湿度应用之八---智能温室控制系统的实现zt 点击:1955 | 回复:1



gongkongedit

    
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发表于:2004-08-31 15:57:00
楼主
农机科技推广》 智能温室系统是近年来逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术,它是在普通日光温室的基础上,结合现代化计算机自控技术、智能传感技术等高科技手段发展起来的。自上世纪80年代以来,我国农业工程技术人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,进行厂温室中温度、湿度、二氧化碳和营养液等单项环境因子控制技术的研究,研制开发厂我国自己的智能温室控制系统。 1.智能温室控制特点及系统构成 (l)智能温室控制主要是根据外界环境的温度、湿度、二氧化碳含量、光照以及风速、风向、雨量等气候因素,来控制温室内的温度、湿度、通风、光照,创造出适合作物生长的最佳环境,同时还需对影响作物生长的各种营养元素进行动态的配方管理。在这种控制中,温度、湿度、二氧化碳含量、光照等被控量之间存在着强烈的相互关系,某个被控量的改变,会影响到其他被控量的变化。 (2)针对智能温室的特点,智能温室控制系统应是一种具有良好控制精度、较好的动态品质和良好稳定性的系统。对植物生长不同阶段的需求制定出监测的标准,对温室环境监测,将测得的参数进行比较后进行调整。 温室生态环境控制系统由三个部分组成:信息采集信号输人部分,它包括室内、室外温度、湿度、二氧化碳浓度及光照信息采集等;信息转换与处理部分,主要功能是将采集的信息转换成计算机可识别的标准量信息进行处理,输出决策的指令;输出及控制部分,控制风机、喷雾系统、遮阳系统及窗的开关等系统,使植物的生长实现工厂化的生产控制过程。 2.智能温室自动控制的系统 (l)上位机系统选用个人计算机,主要用于数据处理、通讯、系统控制、实时显示及修改各种控制数据、曲线,记录每天的各种采集数据,以备查阅。由于影响作物生长的因素(温度、湿度等)大都是一种多输人、多输出、大滞后的非线性控制变量,还需要动态、实时、有效、可靠的人机接口(HMI)的可视化界面。因此,可以选用工控组态软件,它为用户提供了从数据采集到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲线显示等解决实际工程问题的各种方案与实施工具,用户可避开复杂的计算机软硬件问题。只需根据工程作业的需要和特点,进行方案设计与组态配置,即可生成相应的应用软件,并且可以方便的组网,以实现系统的扩充。利用工程组态软件的上述特点,在HMI中可以完成以下功能。 动态、实时的监测温室内、外的温度、湿度、二氧化碳含量、风速、风向、雨量等变化值,并且可以通过RS一232/485转换器和下位机内部进行数据通讯,将画面上的模拟开关与下位机连接起来,当操作人员点击画面上的模拟开关时,就可控制温室内电机及阀门的实际开合与通断。 除对参数进行监测外,还可将作物生长所需环境因素的范围值输人到上位机中,传人下位机进行对比分析,通过对窗、帘、通风等进行开关调节,使温室内的环境达到需要的要求。 由于现场的下位机是装在控制柜内的,因此还必须设置下位机状态检测,使用户可以清楚的知道下位机的工作状态,加强系统的故障排错能力。 (2)下位机系统可以选用单片机和DSP(数字信号处理器),市场上主要使用单片机。它主要用于现场实地检测及控制,完成数据处理,根据农作物生长的控制曲线进行滴灌和营养液把料)的配比和实施;同时将控制及测量结果传送到上位机,并接受上位机的指令。 由温室内各传感器采集到的数据通过总线传输到上位机,利用其丰富的指令进行数据处理,再通过RS一232/485转换器传输给上位机和执行机构动作,完成各项控制功能。 (3)通过各种高性能传感器对外界气候环境进行测量及数据采集,对温棚内的温度、湿度、二氧化碳含量及养分的PH值进行实时数据采集,并将测量结果通过接口送至上位机中,上位机根据控制要求对整个温棚进行综合控制。 (4)执行部分包括天窗开合电机、遮阳帘开合电机、通风电机、灌溉阀门、加热阀门、二氧化碳施放阀门、喷淋泵、压水泵、营养液的施放等,通过上位机输出的控制信号驭动执行机构以实现上述功能。为厂保证执行机构的安全,各执行部件的限位开关的常闭点都接在电机线路里,用常开点作为上位机的输人信号,达到双保险的目的。 智能控制温室综合厂多方面的技术,为植物的生长创造厂适宜的环境,使植物的产量与质量有厂很大的提高,因此,已成为高效农业的一个发展方向。智能温室控制系统无论是对新建温室还是原有温室的改造都有很好的应用前景。 (《农机科技推广》2004.1,马莉丽,西南农业大学) ------------------------------- 呵呵,顺便做个广告,我司提供成套设备,如需详细技术方案欢迎来电来信索取。 woe2@tom.com



digi

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发表于:2004-08-31 16:01:00
1楼
温室基础设计zt 在温室工程建设中,其基础设计与民用建筑基础设计相比,要求相对不高。因此,在这方面常常得不到应有的重视,而在实际工程中,基础设计不合理的地方并不罕见,甚至因此而发生事故。现代化的温室工程投资往往较大,一旦发生地基事故,将会造成不小的经济损失。现将目前温室建设中的几种主要基础设计类型及设计中存在的一些问题作一探讨。 l 地质条件 工程基础设计前首先要对现场的地质情况有所了解,这在民用建筑中也是一个必不可少的步骤。但在温室工程基础设计中往往被忽略,不少温室制造商只是根据当地的大致情况来估计,有的甚至对这方面根本没有考虑,只使用自己固有的模具生产同一种规格的基础。实际上各地的基础地基承载力差别较大,即使同一地区,不同地方也有差别。比如上海地区,普遍认为该地区地基比较薄弱,一般都取8 吨/m2,事实上,上海地区16吨/m2的地基也并不少见。 2 基础类型及其设计 (1)条形基础 一般来讲,可以把温室基础的设计类似工业厂房的点基础设计要求来考虑。在四周围护结构处用砖砌条形基础,其深度北方地区要求在冻土层以下,南方地区可浅一些。国外温室公司在南方的温室工程中,在地质条件比较好的情况下,条形基础深度只有 400mm左右。当然,对土质较差的地方、玻璃温室、作物荷载较大的温室在设计上要求高一点。需在砖基础上加一圈圈梁,在圈梁现浇过程中要注意把与钢柱连接的预埋件同时布好。还有一个需要考虑的问题是,温室工程中一般长度比较长,为防止温度变形和地基沉降对基础产生破坏,要求每隔50 m左右设置变形缝。在温室外的散水中也需每隔10m左右设置一个变形缝,并注意避免把变形缝设在有雨水管处。 (2)独立基础 温室内部的柱子基础使用独立基础。对高度不是很高,荷载不大,地质状况较好的,可直接使用独立基础,根据实际的设计要求,对基础高度,扩大基础的宽度进行调整。但是,由于温室柱子螺栓孔距一般在 100mm左右,加上钢筋直径和必要的混凝土保护层厚度,因此基础口部长度方向不宜少于160 mm。如果竖筋、螺栓直径都比较大时,要达到200 mm。对于风载,或者其它荷载比较大或地质情况比较差的温室,使用杯形基础较好。这种在工业厂房结构中使用比较多的基础形式稳定性较好,但消耗的混凝土量也较大。在实际工程中,为了减少施工时间,提高施工质量,不少温室公司把基础预制好,再运往工地。在这种施工中,基础过大,给运输带来困难,且施工中,过大的基础搬动极不方便,因此杯形基础一般都是在现场浇筑的。对这两种独立基础的施工,一般要在底部布上一层碎砖或C10的混凝土。 (3) 混合基础 实际工程中,在保证强度条件满足要求的情况下,有一种比较节约成本的基础做法。即在四周应该布置圈梁的条形基础中,每一个有立柱的地方加一个独立基础。这种做法对于在一些地质条件比较好,压力强度不大的工程中应用起来既节约材料,又缩短了工期(现浇的圈梁比较费时间)。尤其在四周有围廊结构的温室中,由于围廊处荷载比较小,结构相对次要,应用起来显得更加合理。 在基础设计中,考虑到独立基础的口部面积比立柱的底面积大,为了提高温室内的使用面积,一种比较可行的办法是将基础的口部做到和地面齐平。这种做法,要求立柱底部防锈保护措施做得比较好。因为温室内的地面往往比较潮湿,底部在与地面基础中很容易发生锈蚀。特别是杯形基础,由于杯口比较大,如果不与地面齐平,会给温室内的操作带来不必要的麻烦,浪费使用面积。 3 基础的设计计算 (1)对于轴心荷载作用 p = (N + G)/A ; G = γDA;p < f; 以1 m长的条形基础计算,底面积S = B*1 >= N/(f - γD);对于正方形基础S= B2 >= N/(f - γD);对于矩形基础S>= N/(f - γD)。 (2)偏心荷载作用 Pmax = (N+G)/A+M/W; Pmin=(N+G)/A - M/W;p<1.2f 式中:B为底面宽度(m),N为上部结构传到基础顶面的竖向力设计值(kN), G为基础自重设计值和基础上的土重标准值 (kN),D为设计室外地面到基础底面的距离(米),S为基础底面面积(m2),γ为基础与土的平均容重(20 kN/m2),M为作用于基础地面的力矩设计值(kN•m),W为基础底面的抵抗矩,Pmax、Pmin分别为基础底面边缘的最大和最小压力设计值(kN/m2), f为地耐力。 4 基础材料 温室基础的材料选择没有很高的要求,达到构造要求就可以了。一般来讲,条形基础的砖块采用MU 7.5以上;砌筑砂浆采用 M 5.0;垫层混凝土采用C10或C15;基础混凝土采用C25;杯形基础中的2次浇筑的混凝土要求比第1次的高一号;钢筋一般采用一级钢筋;为了防止地上部分锈蚀,预埋螺栓要求热浸镀锌处理。 5 基础施工 基础施工中,预埋螺栓的放置要求比较高。一般将螺栓固定距离后,用钢筋焊接好,再在浇筑基础时放置。在基础设计中,一般用2个螺栓,为了加强牢固性,用4个螺栓的做法是不可取的。温室受力是整体受力的,四螺栓的做法在结构上对受力没有太大的帮助,而且造成基础口部过大,浪费材料,施工起来也很不方便。 在基础放线时,为保证上部结构的安装顺利,其偏差要求:长度和宽度方向柱距为±10mm,总长度为±L/3000,总宽度为± B/3000,高度±5mm(按设计高度)。 总之,在温室基础设计中,一定要给予足够的重视。在实践中不断总结出更好,更简便可行的方法,以使温室基础设计、施工在安全可靠的前提下真正做到简单、方便、迅速。 (浙江省农科院蔬菜研究所陈 杰,周胜军,寿伟林,戴丹丽,徐志豪 浙江杭州 310021)

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