基于嵌入式工控計算機的溫室大棚以態網自動測控系統設計
來源：達席耳智能工業計算機日期：2018/06/02 06:42 瀏覽：454
以蔬菜、花卉溫室空調系統為例，嵌入式控制器采集溫室內的溫度、濕度、光照度和室外的溫度、濕度、光照度、風速、雨量等信息，根據嵌入式工控計算機端設定的控制規則，控制溫室的天窗電機、側通風窗電機，遮陽廉電機、風機、生物補光燈、噴灌電磁閥、加熱系統等設備的動作，使室內保持合適的溫度、濕度、光照度及適當的通風等，以保證溫室內的作物處于優生長環境。
嵌入式工控計算機端軟件以組態王為開發平臺，并對控制算法的生成與傳送、現場數據的實時顯示與存儲以及報表打印等功能進行開發。
這里僅以天窗電機的控制為例，對系統的控制策略進行簡單的說明。首先，根據專家知識對控制天窗電機的溫度上限、下限，濕度上限、下限等參數進行設定，并制定如下的控制策略：①室內溫度高于溫度上限或者室內濕度高于濕度上限時，天窗或側通風窗打開；②浴室內溫度低于溫度下限或者室內濕度低于濕度下限是，天窗關閉；③室內溫度和室內濕度在設定的溫度上、下限和濕度上下限之內時，天窗保持當前的狀態不變化。以上控制規則非常簡單，僅僅是為了對控制原理進行說明。在實際應用中還需根據不同地區的外部自然環境、溫室內作物的生長習性、溫室的結構等情況進行細化。
采用類似的規則，為每一個設備制定控制策略，然后在組態軟件中把這些控制策略按照事先確定的編碼規則進行編碼。
整個系統軟件結構采用B／S結構，上位機通過HTTP協議和TCP/IP協議，將生成的各種以太網的命令幀和數據幀，通過通信接口傳輸到嵌入式控制器中。
整個系統以交換機為中心組成了一個星形交換式控制網絡。交換機的一個端口只連接一臺現場設備，采用全雙工通訊模式，每臺設備獨占全部帶寬，可避免與其他節點發生沖突，有利于提高數據傳輸的實時性。采用星型結構的另一個優點是其具有較好的擴展性。服務器通過100兆端口連到交換機，服務器包括數據庫服務器、文件服務器等，這些工作可以由同一臺嵌入式工業平板電腦承擔，也可以分別由幾臺不同的嵌入式工控計算機承擔，具體如何配置，主要視訪問的頻繁程度而定。工作站主要完成對控制參數的設定以及對整個控制過程的監視。由于采用基于Web的監控，所以只需要一個瀏覽器便可完成上述工作。另外工作站還可用于監視控制網絡的工作狀態，通過它可以管理與監視控制系統。現場控制設備為具有以太網接口的嵌入式控制器，用于執行指定獨立控制功能并具有以復雜方式處理數據的能力。整個系統通過路由器與外部網絡相連，可根據權限由不同的用戶向系統發出指令或數據，并可為用戶提供相應的控制過程數據。
