標(biāo)準(zhǔn)溫室自動(dòng)控制工程技術(shù)方案和報(bào)價(jià)

1、溫室自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方案一、現(xiàn)場(chǎng)布局圖 為室內(nèi)溫濕度傳感器 為室外氣象站為光照傳感器為室內(nèi)二氧化碳傳感器二、控制原理圖天窗 外遮陽(yáng) 保溫膜氣象站1套 濕簾水泵計(jì)算機(jī) 風(fēng)機(jī)溫濕度傳感器6個(gè) 循環(huán)風(fēng)機(jī) 補(bǔ)光燈 噴霧光照度傳感器2個(gè) CO2滴灌二氧化碳傳感器2個(gè) 溫室控制柜2臺(tái) 強(qiáng)電柜 2臺(tái) 二、系統(tǒng)說(shuō)明2.1監(jiān)控計(jì)算機(jī)一臺(tái) 溫室使用一套計(jì)算機(jī)，由它實(shí)現(xiàn)與控制器通訊，操作溫室的設(shè)備，顯示并記錄、打印溫室的當(dāng)前及歷史數(shù)據(jù)。2.2 DX/WSK-2008溫室控制器每個(gè)溫室采用1套DX/WSK-2008溫室控制器，它能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)溫度、濕度和室外氣象站等環(huán)境參數(shù)，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)參數(shù)可控制強(qiáng)電設(shè)備（如外遮陽(yáng)

2、、風(fēng)機(jī)、內(nèi)遮陰等）啟或關(guān)閉。DX/WSK-2008溫室監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的可編程控制器是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵和核心。選用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC作為控制單元，運(yùn)用PID控制算法和自適應(yīng)控制算法進(jìn)行自動(dòng)化邏輯控制。它集中了采集、控制輸出、運(yùn)算、傳輸?shù)葐卧獮橐惑w，以實(shí)現(xiàn)最終環(huán)境的調(diào)控目的?？刂破鞯墓δ苋缦拢?）采集的快速及精確性采集的精度主要是由AD采集模塊決定，我們采用西門(mén)子16位精度采集模塊，完全滿足需要。而且西門(mén)子CPU軟件中有模擬量濾波功能，使能模擬量濾波功能后可以得到更穩(wěn)定的采集信號(hào)；2）輸出的快速響應(yīng)及頻繁性輸出的快速響應(yīng)及頻繁性主要取決于選擇的輸出類型；我們采用的西門(mén)子CPU

3、數(shù)字量輸出有兩種模式，一種是DC24V輸出（固態(tài)MOSFET1），每個(gè)輸出點(diǎn)的額定電流是0.75A，最大浪涌電流（8A，100ms）,響應(yīng)速度從關(guān)斷到接通是15us，從接通到關(guān)斷是130us，輸出頻繁最大脈沖達(dá)到100KHZ2。一種是繼電器輸出（干觸點(diǎn)）。每個(gè)輸出點(diǎn)的額定電流是2A，最大浪涌電流（5A，4s10%占空比）,響應(yīng)速度從關(guān)斷到接通或從接通到關(guān)斷都是10ms，輸出頻繁最大脈沖達(dá)到1HZ。3）通訊傳輸?shù)姆€(wěn)定性及傳輸距離 通訊傳輸?shù)姆€(wěn)定性及傳輸距離取決與兩個(gè)因素：隔離（使用RS-485中繼器）和波特率，通訊一般選用9.6K到187.5K之間的波特率，不使用中繼器傳輸距離為50米，使用中繼

4、器傳輸距離能達(dá)到1200米；并且通過(guò)隔離使信號(hào)免受外部干擾，有很好的穩(wěn)定性。4）控制運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)是靠CPU周而復(fù)始地執(zhí)行程序中的控制邏輯和讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。我們選用的西門(mén)子CPU任務(wù)循環(huán)一次成為一個(gè)掃描周期。在一個(gè)掃描周期中，CPU將執(zhí)行部分或全部下列操作：讀輸入：CPU將物理輸入點(diǎn)上的狀態(tài)復(fù)制到讀輸入過(guò)程映像寄存器中；執(zhí)行邏輯控制程序：CPU執(zhí)行程序指令并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在變量存儲(chǔ)區(qū)中。處理通訊請(qǐng)求：CPU執(zhí)行通訊任務(wù)。執(zhí)行CPU自診斷：CPU檢查固件、程序存儲(chǔ)器和擴(kuò)展模塊是否工作正常。寫(xiě)輸出：在輸出過(guò)程映像寄存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)被復(fù)制到物理輸出點(diǎn)上。5）顯示直觀及易操作性顯示設(shè)備我公司選用的是西

5、門(mén)子TD400C，TD400C是一個(gè)小型的人機(jī)界面，與西門(mén)子CPU配合使用，以文字的形式監(jiān)視、修改控制器內(nèi)部寄存器或繼電器的數(shù)值和狀態(tài)；正面除4行液晶顯示窗外，還配有20個(gè)薄膜開(kāi)關(guān)按鍵，使用戶設(shè)置、操作非常簡(jiǎn)單。6）系統(tǒng)硬件的抗干擾等穩(wěn)定性 控制柜內(nèi)部電源供電等線路，安裝了大功率的浪涌抑制器，抗擊外部強(qiáng)電干擾，并且可以避免雷擊浪涌。使控制器工作更加穩(wěn)定。7）多輸出組合PLC多Q點(diǎn)輸出，每臺(tái)設(shè)備單獨(dú)對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)；用戶可以根據(jù)自己需要來(lái)隨意組合設(shè)備分組；8）控制流程多年溫室控制流程開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)流程和自由組態(tài)流程，可有用戶隨意選擇，滿足多種用戶的溫室控制要求；控制算法在整套系統(tǒng)的控制中，環(huán)境采集值的

6、準(zhǔn)確性對(duì)控制系統(tǒng)是一大影響；再者就是控制算法對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性更為重要。在溫室監(jiān)控系統(tǒng)中，一般采用PID算法。PID算法具有簡(jiǎn)單、穩(wěn)定和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。但PID調(diào)節(jié)的對(duì)象過(guò)程總有較大的超調(diào)量，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間才能衰減到給定值上。為此需用一種更好的方法來(lái)代替PID調(diào)節(jié)，這就要求用先進(jìn)的現(xiàn)代控制理論來(lái)代替PID調(diào)節(jié)，來(lái)滿足溫室監(jiān)控的要求。DX/WSK-2008溫室監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)就是采用了模型參考自適應(yīng)算法來(lái)對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制的。本調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)單調(diào)節(jié)回路，即在調(diào)節(jié)對(duì)象上用一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)象保持參數(shù)恒定。模塊參考自適應(yīng)控制算法的設(shè)計(jì)方法主要有兩種方法：局部參數(shù)的最優(yōu)化方法和穩(wěn)定性理論方法。從設(shè)計(jì)方法的歷史來(lái)看，

7、最早采用的是局部參數(shù)最優(yōu)化方法，然后發(fā)展到穩(wěn)定性理論的方法。用局部參數(shù)最優(yōu)化的方法設(shè)計(jì)出來(lái)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，一般具有形式簡(jiǎn)單，便于執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)。但系統(tǒng)常常是不穩(wěn)定的。在自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，穩(wěn)定性是基本要求，不穩(wěn)定的系統(tǒng)是無(wú)法工作的。而穩(wěn)定性理論的方法設(shè)計(jì)出來(lái)的系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的。1） 、亞普諾夫穩(wěn)定性定理：設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)方程 x=f (x*t)；零狀態(tài)為平衡狀態(tài)，即 f (0*t)=0;如果存在一個(gè)具有連續(xù)的一階偏導(dǎo)數(shù)的標(biāo)量函數(shù) V（x*t）并且滿足以下條件；設(shè)方程x=f (x*t)軌跡的V（x*t）是負(fù)定的，那么在原點(diǎn)x=0處的平衡狀態(tài)是漸近穩(wěn)定的。定理中的V（x*t）稱為李亞普諾夫函數(shù)2） 、波

8、夫（POPOB）超穩(wěn)定定理對(duì)于并聯(lián)的參數(shù)自適應(yīng)系統(tǒng)為：Xm=AmXm+BmU Xp=Ap(e*t)Xp+Bp(e*t)U以上方程可把任何一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的多變量反饋系統(tǒng)。系統(tǒng)有一個(gè)線性前向環(huán)節(jié)和一個(gè)反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成，返回環(huán)節(jié)可以是線性的或非線性的，時(shí)變的或非時(shí)變的。用李亞普諾夫穩(wěn)定性定理的設(shè)計(jì)方法，能夠成功的設(shè)計(jì)穩(wěn)定的模型參數(shù)自適應(yīng)系統(tǒng)。但可供選擇的李亞普諾夫函數(shù)不是唯一的，因此這個(gè)方法受到限制。用波波夫超穩(wěn)定性方法設(shè)計(jì)模型參數(shù)自適應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，可以找到一大類（或幾類）穩(wěn)定自適應(yīng)的算法。這個(gè)方法給設(shè)計(jì)者提供尋找自適應(yīng)律更大的靈活性。2.3傳感器每個(gè)溫室有溫度濕度傳感器3套，光照傳感器1套，二氧

9、化碳傳感器1套，所有溫室公用室外氣象站1套，溫濕度傳感器為國(guó)產(chǎn)傳感器；光照傳感器為國(guó)產(chǎn)，二氧化碳傳感器為國(guó)產(chǎn)，氣象站為國(guó)產(chǎn)。2.4防雷通訊器為適應(yīng)多雷雨天氣要求，通訊設(shè)備采用經(jīng)防雷處理的防雷通訊器。三、軟件及控制功能：我公司開(kāi)發(fā)的溫室控制軟件選用Delphi作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用其強(qiáng)大的圖形處理、數(shù)據(jù)處理以及通訊能力，與PLC及工控機(jī)板卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)。并且能存儲(chǔ)報(bào)表數(shù)據(jù)、報(bào)警文件及圖形文件。1、Delphi開(kāi)發(fā)工具的特點(diǎn)DX/WSK-PLC溫室監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)軟件是采用Delphi開(kāi)發(fā)的，Delphi是美國(guó)寶藍(lán)公司（Borland International Inc）出品的一種強(qiáng)

10、大的可視化開(kāi)發(fā)工具，采用了彈性可重復(fù)利用的完整的面向?qū)ο蟪绦蛘Z(yǔ)言(Object-Oriented Language)、當(dāng)今世界上最快的編輯器、最為領(lǐng)先的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，是唯一真正的編譯語(yǔ)言。并且Delphi的C o d e I n s i g h t 技術(shù)省去許多輸入工作的麻煩。這一技術(shù)是建立在編譯器信息之上的，而不是基于像Visual Basic 等使用的類型庫(kù)，因此應(yīng)用范圍更廣泛。D e l p h i 還支持在調(diào)試時(shí)隨意放置和?？看翱诓堰@一狀態(tài)保存為命令的桌面設(shè)置。由此，D e l p h i 的I D E 實(shí)現(xiàn)了對(duì)調(diào)試功能的良好支持。由于B o r l a n d 缺少一種數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)劃，因

11、此D e l p h i 保留了我們認(rèn)為是所有工具中最靈活的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。對(duì)大多數(shù)基于本地、客戶/服務(wù)器和O D B C 數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，B D E 的功能都非常強(qiáng)大。所以由上原因得出Delphi比組態(tài)、Visual Basic等開(kāi)發(fā)更有優(yōu)勢(shì)！2、 溫室監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)軟件功能溫室監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)軟件是采用Delphi開(kāi)發(fā)完成，界面友好，運(yùn)行于win2000/xp操作系統(tǒng)下，其功能包括用戶登陸、系統(tǒng)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定及瀏覽、報(bào)警、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、報(bào)表、打印等幾個(gè)部分。1） 用戶登陸規(guī)定用戶使用權(quán)限，非用戶不能登陸系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全。可設(shè)置權(quán)限對(duì)用戶和密碼進(jìn)行修改。分兩級(jí)權(quán)限：溫室察看權(quán)限、參數(shù)

12、修改權(quán)限。2）系統(tǒng)監(jiān)控 監(jiān)控室內(nèi)溫度、濕度、及室外氣象等參數(shù)。各種設(shè)備的動(dòng)作和狀態(tài)；當(dāng)溫室內(nèi)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行聲音、圖像報(bào)警。文本屏顯示室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，用戶可在控制室和控制房同時(shí)查看溫室內(nèi)的溫濕度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；3） 控制功能可通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的自動(dòng)及手動(dòng)轉(zhuǎn)換；自動(dòng)：能根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)（目標(biāo)值、時(shí)間等），對(duì)卷膜、風(fēng)機(jī)、水簾等設(shè)備進(jìn)行控制；手動(dòng)：通過(guò)鼠標(biāo)操作實(shí)現(xiàn)各種控制設(shè)備的開(kāi)啟、關(guān)閉和啟停，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程強(qiáng)制手動(dòng)控制操作。定時(shí)：可對(duì)補(bǔ)光燈設(shè)備定時(shí)控制，并可跨天運(yùn)行。用戶可自設(shè)定設(shè)備在指定時(shí)間段的開(kāi)或關(guān)；4） 參數(shù)設(shè)定及瀏覽對(duì)所要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以滿足自動(dòng)控制要求。5） 報(bào)警在檢測(cè)時(shí)，

13、控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有檢測(cè)結(jié)果超出設(shè)定的報(bào)警條件時(shí)，立即進(jìn)行報(bào)警。6） 實(shí)時(shí)曲線實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線可將系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)曲線的方式顯示出來(lái)，以便于觀察系統(tǒng)檢測(cè)狀態(tài)。7） 歷史曲線可顯示出各測(cè)量參數(shù)的日、月、季、年參數(shù)變化曲線，根據(jù)該曲線可合理的設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)值。以及分析各參數(shù)變化對(duì)作物生長(zhǎng)的影響。8)歷史數(shù)據(jù)記錄對(duì)室外氣象站及室內(nèi)溫室度的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，采樣周期可以自行設(shè)置，記錄的時(shí)間大于5年。歷史數(shù)據(jù)查詢可以顯示年、月、日的平均值和最大值、最小值。9）報(bào)表 系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果可送入至軟件的報(bào)表服務(wù)器中，以報(bào)表形式對(duì)各參數(shù)進(jìn)行分析和瀏覽。10）打印可對(duì)歷史曲線、報(bào)表進(jìn)行打印，方便數(shù)據(jù)查詢。四、設(shè)備自動(dòng)控制方式1.

14、外遮陽(yáng)控制方式 采用室外光照控制，按照設(shè)定好的光照目標(biāo)值進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。同時(shí)提供兩個(gè)時(shí)間段的定時(shí)控制，根據(jù)設(shè)定好的時(shí)間，在時(shí)間段內(nèi)按照設(shè)定的開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行控制。2.保溫膜控制方式 采用室內(nèi)溫度控制，按照設(shè)定好的溫度目標(biāo)值，在低于溫度目標(biāo)值一定溫度后開(kāi)保溫進(jìn)行保溫控制。同時(shí)提供兩個(gè)時(shí)間段的定時(shí)控制，根據(jù)設(shè)定好的時(shí)間，在時(shí)間段內(nèi)按照設(shè)定的開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行控制。3.天窗控制方式 采用室內(nèi)溫度控制，按照設(shè)定好的溫度目標(biāo)值進(jìn)行控制。同時(shí)提供兩個(gè)時(shí)間段的定時(shí)控制，根據(jù)設(shè)定好的時(shí)間，在時(shí)間段內(nèi)按照設(shè)定的開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行控制。4.濕簾水泵控制方式 采用室內(nèi)溫度控制，按照設(shè)定好的溫度目標(biāo)值進(jìn)行控制。5.風(fēng)機(jī)控制方式 采用室

15、內(nèi)溫度控制，按照設(shè)定好的溫度目標(biāo)值進(jìn)行控制。6.循環(huán)風(fēng)機(jī)控制方式 采用室內(nèi)溫度與CO2補(bǔ)氣控制，按照設(shè)定好的溫度目標(biāo)值和CO2目標(biāo)值，只要有一個(gè)需要開(kāi)那么就允許循環(huán)風(fēng)機(jī)。 7.補(bǔ)光燈控制方式 采用定時(shí)控制方式，提供兩個(gè)時(shí)間段的定時(shí)控制，在設(shè)定好的時(shí)間段內(nèi)開(kāi)補(bǔ)光燈，不在時(shí)間段內(nèi)關(guān)補(bǔ)光燈。 8.噴霧控制方式 采用室內(nèi)濕度控制，根據(jù)設(shè)定好的濕度目標(biāo)值進(jìn)行控制，噴霧開(kāi)始先開(kāi)高壓噴霧泵，再開(kāi)噴霧電磁閥。 9.CO2控制方式 采用室內(nèi)CO2控制，根據(jù)設(shè)定好的CO2目標(biāo)值進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。 10.滴灌控制方式 采用定時(shí)控制方式，提供兩個(gè)時(shí)間段的定時(shí)控制，在設(shè)定好的時(shí)間段內(nèi)開(kāi)滴灌，不在時(shí)間段內(nèi)關(guān)滴灌。五、inte

16、rnet監(jiān)控系統(tǒng)本系統(tǒng)軟件采用MS VB.NET和ASP.NET 技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server技術(shù)，構(gòu)建了基于B/S（Browser/Server）的系統(tǒng)模式，這種模式構(gòu)架有利于系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)，只要通過(guò)瀏覽器就可以訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而且還能進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢。通過(guò)該系統(tǒng)，即使在遠(yuǎn)離觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的異地，也能方便地對(duì)各種環(huán)境要素如溫濕度、光照、CO2、室外氣象等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功能。隨時(shí)隨地監(jiān)控溫室內(nèi)的作物生長(zhǎng)情況，大大提高了工作效率。 六、視頻監(jiān)控序號(hào)名稱型號(hào)特點(diǎn)概述一前端設(shè)備室內(nèi)嵌入式球型云臺(tái)EX-M7Q7 寸半球解碼云臺(tái) 金屬機(jī)芯27倍一體機(jī)SF-278E27倍一體機(jī),帶斷電記憶、RS485接口，聚焦速度快及平穩(wěn) 4.0版本，二后端設(shè)備嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)SF-TW2700四路雙工全實(shí)時(shí)，錄像回放100幀，MJPEG壓縮格式，支持移動(dòng)偵測(cè)，視頻丟失報(bào)警，錄像通道聯(lián)動(dòng)功能，多種錄像模式，支持?jǐn)嚯娀謴?fù)自動(dòng)錄像，支持PS/2接口鼠標(biāo)，SATA硬盤(pán)接口，硬盤(pán)容量無(wú)限制。2顯示器優(yōu)派19寸液晶3硬盤(pán)希捷DVR專用1T硬盤(pán)系統(tǒng)報(bào)價(jià)編號(hào)產(chǎn)品單價(jià)數(shù)量金額1計(jì)算機(jī)（用戶準(zhǔn)備）0102DX/WSK-2008溫室控制器98002196003DX/WSK-2008溫室控制系統(tǒng)軟件6200162004DX/WSK-WEB2008溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)6820168205