农业大棚自控方案泓格科技.docx

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农业大棚自控方案泓格科技

农业大棚自控方案

台湾泓格科技

一：

【系统介绍】

XX农业大棚监控系统，共计64个I/O点，其中模拟量输入信号约12-16路，主要是对大棚内的温度、湿度、二氧化碳浓度进行实时监测；开关量输入共16路，主要是对一些设备和信号的状态显示以及报警；开关量输出为32路，主要调控大棚内的温度、湿度、二氧化碳浓度参数，通过驱动相应的电动阀实现。

系统中，由于各大棚属于分散排列，信号点相对分散，故系统整体采用分散式数据采集，集中监控的方式进行最为适合：

上位机放置在较远的监控室内，数据采集模块则放置在现场的设备箱内，上位机与其通过RS-485（也可以选择无线传输方式）通讯；各传感器与数据采集模块间通过信号线进行连接。

基于这样的系统构架，可以采用泓格科技的I-7188EA控制器和I-7000系列远程数据采集模块，再配合上位机完成整个监测系统的设计。

二：

【控制系统组成介绍】

2．1控制器选型：

系统主控制器选用泓格科技的I-7188EA。

I-7188EA系列的外形大约仅有手掌般大，对于小型自动控制系统来说，其控制器件体积小，为用户集成系统省下更多的空间和资源；控制器功耗低，通常在2-3W的电源功率消耗，控制器以电脑构架为基础，功能强大，计算能力，数据处理、存储能力突出；数据显示通过用户自由选择人机界面实现。

产品带以太网口，内建多串口设计，让I-7188EA不仅可以连接外部设备与仪表，也可以轻易的连接各式总线模块，可以轻松的实现模拟量、开关量、运动、温度、压力的控制。

2．2I/O模块选型：

控制系统的I/O模块，同样选用泓格科技畅销市场20多年的牛顿系列I-7000模块，它内置微处理器和坚固的工业级塑料外壳，可以独立提供包括智能信号调理、输入输出、数据显示和RS-485通信等功能，仅需2根通信线就可以建立起一个多点的分布式RS-485网络，具有最佳的网络配置灵活性，非常适合小型的分散I/O系统。

模拟量输入模块：

I-70172个

开关量输入模块：

I-70511个

开关量输出模块：

I-70432个

2

号

大棚

三：

【系统构架图】

RS-485

传感器信号线

远方监控中心

RS-485/以太网/无线

3

号

大棚

温度

二氧化碳

湿度

各开关信号

1

号

大棚

二氧化碳

湿度

温度

各开关信号

4

号

大棚

湿度

温度

各开关信号

二氧化碳

湿度

温度

各开关信号

二氧化碳

设备控制箱

四：

【系统原理图】

I-7188EA

RS-485/以太网

传感器信号线

I-7043

I-7051

I-7017

电

动

阀

报警信号

按纽信号

设备状态

二氧化碳

湿

度

温

度

五、【系统说明】

上位机通过通讯方式和下位的控制器I-7188EA进行数据交换，I-7188EA通过RS485通讯接口和各大棚现场控制箱内的远端数据采集模块（I-7017，I-7051，I-7043模块）进行通讯，用于接收温度、湿度、二氧化碳浓度传感器的信号，转化为数字量进入系统；I-7051和I-7043是数字量模块，用于接收控制开关信号、故障报警和控制执行机构动作。

模块间的距离最大可以达到1200米，通讯线路只要廉价的双绞线就可以了；模块体积小巧，提供多种安装方式，可以螺钉、导轨安装，也可以层叠安装；模块的供电采用10-30VDC的宽范围供电，即使长距离供电带来的电压变化也可克服，可以统一由总24V电源供电，不需要安装现场提供电源。

由于I-7000模块内置微处理器，它可以基于ASCⅡ码的命令/底层协议，可以用高级语言编写应用程序，且可以使用组态王等组态成为各种监控网络。

模块的地址存储在模块的EEPROM中，可由控制计算机进行修改，内置看门狗功能，保证可靠运行，模块死机后自动重启。

六、【系统软件设计】

6．1操作系统

选用的I-7188EA控制器，内置泓格于1998年自主研发的有知识产权的Minios7操作系统，它兼容DOS系统，但与常规DOS系统相比，具有上电启动时间短（小于0．1S）、内置硬件诊断功能、直接支持I-7000模块而不需要库函数、直接支持以太网编程而无需外挂驱动、直接支持内置或活动存储设备。

6．2程序开发方式：

I-7188EA支持TC、BC和MSC等语言编程，泓格科技为此提供大量的库函数及示例程序以实现丰富的功能，如采集、控制和通讯转换等。

为提高软件开发人员的工作效率，泓格科技还提供了Xsever集成开发环境，通过Xsever摸班，用户可以很容易就开发出了一个具有TCP/IP和穿口通讯能力的嵌入式控制系统。

而且，I-7188EA支持以GSMModem通信方式实现移动应用，实现远程下载和监控，从而使用户摆脱有线通信的限制，建构起一个广域的监控系统。

七、【系统特点】

7．1现场布线非常方便，节约施工成本

从系统图上可以发现，各传感器到模块间最多只有8路信号线，而各模块和主控制器间只需1路（2根）RS-485总线进行连接，不但减少了因为接线带来的麻烦，更节约了成本。

7．2可实现远程程序更新、参数设置和修改

控制器可以通过内嵌HTTPSever和FTPServer,运用常用的网络开发组件，很容易的实现基于WEB的自动控制应用开发。

7．3软件开发、售后维护方便

泓格科技提供所有I/O模块的函数功能块，用户可以直接使用相应的I/O模块，而不用单独对各个模块进行大量的设置，从而节省大量初始化时间，使系统在运用和使用上更加容易，同时在系统维护时，也无须单独对各模块进行设置，极大的节省了系统维护的时间和人力。

7．4标配以太网络接口，降低通讯成本

I-7188EA控制器直接实现以太网通讯而勿需另外添加专门的以太网通讯模块，从而大幅度的降低成本，标准配置的以太网接口，用户不必再编写专用的通讯程序。

7．5强大的通讯能力，方便实现与标准设备或非标准设备通讯，或者通讯扩展。

由于I-7188EA本身自带的2串口，一网口外，还可以根据用户的需求，进行多串口或者多网口的扩展，而不必去做硬件和软件大量的更改工作，在通讯上为用户提供了更大的选择和扩展空间。

7．6方便实现系统扩展，为系统变更或升级留有空间

I-7188EA采用总线的方式来进行扩展，对于由于工艺或设备的更改而导致自控配置变更，优势巨大。

7．7控制器提供加密功能，保密用户工艺信息

控制器提供64位唯一的硬件序列号，可以保密客户程序信息。

如水处理中重要的工艺算法，在编译成程序来计算某些参数的时候，用户可以通过硬件序列号的功能，加密此程序，从而有效的保护公司机密。

7．8本地数据保存、掉电保持、实时时钟、防止数据丢失

I-7188EA有本地存储的EEPROM、电池后备SRAM，可以保存本地需要存储的一些数据，并且具有掉电保持功能，即使在停电的情况下也能够将一些重要的数据进行存储，同时配合实时时钟功能，为后期精确分析事故原因和发生时间，提供了重要的判断依据。

7．9看门狗功能，加强系统稳定可靠性

I-7188EA控制器和I/O自带的双看门狗功能（硬件看门狗和软件看门狗），能在系统死机情况下，快速自启，提高了系统的可靠性和稳定性。

八、【小结】

在选取自控产品阶段，考虑到大棚的占地面积、位置、组成形式和控制方式有可能经常改变，安装于大棚内的各种传感器（温度、湿度、二氧化碳浓度）也有可能经常改变安装数量、位置；控温、控湿、控二氧化碳的执行器件的安装数量、位置也需要相应的改变。

这要求控制系统必须要有很强的伸缩性，包括输入输出通道的数量；模块的安装的位置，模块间的距离；控制程序的编制都可以很灵活、快速、低成本地改变。

另外，农产品的附加值相对较低，因此系统的造价应相对低廉。

综合以上特点，我们选取了泓格科技的I-7188EA控制器搭配相应I/O模块的方案。

此方案以PAC控制器件为核心，它除了具备PC强大的控制计算能力、通讯处理、广泛的第三方软件支持外，还结合了PLC可靠、坚固、易于使用的特性，同时也为用户节省了工程项目开发时间，简化了现场布线的麻烦，提高了系统的可扩展性，为现在乃至将来降低了整体成本。

泓格科技的I-7188EA系列产品，在工业自动化监控上多年的市场运用，已经证明了它在可靠、稳定的同时；还以其独特性能，让用户有了一个更具市场竞争力的农业大棚自控方案。