集装箱植物工厂自动控制系统建立

作者：赵倩; 王琨琦; 聂铭君; 陈晓丽; 王利春; 郭文忠; 薛绪掌

来源：农机化研究, 2016, 38(10): 217-222.

DOI：10.13427/j.cnki.njyi.2016.10.046

• 集装箱植物工厂
• 最适化控制原理
• 人工补光
• PID控制

针对集装箱植物工厂体积小、可控性强的特征,利用最适化控制原理,针对控制成本低、控制效果好的营养液管理、人工补光、箱内环境温度3个因子,基于可编程控制器建立了一套自动控制系统。该系统将人机交互触摸屏作为上位机,采用开关量控制原理进行营养液循环和LED周期补光的管理;利用闭环PID控制原理,进行箱内温度的调节,可实时监测集装箱内部温度和营养液特征变化过程。同时,采用人机友好的工作方式,通过调用管理者输入的各类参数,自动进行控制决策并执行控制程序。试验验证表明:该系统能够根据人工设定的控制参数,实现营养液分层循环、定时供液;能够按照设定时间自动控制LED光源的闭合/断开,实现不同光照周期的转换;能够实时监测温度,并根据目标温度调节制冷/供暖机构,使集装箱内温度持续保持在适宜作物生长的范围内。参照系统在集装箱植物工厂内使用情况,可以确定本系统成本低、运行稳定,能够满足集装箱植物工厂中农作物管理需求。

• 单位
  机电工程学院; 西安工业大学; 北京农业信息技术研究中心