本發(fā)明涉及大棚光照控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室大棚的光總量控制裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

光照是影響植物生長(zhǎng)的重要因子，業(yè)內(nèi)有一種增加1％的光就能增加1％的產(chǎn)量說(shuō)法，同時(shí)這種說(shuō)法在國(guó)內(nèi)也經(jīng)過(guò)實(shí)際的專業(yè)大規(guī)化種植中驗(yàn)證過(guò)是有效的，也就形成一個(gè)新的光應(yīng)用概念“積光”，“積光”解釋為光的累積。積光的定義是植物在整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)對(duì)光吸收的總量是恒定的，過(guò)少會(huì)影響植物的生長(zhǎng)，過(guò)多對(duì)生長(zhǎng)并無(wú)作用，是對(duì)光的浪費(fèi)。然而目前傳統(tǒng)溫室大棚補(bǔ)光具有盲目性或經(jīng)驗(yàn)性，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚內(nèi)部光照度的在線分析和處理。雖然目前也有一些溫室大棚開始采用光照度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光照度的檢測(cè)，由于光照度的檢測(cè)原理是基于人眼結(jié)構(gòu)定義的，無(wú)法準(zhǔn)確衡量植物一天對(duì)光的吸收總量。也無(wú)法為補(bǔ)光系統(tǒng)提供一個(gè)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持，從而不能達(dá)到準(zhǔn)確的按需按量補(bǔ)光，造成補(bǔ)光燈的電力浪費(fèi)，增加降溫系統(tǒng)的工作負(fù)荷，不能達(dá)到有效的節(jié)能效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能準(zhǔn)確控制光量并按需補(bǔ)光的溫室大棚光總量控制裝置。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種溫室大棚的光量控制裝置，其特征在于，包括：PLC控制器，與PLC控制器連接的光量子傳感器、操作顯示器、第一磁控開關(guān)和第二磁控開關(guān)，所述第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)分別連接在溫室大棚的遮陽(yáng)網(wǎng)控制電路和補(bǔ)光燈控制電路上，所述PLC控制器根據(jù)光量子傳感器和操作顯示器提供的信號(hào)控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作。

作為改進(jìn)地，所述PLC控制器為SIEMENS LOGO！系列的12/24RCE控制器。

作為改進(jìn)地，在PLC控制器上連接有外部程序存儲(chǔ)卡，所述PLC控制器自動(dòng)讀取外部程序存儲(chǔ)卡中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光量子傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算與及統(tǒng)計(jì)，并生成相關(guān)的執(zhí)行指令來(lái)控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作。

作為改進(jìn)地，在PLC控制器上連接有手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。

作為改進(jìn)地，在PLC控制器上連接有網(wǎng)絡(luò)接口，所述光量控制裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與遠(yuǎn)程控制終端連接。

作為改進(jìn)地，所述光量子傳感器與PLC控制器之間通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。

本發(fā)明還提供一種溫室大棚的光量控制方法，其特征在于，它利用上述光量控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)；當(dāng)PLC控制器每10分鐘累計(jì)計(jì)算出的光量超過(guò)Xmmol時(shí)，判斷為晴天，控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)關(guān)閉；當(dāng)PLC控制器每10分鐘累計(jì)計(jì)算出光量少于Xmmol時(shí)，判斷為陰天，控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)開啟；X的取值范圍為100-300。

作為改進(jìn)地，通過(guò)操作顯示器設(shè)定光總量，所述光總量是一天時(shí)間內(nèi)植物正常生長(zhǎng)時(shí)所吸收光的總和；當(dāng)定義的時(shí)間段的光量累積量滿足設(shè)定要求時(shí)，操作顯示器控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)關(guān)閉；當(dāng)定義的時(shí)間段的光量累積量不能滿足設(shè)定要求時(shí)，操作顯示器控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)開啟；所述定義的時(shí)間段的長(zhǎng)度可以在一天當(dāng)中的0-18時(shí)內(nèi)任意選擇。

作為改進(jìn)地，當(dāng)PLC控制器不能讀取光量子傳感器的傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，操作顯示器進(jìn)行故障診斷并顯示相應(yīng)的故障代碼。

作為改進(jìn)地，通過(guò)操作顯示器輸入地理經(jīng)緯度，PLC控制器根據(jù)經(jīng)緯度信息自動(dòng)判斷日照時(shí)長(zhǎng)等狀態(tài)，并在操作顯示器上顯示出來(lái)；根據(jù)日照狀態(tài)信息設(shè)定補(bǔ)光燈的開關(guān)時(shí)間，以便盡量利用日照，節(jié)約能源。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)設(shè)置光量子傳感器、PLC控制器、磁控開關(guān)等元件，能根據(jù)光量子傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)控制遮陽(yáng)網(wǎng)、補(bǔ)光燈的開啟或關(guān)閉，可實(shí)現(xiàn)對(duì)植物各生長(zhǎng)階段的精準(zhǔn)補(bǔ)光，不僅能有效提高產(chǎn)量，并能大幅度節(jié)約能源。

本發(fā)明提供的一種光量控制方法，能自動(dòng)判斷晴天、陰天，并根據(jù)天氣信息自動(dòng)控制遮陽(yáng)網(wǎng)、補(bǔ)光燈的開啟或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)補(bǔ)光，節(jié)約能源，保證植物各生長(zhǎng)階段有充足的光照，有效提高產(chǎn)量。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明提供的光總量控制裝置結(jié)構(gòu)框圖。

圖2所示為本發(fā)明提供的光總量控制方法流程圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1：PLC控制器，2：光量子傳感器，3：操作顯示器，4：第一磁控開關(guān)，5：第二磁控開關(guān)，6：遮陽(yáng)網(wǎng)，7：補(bǔ)光燈，8：A/D轉(zhuǎn)換模塊，9：外部程序存儲(chǔ)卡，10：手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，11：網(wǎng)絡(luò)接口。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式說(shuō)明如下。

基于“積光”理論，本發(fā)明提出一種能檢測(cè)及計(jì)算植物在生長(zhǎng)周期內(nèi)所吸收光量子總量的光總量控制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)最佳光總量進(jìn)行光照實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。

如圖1所示，一種溫室大棚的光總量控制裝置，包括：PLC控制器1，與PLC控制器1連接的光量子傳感器2、操作顯示器3、第一磁控開關(guān)4和第二磁控開關(guān)5，所述第一磁控開關(guān)4、第二磁控開關(guān)5分別連接在溫室大棚遮陽(yáng)網(wǎng)6的控制電路和補(bǔ)光燈7的控制電路上，所述PLC控制器1根據(jù)光量子傳感器2和操作顯示器3提供的信號(hào)控制第一磁控開關(guān)4、第二磁控開關(guān)5動(dòng)作，進(jìn)而控制遮陽(yáng)網(wǎng)6和補(bǔ)光燈7的開啟與關(guān)閉，以達(dá)到自動(dòng)補(bǔ)光功能。

其中，所述PLC控制器1為SIEMENS LOGO！系列的12/24RCE控制器，所述PLC控制器具有四個(gè)輸入通道與及八個(gè)輸出接口，其中一個(gè)輸入通道通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊8連接到安裝在溫室大棚內(nèi)的光量子傳感器2上，以實(shí)行對(duì)射入光進(jìn)行采集。

所述PLC控制器還內(nèi)置移位寄存器，用于儲(chǔ)存、記錄光量子傳感器2的采集數(shù)據(jù)，以供PLC內(nèi)單片機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算。在PLC控制器1上連接有外部程序存儲(chǔ)卡9。實(shí)際工作時(shí)，PLC控制器1自動(dòng)讀取外部程序存儲(chǔ)卡9中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光量子傳感器2的數(shù)據(jù)計(jì)算與及統(tǒng)計(jì)，并生成相關(guān)的執(zhí)行指令來(lái)控制第一磁控開關(guān)4、第二磁控開關(guān)5動(dòng)作。

進(jìn)一步地，在PLC控制器1上連接有手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)10和網(wǎng)絡(luò)接口11，以便實(shí)現(xiàn)手動(dòng)補(bǔ)光和自動(dòng)補(bǔ)光的切換，以及與遠(yuǎn)程控制終端連接。其中，自動(dòng)補(bǔ)光時(shí)，PLC控制器根據(jù)設(shè)定的程序及用戶設(shè)置的相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)光。手動(dòng)補(bǔ)光時(shí)通過(guò)操作顯示器來(lái)控制第一磁控開關(guān)4、第二磁控開關(guān)5動(dòng)作，以達(dá)到改變光照的目的。

光總量是基于一天時(shí)間內(nèi)能夠提供植物正常生長(zhǎng)時(shí)所吸收光的總和，不同植物在不同的生長(zhǎng)階段一天所需的光總量也各不相同，本實(shí)施例還提供一種基于上述系統(tǒng)進(jìn)行有效節(jié)能補(bǔ)光控制方法，具體如下：

1)開機(jī)自檢，當(dāng)PLC控制器不能讀取光量子傳感器的傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，操作顯示器進(jìn)行故障診斷并顯示相應(yīng)的故障代碼。

2)天氣判定，當(dāng)PLC控制器每10分鐘累計(jì)計(jì)算出的光量超過(guò)Xmmol時(shí)，判斷為晴天，控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)關(guān)閉；當(dāng)PLC控制器每10分鐘累計(jì)計(jì)算出光量少于Xmmol時(shí)，判斷為陰天，控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)開啟。本實(shí)施例中，優(yōu)選X的取值為200，在其他實(shí)施方式中，X的取值在100-300之間任意選擇，不限于本實(shí)施例。

2)光量設(shè)定，通過(guò)操作顯示器設(shè)定植物生長(zhǎng)的光總量。當(dāng)定義的時(shí)間段的光量累積量滿足設(shè)定要求時(shí)，操作顯示器控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)關(guān)閉；當(dāng)定義的時(shí)間段的光量累積量不能滿足設(shè)定要求時(shí)，操作顯示器控制第一磁控開關(guān)、第二磁控開關(guān)動(dòng)作使補(bǔ)光燈和遮陽(yáng)網(wǎng)開啟。所述定義的時(shí)間段的長(zhǎng)度可以在一天當(dāng)中的0-18時(shí)內(nèi)任意選擇。

4)日照狀態(tài)判斷及補(bǔ)光燈開關(guān)時(shí)間設(shè)置，通過(guò)操作顯示器輸入地理經(jīng)緯度，PLC控制器根據(jù)經(jīng)緯度信息自動(dòng)判斷日照時(shí)長(zhǎng)等狀態(tài)，并在操作顯示器上顯示出來(lái)。用戶根據(jù)日照狀態(tài)信息設(shè)定補(bǔ)光燈的開關(guān)時(shí)間。

本實(shí)施例提供的一種溫室大棚的光總量控制裝置，通過(guò)設(shè)置光量子傳感器和PLC控制器等器件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)植物各生長(zhǎng)階段的精準(zhǔn)補(bǔ)光，不僅能有效提高產(chǎn)量，并能大幅度節(jié)約能源。

以上具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但并不能以此來(lái)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。顯而易見(jiàn)地，在本發(fā)明實(shí)質(zhì)的啟示下，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可進(jìn)行許多改進(jìn)和修飾，需要注意的是，這些改進(jìn)和修飾都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。