CN110609582A - 植物生长舱环境控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物生长舱环境控制系统，包括有环境配置组件和用于调控所述环境配置组件的控制系统，所述环境配置组件包括有温度控制模块、湿度控制模块、LED灯控制模块和CO2控制模块，所述温度控制模块包括有两台直膨式空调机组；所述直膨式空调机组包括有风冷机组，所述湿度控制模块包括有所述风冷机组和喷雾加湿器；所述控制系统包括有监控部分和PLC控制部分，所述监控部分与所述PLC控制部分电连接，所述监控部分包括有视频监控器和环境传感器。本发明温湿环境、CO2浓度、光环境均由所述PLC控制系统进行自控调节，人员可由所述视频监控器观察个环境配置组件的运行状态及植物生长情况，可完全无人劳作，远程批量化管控，极大程度地节约人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及植物生长舱技术领域，尤其是涉及一种可以智能控制植物生长舱内温湿度、CO2浓度、光照环境的控制系统。
背景技术
植物生长舱如今成为设施农业行业的发展趋势，它将农田种植技术进行精准控制，在封闭的环境中通过智能控制系统控制农作物生产所需要的温度、湿度、光照等因素进行智能调控，以实现农作物周年连接的种植。
植物生长舱种植有以下几个特点:能够自行控制植物的生长环境，摆脱了自然天气以及四季变化对植物生产带来的限制延长了植物的生长时间，能够极大的提高农作物的生产速度；不受地理位置的限制，根据实际情况建设植物生长舱。要摆脱自然天气及四季变化对植物生长的限制，必须使生长舱内的环境与外界环境独立。对于植物生长而言，除了种植土壤外最重要的适宜的生长环境，包括合适的温湿度、02浓度、光照强度，而不同作物对应的适宜环境条件不同。这要求根据不同的种植作物生长舱内，确定其对应的最合适的环境参数并进行控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷与不足，提供一种可智能调控植物生长舱内温湿度、CO2浓度、光照强度的环境控制系统。
一种植物生长舱环境控制系统，包括有环境配置组件和用于调控所述环境配置组件的控制系统，所述环境配置组件包括有温度控制模块、湿度控制模块、LED灯控制模块和CO2控制模块，所述温度控制模块包括有两台直膨式空调机组；所述直膨式空调机组包括有风冷机组，所述湿度控制模块包括有所述风冷机组和喷雾加湿器；所述控制系统包括有监控部分和PLC控制部分，所述监控部分与所述PLC控制部分电连接，所述监控部分包括有视频监控器和环境传感器，所述PLC控制部分包括有显示屏和PLC控制器，所述视频监控器和所述环境传感器的环境数据通过所述PLC控制器显示在所述显示屏上。
较佳地，所述环境传感器设置于所述直膨式空调机组的回风管上，包括有温湿度检测传感器和CO2浓度检测传感器；所述PLC控制器内设置有储存器，所述储存器内设定有参数控制范围，所述PLC控制器依据所述参数控制范围和所述环境数据控制所述温度控制模块、所述湿度控制模块和所述CO2控制模块的运行。
较佳地，所述温度控制模块还包括有两组电加热器，两组所述电加热器功率不同；两组所述电加热器与两台所述直膨式空调机组组成三级温度调节系统。
较佳地，所述PLC控制器独立控制所述风冷机组。
较佳地，所述湿度控制模块还包括有两组喷雾加湿器，所述风冷机组内设置有湿膜，两组所述喷雾加湿器与所述湿膜组成三级加湿调节系统。
较佳地，所述LED灯控制模块包括有多组LED灯组，多组所述LED灯组分别独立或共同被所述PLC控制器控制；所述生长舱内设置有光感传感器，所述光感传感器与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器根据所述光感传感器的数据调整所述LED灯组的开关和亮度。
较佳地，所述CO2控制模块包括有CO2气瓶和与所述CO2气瓶连接的除霾型新风换气机；所述除霾型新风换气机与所述CO2气瓶之间设置有电磁阀。
较佳地，还包括有智能施肥系统，所述智能施肥系统包括有吸肥系统、施肥系统和控制系统，所述控制系统与所述吸肥系统、所述施肥系统连接；所述控制系统包括有PLC控制器和肥料成分检测模块。
较佳地，所述PLC控制部分设置有继电保护系统。
较佳地，所述生长舱为40GP标准集装箱。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1、本发明提供的植物生长舱环境控制系统，温湿环境、CO2浓度、光环境均由所述PLC控制系统进行自控调节，人员可由所述视频监控器观察个环境配置组件的运行状态及植物生长情况，本发明所提供的植物生长舱环境控制系统可完全无人劳作，远程批量化管控，极大程度地节约人力成本。
2、本发明提供的植物生长舱环境控制系统，可人工设置所述环境配置的运行参数，所述PLC控制系统根据所述运行参数自动调控所述环境配置组件的运行。
3、本发明提供的植物生长舱环境控制系统，两台所述直膨式空调机组使系统制冷量、制热量可调范围更大，和两组所述加热器可以实现三级调节，在极端气候状况、不同纬度地区都可以实现舱内温度范围的准确控制，气候及地域适应性强。
4、在某些过渡季节工况下(如4、5月份)，需要的制冷量较小，现有技术可能会造成压缩机频繁启停，而本发明提供的植物生长舱环境控制系统，由所述PLC控制器独立控制开启或关闭所述风冷机组，使所述风冷机组更加可控。
5、本发明提供的植物生长舱环境控制系统，可根据舱内植物特性确定所需所述LED灯组的开启数量，并且可根据所述光感传感器的数据调整所述LED灯组的亮度，以适应环境明暗程度。
6、本发明提供的植物生长舱环境控制系统，配置有所述智能施肥系统，可实现自动检测营养液成分、加注营养液、施肥灌溉的功能。
7、本发明提供的植物生长舱环境控制系统，所述生长舱采用40GP的标准集装箱，批量运输方便、堆叠节约空间、管理布线方便，有助于实现所述生长舱作物的量产。
附图说明
结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：
图1为本发明的整体系统原理图；
图2为本发明的直膨式空调机组的立面图；
图3为本发明的直膨式空调机组的俯视图；
图4为本发明的温湿控制系统的原理图；
图5为本发明的生长舱舱内透视效果图。
其中，植物生长舱-1，直膨式空调室内机-2，喷雾加湿器-3，第一温湿度传感器-4，第二温湿度传感器-5，气瓶-6，电磁阀-7，除霾新风机组-8，LED灯组-9，光源控制器-10，视频监控器-11，PLC控制柜-12，显示屏-13，PLC控制器-14，风冷机组-15，内部风机-16，绵风管-17，新风管道-18，送风口-19，回风口-20，预热盘管-21、氟盘管-22、电加热段-23、湿膜加湿段-24，电磁阀-25，冷凝水箱-26，水泵-27，浮球阀-28，支架板-29，植物生长架-30。
具体实施方式
参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
如附图1-5，本发明提供了一种植物生长舱1环境控制系统，生长舱1为40GP标准集装箱，包括有环境配置组件和用于调控环境配置组件的控制系统，环境配置组件包括有温度控制模块、湿度控制模块、LED灯控制模块和CO2控制模块；集装箱一端搭设有支架板29，支架板29两侧各设有一台直膨式空调机组2，单台送风量3000m3/h，送风余压150Pa，制冷量20kW，压缩机功率6.5kW，生长舱1内设置有棉风管17，直膨式空调机组2通过其内部风机16送入绵风管17，绵风管17上均匀开孔，可在生长舱1内的植物生长架30上方实现均匀送风；直膨式空调机组2包括有风冷机组15，湿度控制模块包括有风冷机组15和设置于生长舱1内水槽的喷雾加湿器3；控制系统包括有监控部分和PLC控制柜12，监控部分与PLC控制柜12电连接，监控部分包括有视频监控器11和环境传感器，PLC控制柜12包括有显示屏13和型号为s7200的PLC控制器14，视频监控器11和环境传感器的环境数据通过PLC控制器14显示在显示屏13上。本发明温湿环境、CO2浓度、光环境均由PLC控制柜12进行自控调节，人员可由视频监控器11观察个环境配置组件的运行状态及植物生长情况，系统可完全无人劳作，远程批量化管控，极大程度地节约人力成本。
在本实施例中，环境传感器设置于直膨式空调机组2的回风管上，包括有第一温湿度检测传感器4和CO2浓度检测传感器，生长舱1内设置有第二温湿度检测传感器5；PLC控制器14内设置有储存器，储存器内设定有参数控制范围，PLC控制器14依据参数控制范围和环境数据控制温度控制模块、湿度控制模块和CO2控制模块的运行。本发明可人工设置环境配置的运行参数，PLC控制器14内设置有数电模块和模电模块，包括有AO、AI、DO、DO通道，接收运行参数，并通过计算反馈控制信号至环境配置组件，实现自动调控。
在本实施例中，温度控制模块还包括有两组电加热器，两组电加热器功率不同，分别为3KW和6KW；两组电加热器与两台直膨式空调机组2组成三级温度调节系统。两台直膨式空调机组2使系统制冷量、制热量可调范围更大，和两组加热器可以实现三级调节，在极端气候状况、不同纬度地区都可以实现舱内温度范围的准确控制，气候及地域适应性强。
在本实施例中，PLC控制器14独立控制风冷机组15。在某些过渡季节工况下(如4、5月份)，需要的制冷量较小，现有技术可能会造成压缩机频繁启停，而本发明提供的植物生长舱1环境控制系统，由PLC控制器14独立控制开启或关闭风冷机组15，避免频繁启停而导致故障，使风冷机组15更加可控更安全。
如图4，本实施例中，湿度控制模块还包括有两组喷雾加湿器3，直膨式空调机组2设置有送风口19和回风口20，还包括有喷雾加湿水预热盘管21、氟盘管22、电加热段23、湿膜加湿段24四个空气处理段。其中水预热盘管21在制热工况下对进入喷雾加湿器3的水进行预热，避免冷水喷洒到植物上。电磁阀25可调节水预热盘管中的水流量。冷凝水箱26设置在支架板29下方，水泵27用于将冷凝水箱26中的水输送至水预热盘管21或喷雾加湿器3所在水槽。浮球阀28用于控制冷凝水箱26的水位。
在本实施例中，LED灯控制模块包括有多组LED灯组9，多组LED灯组9分别独立或共同被PLC控制器14内的光源控制器10控制；生长舱1内设置有光感传感器，光感传感器与PLC控制器14连接，PLC控制器14根据光感传感器的数据调整LED灯9组的开关和亮度。可根据舱内植物特性确定所需LED灯组9的开启数量，并且可根据光感传感器的数据调整LED灯组9的亮度，以适应环境明暗程度。
在本实施例中，CO2控制模块包括有CO2气瓶6和与CO2气瓶6连接的除霾型新风换气机8，除霾型新风换气机8放置于支架板29的下方，分为低、中、高三速运行，除霾新风换气机8将处理后的室外新风通过新风管道18送入舱内，当舱内CO2浓度高于设定值，可增大新风换气机组运行档位；除霾型新风换气机与CO2气瓶6之间还设置有电磁阀7，当CO2舱内浓度低于设定值，CO2气瓶6上的电磁阀7开启补充CO2。
在本实施例中，还包括有智能施肥系统，智能施肥系统包括有吸肥系统、施肥系统和控制系统，控制系统与吸肥系统、施肥系统连接；控制系统包括有PLC控制器14和肥料成分检测模块。可实现自动检测营养液成分、加注营养液、施肥灌溉的功能。
在本实施例中，PLC控制器还14设置有继电保护系统。
在本实施例中，生长舱1采用40GP的标准集装箱，批量运输方便、堆叠节约空间、管理布线方便，有助于实现生长舱1作物的量产。
因本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。
Claims (10)
1.一种植物生长舱环境控制系统,包括有环境配置组件和用于调控所述环境配置组件的控制系统，所述环境配置组件包括有温度控制模块、湿度控制模块、LED灯控制模块和CO2控制模块，其特征在于，所述温度控制模块包括有两台直膨式空调机组；所述直膨式空调机组包括有风冷机组，所述湿度控制模块包括有所述风冷机组和喷雾加湿器；
所述控制系统包括有监控部分和PLC控制部分，所述监控部分与所述PLC控制部分电连接，所述监控部分包括有视频监控器和环境传感器，所述PLC控制部分包括有显示屏和PLC控制器，所述视频监控器和所述环境传感器的环境数据通过所述PLC控制器显示在所述显示屏上。
2.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述环境传感器设置于所述直膨式空调机组的回风管上，包括有温湿度检测传感器和CO2浓度检测传感器；
所述PLC控制器内设置有储存器，所述储存器内设定有参数控制范围，所述PLC控制器依据所述参数控制范围和所述环境数据控制所述温度控制模块、所述湿度控制模块和所述CO2控制模块的运行。
3.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述温度控制模块还包括有两组电加热器，两组所述电加热器功率不同；两组所述电加热器与两台所述直膨式空调机组组成三级温度调节系统。
4.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述PLC控制器独立控制所述风冷机组。
5.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述湿度控制模块还包括有两组喷雾加湿器，所述风冷机组内设置有湿膜，两组所述喷雾加湿器与所述湿膜组成三级加湿调节系统。
6.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述LED灯控制模块包括有多组LED灯组，多组所述LED灯组分别独立或共同被所述PLC控制器控制；
所述生长舱内设置有光感传感器，所述光感传感器与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器根据所述光感传感器的数据调整所述LED灯组的开关和亮度。
7.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述CO2控制模块包括有CO2气瓶和与所述CO2气瓶连接的除霾型新风换气机；
所述除霾型新风换气机与所述CO2气瓶之间设置有电磁阀。
8.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，还包括有智能施肥系统，所述智能施肥系统包括有吸肥系统、施肥系统和控制系统，所述控制系统与所述吸肥系统、所述施肥系统连接；所述控制系统包括有PLC控制器和肥料成分检测模块。
9.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述PLC控制部分设置有继电保护系统。
10.根据权利要求1所述的植物生长舱环境控制系统，其特征在于，所述生长舱为40GP标准集装箱。
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