基于嵌入式工控计算机的温室大棚以态网自动测控系统设计
来源：达席耳智能工业计算机日期：2018/06/02 06:42 浏览：499
以蔬菜、花卉温室空调系统为例，嵌入式控制器采集温室内的温度、湿度、光照度和室外的温度、湿度、光照度、风速、雨量等信息，根据嵌入式工控计算机端设定的控制规则，控制温室的天窗电机、侧通风窗电机，遮阳廉电机、风机、生物补光灯、喷灌电磁阀、加热系统等设备的动作，使室内保持合适的温度、湿度、光照度及适当的通风等，以保证温室内的作物处于优生长环境。
嵌入式工控计算机端软件以组态王为开发平台，并对控制算法的生成与传送、现场数据的实时显示与存储以及报表打印等功能进行开发。
这里仅以天窗电机的控制为例，对系统的控制策略进行简单的说明。首先，根据专家知识对控制天窗电机的温度上限、下限，湿度上限、下限等参数进行设定，并制定如下的控制策略：①室内温度高于温度上限或者室内湿度高于湿度上限时，天窗或侧通风窗打开；②浴室内温度低于温度下限或者室内湿度低于湿度下限是，天窗关闭；③室内温度和室内湿度在设定的温度上、下限和湿度上下限之内时，天窗保持当前的状态不变化。以上控制规则非常简单，仅仅是为了对控制原理进行说明。在实际应用中还需根据不同地区的外部自然环境、温室内作物的生长习性、温室的结构等情况进行细化。
采用类似的规则，为每一个设备制定控制策略，然后在组态软件中把这些控制策略按照事先确定的编码规则进行编码。
整个系统软件结构采用B／S结构，上位机通过HTTP协议和TCP/IP协议，将生成的各种以太网的命令帧和数据帧，通过通信接口传输到嵌入式控制器中。
整个系统以交换机为中心组成了一个星形交换式控制网络。交换机的一个端口只连接一台现场设备，采用全双工通讯模式，每台设备独占全部带宽，可避免与其他节点发生冲突，有利于提高数据传输的实时性。采用星型结构的另一个优点是其具有较好的扩展性。服务器通过100兆端口连到交换机，服务器包括数据库服务器、文件服务器等，这些工作可以由同一台嵌入式工业平板电脑承担，也可以分别由几台不同的嵌入式工控计算机承担，具体如何配置，主要视访问的频繁程度而定。工作站主要完成对控制参数的设定以及对整个控制过程的监视。由于采用基于Web的监控，所以只需要一个浏览器便可完成上述工作。另外工作站还可用于监视控制网络的工作状态，通过它可以管理与监视控制系统。现场控制设备为具有以太网接口的嵌入式控制器，用于执行指定独立控制功能并具有以复杂方式处理数据的能力。整个系统通过路由器与外部网络相连，可根据权限由不同的用户向系统发出指令或数据，并可为用户提供相应的控制过程数据。
