以达到理想的种植效果。因此，为了实现现代化、科学化的农业种植，必须要着重于发展自动化的蔬菜大棚，同时这也是实现农作物质量高、效益高、产能高的重要方式。

1 现代农业大棚自动控制设计系统功能

农业大棚自动控制系统共分为手动和自动控制两种工作模式，对温室大棚中的各项指标进行检测，例如温度、湿度和光照强度。PLC作为主要的控制系统，对大棚内传感器传送回来的数据进行处理和分析，从而控制大棚内的各种设备自动操作，维持温室大棚内环境一直处于农作物生长的最优阶段。当温室大棚内处于手动操作模式时，能够通过人机交互界面对大棚内的各项环境参数进行实时监测，由工作人员操作手动控制开关调整大棚内的环境参数。

2 大棚自动控制系统的硬件设计

2.1 系统硬件的组成原理

当大棚内环境调节处于自动模式时，操作人员能够利用人机交互界面设定环境参数要求的上下限值，PLC自动控制大棚内环境调节设备达到各项参数的设定范围，调节温室大棚内的温度、湿度和光照强度，直至各项参数处于设定的上下限范围内为止。当大棚内环境调节处于手动模式时，工作人员通过人机交互的界面对大棚内的各项参数指标变化进行观察，当参数超出需求范围之后，调节设备的控制按钮，对大棚内的环境进行调节。

2.2 PLC的选用

在温室大棚中，需要一套完善的自动化温室控制系统完成所有任务，该系统是以PLC作为整个核心的控制部分，利用传感器对温室大棚内的各项环境参数进行检测，将测量数据传输至PLC中，经过PLC的处理，对相关设备发出指令。PLC是一种可编程控制器，是一种通用的自动控制设备，同时也具有一些特殊的优点，例如抗干扰能力强、可靠性高、对环境要求低和易于更改线路等。PLC能够抵抗强烈的电磁干扰，PLC的平均无故障时间能够达到几十万小时，具有很高的稳定性，同时对于环境温湿度的要求较低，抗震抗冲击性能好，对于电源电压的要求也不高，能够直接与其他装配设备进行连接，PLC只需要对内部梯形图更改，对外部接线更改要求较少，所以该PLC更改线路就比普通电气线路容易很多。随着PLC制造技术的不断发展，PLC产品的种类和型号也越来越多，并且和相同种类的产品比较来说价格便宜，也便于调试和故障查找。

2.3 温湿度传感器模块设计

DHT11是一种数字型的温湿度传感器，能够对采集到的环境温湿度数据直接以数字的形式显示，该传感器应用专业的数字模块采集技术和温湿度传感技术，以保证产品的温湿度测量精度和稳定能力。DHT11温湿度传感器采用的是单总线通信，因此只需将PLC的一个I/O端口与DHT11的通信接口连接就能够实现测量数据的采集和传输，在操作方面更为简便。DHT11温湿度传感器具有很多特性，例如信号传输距离长、测量精度高、运行速度快、抗干扰能力强、耗电量小和性价比高等，因此在现代的多种环境测量应用中DHT11温湿度传感器都是最佳选择，例如在环境调节器、温湿度计制造和医疗等领域都可以进行应用。

3 结束语

基于PLC的现代农业大棚自动控制系统能够实现对大棚内相应环境参数的实时监测与调节，为农作物提供优质的生长环境，不仅仅能够有效地提高农作物的生长质量和产能，同时还能够减少大量的人力工作资源。除此之外，利用人机交互界面和控制箱就能够完成所有的手动和自动控制，操作起来也简单方便，该设计能够加速推动我国的现代化农业发展，有广泛的发展前景。