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。
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- 关 键 词:
- 农业 大棚 自控 方案 科技
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