基于LOGO的立体农业温室控制系统

摘 要：在传统生态农业的基础上，结合多模式理念，建立立体式分层农业结构，应用智能控制系统进行自动化农业生产管理，使高植低畜的生产模式更加合理，以实现化肥农药零施用、最大化利用生物能源、降低成本和提高效益的目的。

关键词：立体农业温室；LOGO；控制系统

引言

在我国，生态农业发展源远流长，稻田养鱼、桑基渔塘已有上千年的历史，至今仍兴盛不衰。1997年农业部将农村能源生态致富模式-立体生态温室技术列为全国重点推广项目，并决定在十五期间以更大的力度在全国推广[1]。国外生态农业最早在欧洲兴起，随后在瑞士，英国，日本等国家得到很好地发展，20世纪60年代欧洲许多农场转向生态耕作，20世纪70年代末东南亚地区开始研究生态农业，到20世纪90年代，世界各国均有了较大的发展，建设生态农业，走可持续发展的道路已经成为世界各国发展农业的共同选择[2]。

目前立体生态温室如何在现有的基础上进一步降低农业生产成本，降低畜业的污染及碳排放，充分融合畜业和种植业，形成良好的互补，需要深入思考和研究[3]。

本研究以目前农村应用广泛的沼气及与沼气构成能源循环使用的农村蔬菜大棚、牲畜养殖为主要研究对象，对影响动物与植物成长的因素进行全面的分析，数据采集，统计整理，从而改善目前生态农业发展的模式，解决我国农村目前能源利用效率低、应用不合理的问题，推进我国新农村建设及带动农村经济发展，改善农村生存条件，提高农民生活质量。

1 控制系统结构

本系统提出了以温度、PH、湿度、光照强度、NH3、CO2以及O2浓度作为智能控制系统的控制过程的主要控制参数，从而实现整个农业立体式结构的自动控制。根据该工程的实际工况，设计了由 PC上位机和 LOGO！下位机构成的自动控制与监测系统，采用 PI 控制算法，通过引进西门子 LOGO！系列作为下位机的主要硬件设备，设计硬件结构，完成数据采集、执行机构动作及中断程序的编写，实现相应功能。

西门子LOGO！逻辑控制器是继电器的代替品，其内部集成的丰富功能可以替换很多定时器、继电器、时钟和接触器所实现的功能，可以满足很多小型自动化市场客户的需求[4]。

系统主要构成如图1所示。

2 控制系统功能

2.1 控制器选型

选用LOGO！系列中的OBA7cpu，其具有以太网通讯功能，可以实现上位（PC）以及其他LOGO！之间相互通讯。

2.2 控制系统功能

根据系统整体要求，对需要设计的控制系统总体方案进行功能分解。

（1）参数检测：系统主要控制参数温度、PH值、湿度、光照强度和CO2浓度与NH3浓度。由于这六个被控参数均为连续变化的模拟量，需要检测结构通过传感器与变送器将其转化为4～20mA的电流信号传给LOGO！。其检测装置设备主要实现对这六个模拟量相对应的传感器与变送器的具体应用。

（2）设备控制：执行器件主要通过水泵、电动机以及其他器件的运行，实现向滴管、室内货梯、温湿帘冷风机等其他环境调节的控制，使室内的被控参数值基本达到系统设定值。通过控制控制设备的动作，实现对室内环境控制系统的控制。让整个系统能够保证在一个正常的环境中运行。

（3）数据实时监测：通过控制系统与检测系统的动作信号，将当前的环境变量的数据实时传送到计算机或者其他移动终端上可以方便的实时观测系统中环境的变化情况，了解系统运行的最新情况，能够及时的做出防范的准备。

控制系统各部分功能如图2所示。

3 结论

本控制系统采用西门子LOGO！作为主控制器，成本低，可靠性高，同时能够适用于各种不同环境的生态农业控制系统，系统的移植性强。尤其是应用于在立体生态农业中，实现了动植物的和谐发展，低碳环保。

参考文献

[1]俞爱萍.稻鳅共生养殖技术及经济效益分析[J].现代农业科技，2013（1）.

[2]黄斌挺等.广西立体生态农业发展研究-以百色市平果县果化镇立体生态农业示范基地为例[J].市场论坛，2012（11）.

[3]魏雪涛，盛利民.嘉兴市秀洲区种养结合生态循环新模式及应用效果[J].现代农业科技，2012（21）.

[4]王鸿康.基于智能逻辑模块的排风机组控制系统设计[J].电气传动自动化，2014（1）.

作者简介：韩宏兵（1992-），男，黑龙江。