研华ADAM-4000系列在农业大棚环境监控系统的应用

2014/12/8 10:34:35

   项目介绍

  某生物资源公司计划在农业大棚内种植百合花。为了保证百合花的存活率以及加快百合花的生长,需要对大棚内的温度、湿度、二氧化碳浓度进行实时监测和控制。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,以适应种植不同作物的需要。本系统采用ADAM-4000远程数据采集模块配合上位控机完成了整个监测系统的设计,目前此套系统在现场运行良好,功能稳定,获得了客户的好评。

  系统需求

  上位监控主机采用研华公司目前在全世界广泛应用的标准IPC-610工业计算机,这种计算机是专门为工业现场设计的,具有比较的抗干扰能力,并且插卡式的主板设计,特别适用于现场安装和后期的维护。

  现场的数据采集设备选择研华公司的ADAM-4000和ADAM-5000分布式远程数据采集模块。ADAM-4000 /ADAM-5000系列模块是研华公司推出的一种多功能、高性能的智能化远程数据采集模块,是专为恶劣环境下可靠工作而专门设计的紧凑型、智能化的计算机接口单元,特别适用于采用及控制点分散、与主机距离较远的数据采集与控制场合。

  系统描述

  监控系统设计:

  因大棚的占地面积、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)需要改变安装数量、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

  根据以上的要求,我们使用了如下的配置方案:采集和控制的模块使用研华公司的ADAM-4017和ADAM-4050;控制逻辑由一台研华IPC610上位机完成,使用组态王上位组态软件编制控制程序。

  研华ADAM-4000系列模块式一种内置式微控制器,传感器到计算机接口的智能设备。ADAM-4000拥有多种规格的模块,以满足不同系统的需求。在本方案中使用的ADAM-4017是8通道的模拟量输入模块,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;ADAM-4050是7入8出的数字量模块,用于接收控制开关信号、故障报警和控制执行机构动作。

  ADAM-4000模块的配置、安装具有非常高的灵活性。模块间采用485通讯网络连接,系统内可以有255个模块,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。ADAM-4000模块的这些特性可以很好地满足农业大棚对自动化系统的需求。

  项目实施

  整个系统用了3个ADAM-4017数据采集模块,分别用来采集三个农业大棚的温度、湿度和二氧化碳的浓度的数据, 3个4050分别用来控制三个农业大棚的电动阀门以及采集按钮开关的状态。详细硬件清单如表1:

 
  系统架构图
 
  系统控制程序由组态王组态软件来实现,可以可靠、简单、快捷地完成控制程序的编制、修改,满足系统的要求,组态软件丰富的图形库可以很方便的设计出美观的上位机监控画面。图2 为软件的组态画面。
 
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