冬季塑料大棚供暖系統的自動控制

2019-04-05 14:18:13 57
本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除:  隨著我國國民經濟的開展,人民的生活水平日益進步,冬季大棚蔬菜的市場日漸擴充,尤其是北方地域在凜冽的冬季用塑料大棚栽培蔬菜,更體現出經濟價值。僅靠南菜北調長途運輸,一是本錢高,二是運到宗旨地,蔬菜已經不新穎了,所以,依靠農業科技,鼎力推廣塑料大棚種植蔬菜能更好地滿足人民生活須要,這也是國家菜籃子工程所包括的內容。冬季塑料大棚蔬菜最重要的一個管理因素是溫度的控制。溫度太低,會發作蔬菜凍死或者停止成長,所以要將溫度始終控制在合適蔬菜成長的范圍內。假如僅靠人工控制既太耗人力,又容易發作過失。

  因此,本文設計的智能化供暖系統,就顯得很有必要。

  2供暖系統的組成圖示供暖系統組成原理框圖如所示。

  供暖系統主程序流程圖如所示。

  控制加熱中斷效勞程序流程圖如所示。

  塑料大棚電溫床的縱截面示用意如所示。

  3系統主要部件闡明我們采納AD590集成溫度傳感器作測溫探頭,以電流輸出量化為溫度指示。測溫范圍為一50°C~+ 150°C.電流溫度靈敏度為1V1°C,當溫度每變遷1°C時,傳感器輸出電流變遷WA.AD590集成溫度傳感器由于在制作工藝上采納了激光微調修正技術器件的一致性、平均性、線性度都十分好,應用中不須要再設計線性化電路。它的輸出電流正比于絕對溫度,可作為準確測溫器件或作為其他溫度元件的校正器件,其丈量精度可達士0.1C而且它作為一種正比于溫度的高阻電流源,抗干擾才干也很強。由以上所述優異特性,AD590傳感器用作塑料大棚土壤溫度的丈量,其誤差完全能夠疏忽不記。模數轉換器采納ADC0809型號的8位芯片,模數轉換器的功能就是將模擬信號轉換成數字信號。比較器是采納數字比較器,數字比較器能對多位數碼停止比較,先比較最高位,假如標準溫度的最高位大于實測溫度的最高位,不論其他各位數碼狀況如何,則標準溫度大于實測溫度。

  反之,若標準溫度的最高位小于實測溫度的最高位,則標準溫度小于實測溫度。假如標準溫度的最高位等于實測溫度的最高位,則比較兩數的次高位,再來決定大小,依次類推。用智能控制組件的MCS-8051型號單片機是有40個引腳的雙列直插式芯片。數模轉換器采納DAC98B1型號的8位芯片,數模轉換器能夠看著是一個譯碼器,它將輸入的二進制數字信號轉換為模擬信號。并行I/O接口是采納Intel8255A通用I/O接口芯片,它可用程序來扭轉功能,通用性強,使用靈敏,通過它可直接將CPU總線接向外設。模擬信號放大器是由晶體管放大電路完成。電子開關由集電極接有常開繼電器的三極管構成。DV20205型號電加溫線是DV系列電加溫線的一種,使用溫度<40°C.系統主電源使用的是220V交流電。設定北方冬季塑料大棚內的標準溫度為20 25°C,這樣可選擇栽培合適這個溫度條件下的蔬菜作物。當然,溫度是自行設定的,主要取決于栽培什么作物,原理一樣。這里選擇冬季市場看好的番茄、青椒、黃瓜、豇豆等蔬菜。

  4供暖系統的工作過程供暖系統的工作過程見。溫度傳感器AD590首先對塑料大棚現場溫度停止丈量,輸出與溫度成正比的電流,流經與傳感器AD590相連接的電阻R產生隨溫度變遷的電壓降。R值為2k,溫度每變遷1°C時,R兩端電壓將變遷2mV.由于AD590輸出電流與絕對溫度成正比,即當溫度為0°C時,AD590將有273……A電流輸出,R上產生電壓降為0.5464V.本計劃是以北方地域冬季為背景而設計的,思考到北方冬季室外氣溫一般都在0C以下,則假定傳感器AD590測到的實際溫度為一25C時,傳感器AD590有電流輸出為24B.2UA,R上產生0.4964V的電壓降,此電壓進入晶體管放大電路停止模擬信號放大,經模擬信號放大器放大后的模擬信號輸入A/D模數轉換器,經模數轉換輸出數字信號送入數字比較器。單片機中已預置了由軟件設定好的20C~25C范圍內的溫度上限值和下限值的標準溫度,其值是以與十進制數相對應的8421代碼數字信號表示的,此數字信號也送入數字比較器與A/D模數轉換器送入的實測溫度數字信號停止比較。比較結果分為3種狀況:大于“、”等于“、”小于“,這里不探討”小于“的狀況,因為比較結果相等時,電源就自動斷電,塑料大棚內停止加熱了,不存在設定標準溫度值小于實測溫度值的狀況。當實測溫度低于設定標準溫度時,數字比較器輸出一個高電平送入狀態觸發器,向發出中斷懇求,。采納2觸發器作為狀態觸發器因4中斷源要能能發出中中斷懇求信號且這個能堅持到CPU響應這個中斷以后,才革除原來的中斷懇求信號,D觸發器滿足以上條件。這時D觸發器為”1“,CPU內部的中斷允許觸發器也為”1“,即開中斷時,CPU在現行指令執行完畢后響應中斷(見)CPU第一步首先屏蔽掉同級或較低級的中斷申請,內部自動實現關中斷。第二步,保管斷點,把斷點處的IP和CS推入堆棧保管,以備中斷解決完畢后能返回主程序。第三步,愛護現場,為了使中斷解決不影響主程序的運行,故要把斷點處的有關的各個寄存器的內容和標記位的狀態推入堆棧愛護起來。第四步,進中斷入口轉入相應的中斷效勞程序,并開端執行中斷效勞程序(見)在中斷效勞程序執行完后,接著第五步還要恢復現場,把所保管的各個內部寄存器的內容和標記位的狀態從堆棧彈出送回CPU中的原來地位。第六步,開中斷與返回,在中斷效勞程序的最后要開中斷,以便CPU能響應新的中斷懇求。最后還要安置一條返回指令,將堆棧內保管的P和CS值彈出,運行就恢復到主程序。CPU執行完中斷效勞程序后送出一個控制信號到并行接口(數據端口A,工作在方式1,端口C的PC7、PC6、PC5作控制)CPU發出的控制信號經并行口輸出到D/A數模轉換器,輸出一個模擬控制信號送到模擬信號放大器,經過晶體管電路放大,輸出一個被放大了的模擬信號用來驅動電子開關,送到與集電極串接常開繼電器的三極管電子開關上。當電流從集電極流出,常開繼電器閉合,接通加熱電源,給大棚蔬菜供暖。這時電加溫線加上了電,開端給土壤加熱。當實測溫度等于設定標準溫度時,數字比較器輸出一個低電平送入數據寄存器,假定是BL寄存器。在單片機的軟件里有傳遞指令將00H操作數送至CPU的累加器AL中以及輸出指令將AL中的OOH送至單片機某個輸出端口。

  0205電加錢威土塑料大棚溫床的縱截面示用意將BL寄存器中的數據與AL中的數據用比較指令相比較,當結果為零,則零標記Z=1時,用轉移指令轉到輸出指令并執行輸出指令的內容。CPU發出一個切斷電源低電平控制信號經并行口輸出到D/A數模轉換器,輸出一個模擬控制信號送到模擬信號放大器,由于該控制信號是低電平,晶體管不導通,電路中無電流流過,也就沒有被放大了的模擬信號送到與集電極串接在此時閉合的繼電器上。集電極沒有電流流過,串接在集電極上繼電器的接點也就自然由閉合到斷開,也就抵達了自動切斷電源的宗旨。由于電路上的連接起因,數字比較器輸出的高電平也要送往BL寄存器與AL的內容相比較,結果不相等,零標記Z=0.實測溫度小于標準溫度,CPU繼續執行給塑料大棚加熱的中斷效勞程序。同樣,數字比較器輸出的低電平也會送往D觸發器向CPU懇求中斷,由于是高電平有效,低電平只能按照單片機的操作指令來實現電源的自動切斷。同一塑料大棚內依據詳細狀況可同時用兩種電加溫線系列,即DV系列和DKV系列,也可選用其中一種,DV系列電加溫線主要用作土壤的加溫,DKV系列電加溫線作空氣加溫,其原理石樣1在此只論及必八電加溫線。依據所選蔬菜栽培要求的溫度,塑料大棚內,電加溫線依據應提供100W/m2的熱功率,按要求選用DV20205型號電加溫線(見)在土壤里的布線間距是5cm,應留神的是,加溫線在土壤里的布線要頭尾連接,能夠拐彎,但不能從中間剪短,不能交叉、重疊和扎結,避免毀壞絕緣。當塑料大棚實測溫度等于標準溫度時,CPU發出切斷電源的控制信號,自動切斷加熱電源,停止給塑料大棚內電溫床加熱。該過程循環停止,使大棚內的溫度始終堅持在合適蔬菜成長的溫度范圍內,以利于蔬菜的成長,進步塑料大棚栽培蔬菜的經濟效益。

  5完畢語冬季大棚蔬菜管理最重要的一個因素就是溫度的控制。設計的冬季塑料大棚供暖系統實現了自動丈量和自動控制溫度,將大棚內溫度始終控制在合適蔬菜成長的范圍,替代了人工控制,降低了本錢給社會帶來經濟效益,對菜籃子工程的施行起到了不可低估的作用。本文以栽培蔬菜為例,也能夠栽培鮮花等。自動供暖系統中用作控制組件的核心MCS-8051單片機也可采納其它的機種,其原理雷同。本文中的有關數據是理論計算值,有的已經理論測驗是完全正確的。

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