西门子300PLC在智慧农业中的应用
本控制系统设有手动、自动两种工作模式，自动模式为正常运行状态，手动模式用于应用对一些突发的情况。在自动工作模式下，PLC运行时，将传感器对温室温度、光照、二氧化碳浓度等环境因素进行检测的测量值与温室控制系统的设定值进行比较，如果温度的检测量高于设定值，PLC就会发出相应的指令控制冷风机的开启和通风扇正转（将温室中的空气排向外界）；如果测量值低于设定值，则打开加热器和热风机，对温室进行加温，并将通风扇反转（将外界的空气引入温室）。当温室的光照低于设定值时，系统打开遮阳帘和补光灯；当温室的光照高于设定值时，系统关闭遮阳帘。当温室的二氧化碳低于设定值时，系统开启二氧化碳调节阀。如果温室中的测量值与设定值相等，则关闭相应的设备，保持温室的环境参数。
6.3.2控制程序流程图
1、温度控制流程图
温室大棚的温度控制流程图如图6.1所示。
- 图6.1温度控制流程图湿度控制流程图
温室大棚的湿度控制流程图如图6.2所示。
图6.2温度控制流程图
3、光照控制流程图
温室大棚的光照控制流程图如图6.3所示。
图6.3光照控制流程图
4、二氧化碳浓度控制流程图
温室大棚的二氧化碳浓度控制流程图如图6.4所示。
图6.4二氧化碳浓度控制流程图
5、土壤水分浓度控制流程图
温室大棚的土壤水分浓度控制流程图如图6—5所示。
- 图6.5土壤水分浓度控制流程图系统流程图
系统流程图如图6.6所示。
图6.6 系统流程图
- 6.3.3控制程序设计及分析自动手动切换
- I0.0为自动/手动切换，I0.1为总启动，当I0.1=1时，Q1.7得电，电路知识灯亮，I0.2为总停止，当I0.0=1，I0.1=1时，中间继电器M0.0得电，系统的运行方式为自动模式；当I0.0=0，I0.1=1时，中间继电器M0.1得电，系统的运行方式为手动模式。温度控制
当中间继电器M0.0得电时，系统的运行方式为自动模式。在自动情况下，温度传感器将测得的模拟量通过模拟量输入模块SM331送入PLC中，通过整数比较指令，将温度传感器检测到的测量值MW0与设定值“25度”进行比较，当MW0>25时，中间继电器M0.2得电，启动降温设备；当MW0<25时，中间继电器M0.3得电，启动升温设备。
当中间继电器M0.1得电时，系统的运行方式为手动模式。可通过控制相应的按钮———天窗开启I0.5、天窗关闭I0.6、侧窗开启I1.1、侧窗关闭I1.2、通风机电机正转I1.7、通风机电机反转I2.0、热风机I2.2、冷风机I2.3，进行温室大棚温度的手动控制。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值高于设定的温度值时，中间继电器M0.2得电，天窗开启，与外界交换空气；手动模式下，将控制天窗电机正反转的单刀闸开关拨至“天窗电机正转”，中间继电器M0.4得电，天窗开启。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值低于设定的温度值时，中间继电器M0.3得电，天窗关闭，停止与外界交换空气；手动模式下，控制天窗电机正反转的单刀闸开关拨至“天窗电机反转，中间继电器M0.5得电，天窗关闭。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值高于设定的温度值时，中间继电器M0.2得电，侧窗开启，与外界交换空气；手动模式下，将控制侧窗电机正反转的单刀闸开关拨至“侧窗电机正转”，中间继电器M0.6得电，侧窗开启。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值低于设定的温度值时，中间继电器M0.3得电，侧窗关闭，停止与外界交换空气；手动模式下，控制侧窗电机正反转的单刀闸开关拨至“侧窗电机反转，中间继电器M0.7得电，侧窗关闭。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值高于设定的温度值时，中间继电器M0.2得电，通风机正转，将温室中的热空气排入外界，与外界交换空气；手动模式下，将控制通风机正反转的单刀闸开关拨至“通风扇正转”，中间继电器M1.0得电，通风机正转。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值低于设定的温度值时，中间继电器M0.3得电，通风机反转，将外界的空气引入温室，与外界交换空气；手动模式下，将控制通风扇正反转的单刀闸开关拨至“通风机反转”，中间继电器M1.1得电，通风机反转。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值低于设定的温度值时，中间继电器M0.3得电，热风机启动；手动模式下，按下热风机启动按钮，中间继电器M1.2得电，热风机启动。
在温室大棚的温度控制过程中，自动模式下，当温度传感器测量的温度值高于设定的温度值时，中间继电器M0.2得电，冷风机启动；手动模式下，按下冷风机启动按钮，中间继电器M1.3得电，冷风机启动。
3、湿度控制
当中间继电器M0.0得电时，系统的运行方式为自动模式。在自动情况下，湿度传感器将测得的模拟量通过模拟量输入模块SM331送入PLC中，通过整数比较指令，将温度传感器检测到的测量值MW2与设定值“80”和“60”进行比较，当MW0>80时，中间继电器M2.0得电，启动去湿设备；当AIW2<60时，中间继电器M2.1得电，启动加湿设备。
当中间继电器M0.1得电时，系统的运行方式为手动模式。可通过控制相应的按钮———天窗开启I0.5、侧窗开启I1.1、通风机电机正转I1.7、湿帘窗启动I2.1、加热器启动I2.4，进行温室大棚湿度的手动控制。
在温室大棚的湿度控制过程中，自动模式下，当湿度传感器测量的湿度值低于设定的湿度值时，中间继电器M2.1得电，湿帘窗启动；手动模式下，按下湿帘窗启动按钮，中间继电器M2.2得电，湿帘窗启动。
在温室大棚的湿度控制过程中，自动模式下，当湿度传感器测量的湿度值高于设定的温度值时，中间继电器M2.0得电，加热器启动；手动模式下，按下加热器启动按钮，中间继电器M2.3得电，加热器启动。
4、光照控制
当中间继电器M0.0得电时，系统的运行方式为自动模式。在自动情况下，光照传感器将测得的模拟量通过模拟量输入模块SM331送入PLC中，通过整数比较指令，将温度传感器检测到的测量值MW2与设定值“20”进行比较，当MW0>20时，中间继电器M3.0得电，启动遮光设备；当MW2<20时，中间继电器M3.1得电，启动补光设备。
当中间继电器M0.1得电时，系统的运行方式为手动模式。可通过控制相应的按钮———遮阳网开帘I1.5、遮阳帘关帘I1.6、补光灯I2.5，进行温室大棚光照强度的手动控制。
在温室大棚的光照控制过程中，自动模式下，当光照传感器测量的光照强度低于设定的光照值时，中间继电器M3.1得电，遮阳网开帘补光；手动模式下，将控制遮阳网开关帘的单刀双掷开关拨至“遮阳网开帘”，中间继电器M3.2得电，遮阳网开帘补光。
在温室大棚的光照控制过程中，自动模式下，当光照传感器测量的光照强度高于设定的光照值时，中间继电器M3.0得电，遮阳网关帘遮光；手动模式下，将控制遮阳网开关帘的单刀双掷开关拨至“遮阳网关帘”，中间继电器M3.3得电，遮阳网关帘遮光。
在温室大棚的光照控制过程中，自动模式下，当光照传感器测量的光照强度低于设定的光照值时，中间继电器M3.1得电，补光灯开启补光；手动模式下，按下补光灯的启停按钮，中间继电器M3.4得电，补光灯开启补光。
5、二氧化碳浓度控制
当中间继电器M0.0得电时，系统的运行方式为自动模式。在自动情况下，二氧化碳浓度传感器将测得的模拟量通过模拟量输入模块SM331送入PLC中，通过整数比较指令，将二氧化碳浓度传感器检测到的测量值MW6与设定值“1000”进行比较，当MW6<1000时，中间继电器M4.0得电，添加温室中的二氧化碳。
当中间继电器M0.1得电时，系统的运行方式为手动模式。可通过控制二氧化碳添加器I2.6，进行温室大棚二氧化碳浓度的手动控制。
- 在温室大棚的二氧化碳浓度控制过程中，自动模式下，当二氧化碳浓度传感器测量的浓度低于设定的浓度时，中间继电器M4.0得电，打开二氧化碳添加器添加二氧化碳；手动模式下，按下二氧化碳添加器的启停按钮，中间继电器M4.1得电，打开二氧化碳添加器添加二氧化碳。喷、滴灌水泵控制
当中间继电器M0.0得电时，系统的运行方式为自动模式。在自动情况下，土壤水分传感器将测得的模拟量通过模拟量输入模块SM331送入PLC中，通过整数比较指令，将土壤水分传感器检测到的测量值MW8与设定值“35”进行比较，当MW8<35时，中间继电器M5.0得电，喷、滴灌水泵启动。
当中间继电器M0.1得电时，系统的运行方式为手动模式。可通过控制喷、滴灌水泵启动I2.6，进行温室大棚土壤水分的手动控制。
在温室大棚的喷、滴灌水泵控制过程中，自动模式下，当土壤水分传感器测量的浓度低于设定的值时，中间继电器M5.0得电，打开喷、滴灌水泵；手动模式下，按下喷、滴灌水泵的启停按钮，中间继电器M5.1得电，打开喷、滴灌水泵。
