冬季塑料大棚供暖系统的自动控制
因此,本文设计的智能化供暖系统,就显得很有必要。
2供暖系统的组成图示供暖系统组成原理框图如所示。
供暖系统主程序流程图如所示。
控制加热中断效劳程序流程图如所示。
塑料大棚电温床的纵截面示用意如所示。
3系统主要部件阐明我们采纳AD590集成温度传感器作测温探头,以电流输出量化为温度指示。测温范围为一50°C~+ 150°C.电流温度灵敏度为1V1°C,当温度每变迁1°C时,传感器输出电流变迁WA.AD590集成温度传感器由于在制作工艺上采纳了激光微调修正技术器件的一致性、平均性、线性度都十分好,应用中不须要再设计线性化电路。它的输出电流正比于绝对温度,可作为准确测温器件或作为其他温度元件的校正器件,其丈量精度可达士0.1C而且它作为一种正比于温度的高阻电流源,抗干扰才干也很强。由以上所述优异特性,AD590传感器用作塑料大棚土壤温度的丈量,其误差完全能够疏忽不记。模数转换器采纳ADC0809型号的8位芯片,模数转换器的功能就是将模拟信号转换成数字信号。比较器是采纳数字比较器,数字比较器能对多位数码停止比较,先比较最高位,假如标准温度的最高位大于实测温度的最高位,不论其他各位数码状况如何,则标准温度大于实测温度。
反之,若标准温度的最高位小于实测温度的最高位,则标准温度小于实测温度。假如标准温度的最高位等于实测温度的最高位,则比较两数的次高位,再来决定大小,依次类推。用智能控制组件的MCS-8051型号单片机是有40个引脚的双列直插式芯片。数模转换器采纳DAC98B1型号的8位芯片,数模转换器能够看着是一个译码器,它将输入的二进制数字信号转换为模拟信号。并行I/O接口是采纳Intel8255A通用I/O接口芯片,它可用程序来扭转功能,通用性强,使用灵敏,通过它可直接将CPU总线接向外设。模拟信号放大器是由晶体管放大电路完成。电子开关由集电极接有常开继电器的三极管构成。DV20205型号电加温线是DV系列电加温线的一种,使用温度<40°C.系统主电源使用的是220V交流电。设定北方冬季塑料大棚内的标准温度为20 25°C,这样可选择栽培合适这个温度条件下的蔬菜作物。当然,温度是自行设定的,主要取决于栽培什么作物,原理一样。这里选择冬季市场看好的番茄、青椒、黄瓜、豇豆等蔬菜。
4供暖系统的工作过程供暖系统的工作过程见。温度传感器AD590首先对塑料大棚现场温度停止丈量,输出与温度成正比的电流,流经与传感器AD590相连接的电阻R产生随温度变迁的电压降。R值为2k,温度每变迁1°C时,R两端电压将变迁2mV.由于AD590输出电流与绝对温度成正比,即当温度为0°C时,AD590将有273……A电流输出,R上产生电压降为0.5464V.本计划是以北方地域冬季为背景而设计的,思考到北方冬季室外气温一般都在0C以下,则假定传感器AD590测到的实际温度为一25C时,传感器AD590有电流输出为24B.2UA,R上产生0.4964V的电压降,此电压进入晶体管放大电路停止模拟信号放大,经模拟信号放大器放大后的模拟信号输入A/D模数转换器,经模数转换输出数字信号送入数字比较器。单片机中已预置了由软件设定好的20C~25C范围内的温度上限值和下限值的标准温度,其值是以与十进制数相对应的8421代码数字信号表示的,此数字信号也送入数字比较器与A/D模数转换器送入的实测温度数字信号停止比较。比较结果分为3种状况:大于“、”等于“、”小于“,这里不探讨”小于“的状况,因为比较结果相等时,电源就自动断电,塑料大棚内停止加热了,不存在设定标准温度值小于实测温度值的状况。当实测温度低于设定标准温度时,数字比较器输出一个高电平送入状态触发器,向发出中断恳求,。采纳2触发器作为状态触发器因4中断源要能能发出中中断恳求信号且这个能坚持到CPU响应这个中断以后,才革除原来的中断恳求信号,D触发器满足以上条件。这时D触发器为”1“,CPU内部的中断允许触发器也为”1“,即开中断时,CPU在现行指令执行完毕后响应中断(见)CPU第一步首先屏蔽掉同级或较低级的中断申请,内部自动实现关中断。第二步,保管断点,把断点处的IP和CS推入堆栈保管,以备中断解决完毕后能返回主程序。第三步,爱护现场,为了使中断解决不影响主程序的运行,故要把断点处的有关的各个寄存器的内容和标记位的状态推入堆栈爱护起来。第四步,进中断入口转入相应的中断效劳程序,并开端执行中断效劳程序(见)在中断效劳程序执行完后,接着第五步还要恢复现场,把所保管的各个内部寄存器的内容和标记位的状态从堆栈弹出送回CPU中的原来地位。第六步,开中断与返回,在中断效劳程序的最后要开中断,以便CPU能响应新的中断恳求。最后还要安置一条返回指令,将堆栈内保管的P和CS值弹出,运行就恢复到主程序。CPU执行完中断效劳程序后送出一个控制信号到并行接口(数据端口A,工作在方式1,端口C的PC7、PC6、PC5作控制)CPU发出的控制信号经并行口输出到D/A数模转换器,输出一个模拟控制信号送到模拟信号放大器,经过晶体管电路放大,输出一个被放大了的模拟信号用来驱动电子开关,送到与集电极串接常开继电器的三极管电子开关上。当电流从集电极流出,常开继电器闭合,接通加热电源,给大棚蔬菜供暖。这时电加温线加上了电,开端给土壤加热。当实测温度等于设定标准温度时,数字比较器输出一个低电平送入数据寄存器,假定是BL寄存器。在单片机的软件里有传递指令将00H操作数送至CPU的累加器AL中以及输出指令将AL中的OOH送至单片机某个输出端口。
0205电加钱威土塑料大棚温床的纵截面示用意将BL寄存器中的数据与AL中的数据用比较指令相比较,当结果为零,则零标记Z=1时,用转移指令转到输出指令并执行输出指令的内容。CPU发出一个切断电源低电平控制信号经并行口输出到D/A数模转换器,输出一个模拟控制信号送到模拟信号放大器,由于该控制信号是低电平,晶体管不导通,电路中无电流流过,也就没有被放大了的模拟信号送到与集电极串接在此时闭合的继电器上。集电极没有电流流过,串接在集电极上继电器的接点也就自然由闭合到断开,也就抵达了自动切断电源的宗旨。由于电路上的连接起因,数字比较器输出的高电平也要送往BL寄存器与AL的内容相比较,结果不相等,零标记Z=0.实测温度小于标准温度,CPU继续执行给塑料大棚加热的中断效劳程序。同样,数字比较器输出的低电平也会送往D触发器向CPU恳求中断,由于是高电平有效,低电平只能按照单片机的操作指令来实现电源的自动切断。同一塑料大棚内依据详细状况可同时用两种电加温线系列,即DV系列和DKV系列,也可选用其中一种,DV系列电加温线主要用作土壤的加温,DKV系列电加温线作空气加温,其原理石样1在此只论及必八电加温线。依据所选蔬菜栽培要求的温度,塑料大棚内,电加温线依据应提供100W/m2的热功率,按要求选用DV20205型号电加温线(见)在土壤里的布线间距是5cm,应留神的是,加温线在土壤里的布线要头尾连接,能够拐弯,但不能从中间剪短,不能交叉、重叠和扎结,避免毁坏绝缘。当塑料大棚实测温度等于标准温度时,CPU发出切断电源的控制信号,自动切断加热电源,停止给塑料大棚内电温床加热。该过程循环停止,使大棚内的温度始终坚持在合适蔬菜成长的温度范围内,以利于蔬菜的成长,进步塑料大棚栽培蔬菜的经济效益。
5完毕语冬季大棚蔬菜管理最重要的一个因素就是温度的控制。设计的冬季塑料大棚供暖系统实现了自动丈量和自动控制温度,将大棚内温度始终控制在合适蔬菜成长的范围,替代了人工控制,降低了本钱给社会带来经济效益,对菜篮子工程的施行起到了不可低估的作用。本文以栽培蔬菜为例,也能够栽培鲜花等。自动供暖系统中用作控制组件的核心MCS-8051单片机也可采纳其它的机种,其原理雷同。本文中的有关数据是理论计算值,有的已经理论测验是完全正确的。