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摘要：我国经济的快速发展，提高了人们的生活水平和生活质量，在一定程度上推动了温室的发展。但温室有反季节性的特点，对温度、湿度和光照的要求越来越高，催生了智能温控系统的应用。本文主要分析了PLC为基础的智能温控系统的基本理论，并重点探讨了系统硬件和软件的设计要点。
关键词：PLC;智能温控系统;软件设计;硬件设计
0引言
随着我国城市化进程的加快，温室种植成为种植业的一项重要部分，越来越多的地区注重了温室种植。温室种植的影响因素较多，对温度、湿度和光照度等因素的要求很高，这就要求在温室种植过程中必须要有完善的温控系统。在信息技术的发展推动下，基于PLC的智能温控系统发展逐渐广泛，对其设计水平提出了更高的要求。
1.基于PLC的智能温室控制系统的基本理论
PLC是在继电—接触器控制系统的基础上发展而来的一种计算机控制装置，起控制功能主要注重的是开关量处理、逻辑运算等。而以PLC为基础形成的温度控制系统是一种存储程序的控制器，其主要特点是安装和开发较为简单，有很高的可靠性，且抗感染能力强、功能丰富，接口模块丰富有很强的可扩充性，成本低，性价比高。但是PLC也有缺点，如人机交互的能力不足，使用有一定复杂性[1]。
本文研究的系统主要使用的是自动控制和手动控制相结合的方法，自动控制方法也是日常运行的主要方法，需要时能使用控制按钮切换成手动控制，目的是提高整套控制设备的可靠性。自动控制方法使用基于PLC的自动控制系统，环境因素数据的整理和收集由传感器完成，分析和监测环境数据，对环境因子设置好数据的上下限，如果系统监测到某环境因子的数值比设定值更高或更低的话，PLC就能发出信号来对相应设备进行动作控制。基于PLC的智能温控系统有成本低的特点，且设备简单，所需的劳动力强度不高。
2.硬件设计
智能温室控制系统是温室自动控制的核心，主要构成部分由传感器、接口电路、检测电路和现场控制等[2]。其中传感器是最为核心的组成，其主要任务就是要将和作物相关的现场环境因子转换成数字量后传递给PLC，如湿度、温度、光照度等。可见，基于PLC形成的智能温室控制硬件系统设计主要是通过PLC对环境因子数据分析后，按照预先设计好的阀值，病使用PID算法制定出一个智能决策，并将产生的控制信号很好的传递给继电器，以实现对执行器的驱动作用，如电磁阀、电机和补光灯等，最终自动控制智能温室。
2.1传感器的设计
本文主要从温湿度传感器和光照传感器两种不同类型传感器进行探讨。一方面，温湿度传感器的设计主要使用复合型设计法，湿敏元件采用反高分子薄膜湿敏电容，温敏元件采用铂电阻。整个传感器的温度测量范围控制在-40-120摄氏度之间，湿度的测量范围在百分之0-100Rb，优点是高测量精度、量程范围大、操作便捷、响应时间短等[3]。另一方便，光照传感器的设计上，使用硅兰光伏探测器当做整个传感器光照强度的测量元件，因其对弱光的敏感度较强。设计这样的元件有很好的防水性，有线性度强、测量范围广、传输距离远和操作便捷等特点。
3.软件设计
软件是PLC智能温控系统的核心部分，控制系统软件能实行PLC软件来对每项命令进行发布，由控制系统来采用相应的控制措施。在对系统软件设计的过程中，必须要正确把控好设计原则，正确理解软件控制算法，合理设计组态软件等。
3.1正确把控好设计原则
无规矩则不成方圆，在对温控软件系统的设计中，必须要遵循好设计原则，具体分为以下几点：问题解决的方法是用自锁电路，只要是为了防止设备产生误动;系统有自诊断的功能，可以是用PLC自身功能来解决问题;如果温度有快速升高的话，且达到一定的数值，就需要打开风机，且一般温室中会有两组风机，工作人员需要根据自身需要选择风机数量;一般而言，温室有设置8个以上的天窗，且受电机控制，一旦室内温度高于设定值的话，PLC就会自动发出打开天窗的信号，接着继电器来控制天窗电机打开天窗，病通过形成开关控制电机的启动或停止;如果系统温度再度升高的话就可以考虑打开湿帘水泵，以达到降温的目的;系统是有手动和自动切换功能的，因此可以使用开关柜上的一个开关当做PLC手动和自动控制的输入信号，完成从自动控制程序转换手动;当湿度降到正常范围值后，就需要打开湿帘水泵;阳光照度的检测是通过光照传感器实现的，如果光照度超过了限定值后，就需要打开遮阳网，以控制光照度。
3.2正确理解软件控制算法
基于PLC的智能温室控制系统必须要正确理解软件控制算法，而温控系统中对风机、天窗、湿帘和遮阳帘等上的控制也是通过PLC实现的[4]。原理是根据传感器检测到一定的数据和相应的算法后发出控制信号，然后通过控制继电器的相应设备和机构进行启动和停止功能，当温度升高后的算法程序见图1。
图1 温度升高后PLC控制算法程序流程图
由上图可知，温度升高后的PLC控制算法程序具体如下：先对温度、湿度和光照强度等传感器进行扫描，接着使用PID控制算法进行计算，按照设定好的湿度、温度和光照强度阀值;PLC最先判断的是否温室需要打开天窗，如果需要就会自动发出打开天窗的信号如果不需要就不会发出这个信号;PLC然后判断是是否需要打开风机，如果需要就会自动发出打开风机的信号，如果不需要就不会发出这个信号;PLC继续判断的是是否需要发出打开湿帘的信号，这个信号的发出依据是湿度和温度的设定值，如果需要就会自动发出打开湿帘的信号，如果不需要就不会发出这个信号;PLC最后判断的是是否需要发出打开遮阳帘的信号，这个信号的发出依据是光照度和温度，如果需要就会自动发出打开遮阳帘的信号，如果不需要就不会发出这个信号。
4.结语
总之，在农业科技水平的推动下，基于PLC的智能温控系统在温室种植业中的应用范围越来越广。文中通过分析温室的环境因子，设计了系统的硬件和软件结构，尤其是传感器、组态软件的探讨，要求在设计中必须遵循设计原则，有很强的推广价值，
参考文献：
[1]李艺鸿，贾秀杰，李兆瑞.基于MCGS的S7300 PLC液位监控系统设计[J].自动化与仪器仪表，2013，23（01）：17-18.
[2]李红萍，贾秀明，赵晓莉.基于MCGS的PLC温度监控系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2012，31（05）：28-29.
[3]王磊，李桂香，王元麒.基于Pt100热电阻的温度检测系统设计[J].中国仪器仪表，2014，16（12）：29-30.
关键词：PLC;智能温控系统;软件设计;硬件设计
0引言
随着我国城市化进程的加快，温室种植成为种植业的一项重要部分，越来越多的地区注重了温室种植。温室种植的影响因素较多，对温度、湿度和光照度等因素的要求很高，这就要求在温室种植过程中必须要有完善的温控系统。在信息技术的发展推动下，基于PLC的智能温控系统发展逐渐广泛，对其设计水平提出了更高的要求。
1.基于PLC的智能温室控制系统的基本理论
PLC是在继电—接触器控制系统的基础上发展而来的一种计算机控制装置，起控制功能主要注重的是开关量处理、逻辑运算等。而以PLC为基础形成的温度控制系统是一种存储程序的控制器，其主要特点是安装和开发较为简单，有很高的可靠性，且抗感染能力强、功能丰富，接口模块丰富有很强的可扩充性，成本低，性价比高。但是PLC也有缺点，如人机交互的能力不足，使用有一定复杂性[1]。
本文研究的系统主要使用的是自动控制和手动控制相结合的方法，自动控制方法也是日常运行的主要方法，需要时能使用控制按钮切换成手动控制，目的是提高整套控制设备的可靠性。自动控制方法使用基于PLC的自动控制系统，环境因素数据的整理和收集由传感器完成，分析和监测环境数据，对环境因子设置好数据的上下限，如果系统监测到某环境因子的数值比设定值更高或更低的话，PLC就能发出信号来对相应设备进行动作控制。基于PLC的智能温控系统有成本低的特点，且设备简单，所需的劳动力强度不高。
2.硬件设计
智能温室控制系统是温室自动控制的核心，主要构成部分由传感器、接口电路、检测电路和现场控制等[2]。其中传感器是最为核心的组成，其主要任务就是要将和作物相关的现场环境因子转换成数字量后传递给PLC，如湿度、温度、光照度等。可见，基于PLC形成的智能温室控制硬件系统设计主要是通过PLC对环境因子数据分析后，按照预先设计好的阀值，病使用PID算法制定出一个智能决策，并将产生的控制信号很好的传递给继电器，以实现对执行器的驱动作用，如电磁阀、电机和补光灯等，最终自动控制智能温室。
2.1传感器的设计
本文主要从温湿度传感器和光照传感器两种不同类型传感器进行探讨。一方面，温湿度传感器的设计主要使用复合型设计法，湿敏元件采用反高分子薄膜湿敏电容，温敏元件采用铂电阻。整个传感器的温度测量范围控制在-40-120摄氏度之间，湿度的测量范围在百分之0-100Rb，优点是高测量精度、量程范围大、操作便捷、响应时间短等[3]。另一方便，光照传感器的设计上，使用硅兰光伏探测器当做整个传感器光照强度的测量元件，因其对弱光的敏感度较强。设计这样的元件有很好的防水性，有线性度强、测量范围广、传输距离远和操作便捷等特点。
3.软件设计
软件是PLC智能温控系统的核心部分，控制系统软件能实行PLC软件来对每项命令进行发布，由控制系统来采用相应的控制措施。在对系统软件设计的过程中，必须要正确把控好设计原则，正确理解软件控制算法，合理设计组态软件等。
3.1正确把控好设计原则
无规矩则不成方圆，在对温控软件系统的设计中，必须要遵循好设计原则，具体分为以下几点：问题解决的方法是用自锁电路，只要是为了防止设备产生误动;系统有自诊断的功能，可以是用PLC自身功能来解决问题;如果温度有快速升高的话，且达到一定的数值，就需要打开风机，且一般温室中会有两组风机，工作人员需要根据自身需要选择风机数量;一般而言，温室有设置8个以上的天窗，且受电机控制，一旦室内温度高于设定值的话，PLC就会自动发出打开天窗的信号，接着继电器来控制天窗电机打开天窗，病通过形成开关控制电机的启动或停止;如果系统温度再度升高的话就可以考虑打开湿帘水泵，以达到降温的目的;系统是有手动和自动切换功能的，因此可以使用开关柜上的一个开关当做PLC手动和自动控制的输入信号，完成从自动控制程序转换手动;当湿度降到正常范围值后，就需要打开湿帘水泵;阳光照度的检测是通过光照传感器实现的，如果光照度超过了限定值后，就需要打开遮阳网，以控制光照度。
3.2正确理解软件控制算法
基于PLC的智能温室控制系统必须要正确理解软件控制算法，而温控系统中对风机、天窗、湿帘和遮阳帘等上的控制也是通过PLC实现的[4]。原理是根据传感器检测到一定的数据和相应的算法后发出控制信号，然后通过控制继电器的相应设备和机构进行启动和停止功能，当温度升高后的算法程序见图1。
图1 温度升高后PLC控制算法程序流程图
由上图可知，温度升高后的PLC控制算法程序具体如下：先对温度、湿度和光照强度等传感器进行扫描，接着使用PID控制算法进行计算，按照设定好的湿度、温度和光照强度阀值;PLC最先判断的是否温室需要打开天窗，如果需要就会自动发出打开天窗的信号如果不需要就不会发出这个信号;PLC然后判断是是否需要打开风机，如果需要就会自动发出打开风机的信号，如果不需要就不会发出这个信号;PLC继续判断的是是否需要发出打开湿帘的信号，这个信号的发出依据是湿度和温度的设定值，如果需要就会自动发出打开湿帘的信号，如果不需要就不会发出这个信号;PLC最后判断的是是否需要发出打开遮阳帘的信号，这个信号的发出依据是光照度和温度，如果需要就会自动发出打开遮阳帘的信号，如果不需要就不会发出这个信号。
4.结语
总之，在农业科技水平的推动下，基于PLC的智能温控系统在温室种植业中的应用范围越来越广。文中通过分析温室的环境因子，设计了系统的硬件和软件结构，尤其是传感器、组态软件的探讨，要求在设计中必须遵循设计原则，有很强的推广价值，
参考文献：
[1]李艺鸿，贾秀杰，李兆瑞.基于MCGS的S7300 PLC液位监控系统设计[J].自动化与仪器仪表，2013，23（01）：17-18.
[2]李红萍，贾秀明，赵晓莉.基于MCGS的PLC温度监控系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2012，31（05）：28-29.
[3]王磊，李桂香，王元麒.基于Pt100热电阻的温度检测系统设计[J].中国仪器仪表，2014，16（12）：29-30.