一种温室大棚的光总量控制装置及控制方法与流程

本发明涉及大棚光照控制技术领域，尤其涉及一种温室大棚的光总量控制装置及控制方法。

背景技术：

光照是影响植物生长的重要因子，业内有一种增加1％的光就能增加1％的产量说法，同时这种说法在国内也经过实际的专业大规化种植中验证过是有效的，也就形成一个新的光应用概念“积光”，“积光”解释为光的累积。积光的定义是植物在整个生长周期内对光吸收的总量是恒定的，过少会影响植物的生长，过多对生长并无作用，是对光的浪费。然而目前传统温室大棚补光具有盲目性或经验性，不能实现对温室大棚内部光照度的在线分析和处理。虽然目前也有一些温室大棚开始采用光照度传感器来实现对光照度的检测，由于光照度的检测原理是基于人眼结构定义的，无法准确衡量植物一天对光的吸收总量。也无法为补光系统提供一个准确数据支持，从而不能达到准确的按需按量补光，造成补光灯的电力浪费，增加降温系统的工作负荷，不能达到有效的节能效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能准确控制光量并按需补光的温室大棚光总量控制装置。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种温室大棚的光量控制装置，其特征在于，包括：PLC控制器，与PLC控制器连接的光量子传感器、操作显示器、第一磁控开关和第二磁控开关，所述第一磁控开关、第二磁控开关分别连接在温室大棚的遮阳网控制电路和补光灯控制电路上，所述PLC控制器根据光量子传感器和操作显示器提供的信号控制第一磁控开关、第二磁控开关动作。

作为改进地，所述PLC控制器为SIEMENS LOGO！系列的12/24RCE控制器。

作为改进地，在PLC控制器上连接有外部程序存储卡，所述PLC控制器自动读取外部程序存储卡中的程序来实现对光量子传感器的数据计算与及统计，并生成相关的执行指令来控制第一磁控开关、第二磁控开关动作。

作为改进地，在PLC控制器上连接有手动/自动转换开关。

作为改进地，在PLC控制器上连接有网络接口，所述光量控制装置通过网络接口与远程控制终端连接。

作为改进地，所述光量子传感器与PLC控制器之间通过A/D转换模块连接。

本发明还提供一种温室大棚的光量控制方法，其特征在于，它利用上述光量控制装置来实现；当PLC控制器每10分钟累计计算出的光量超过Xmmol时，判断为晴天，控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网关闭；当PLC控制器每10分钟累计计算出光量少于Xmmol时，判断为阴天，控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网开启；X的取值范围为100-300。

作为改进地，通过操作显示器设定光总量，所述光总量是一天时间内植物正常生长时所吸收光的总和；当定义的时间段的光量累积量满足设定要求时，操作显示器控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网关闭；当定义的时间段的光量累积量不能满足设定要求时，操作显示器控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网开启；所述定义的时间段的长度可以在一天当中的0-18时内任意选择。

作为改进地，当PLC控制器不能读取光量子传感器的传输数据时，操作显示器进行故障诊断并显示相应的故障代码。

作为改进地，通过操作显示器输入地理经纬度，PLC控制器根据经纬度信息自动判断日照时长等状态，并在操作显示器上显示出来；根据日照状态信息设定补光灯的开关时间，以便尽量利用日照，节约能源。

本发明的有益效果是：通过设置光量子传感器、PLC控制器、磁控开关等元件，能根据光量子传感器检测到的数据控制遮阳网、补光灯的开启或关闭，可实现对植物各生长阶段的精准补光，不仅能有效提高产量，并能大幅度节约能源。

本发明提供的一种光量控制方法，能自动判断晴天、阴天，并根据天气信息自动控制遮阳网、补光灯的开启或关闭，实现精准补光，节约能源，保证植物各生长阶段有充足的光照，有效提高产量。

附图说明

图1所示为本发明提供的光总量控制装置结构框图。

图2所示为本发明提供的光总量控制方法流程图。

附图标记说明：

1：PLC控制器，2：光量子传感器，3：操作显示器，4：第一磁控开关，5：第二磁控开关，6：遮阳网，7：补光灯，8：A/D转换模块，9：外部程序存储卡，10：手动/自动转换开关，11：网络接口。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的实质，结合附图对本发明的具体实施方式说明如下。

基于“积光”理论，本发明提出一种能检测及计算植物在生长周期内所吸收光量子总量的光总量控制装置，以解决现有技术不能根据农作物生长最佳光总量进行光照实时补偿的问题。

如图1所示，一种温室大棚的光总量控制装置，包括：PLC控制器1，与PLC控制器1连接的光量子传感器2、操作显示器3、第一磁控开关4和第二磁控开关5，所述第一磁控开关4、第二磁控开关5分别连接在温室大棚遮阳网6的控制电路和补光灯7的控制电路上，所述PLC控制器1根据光量子传感器2和操作显示器3提供的信号控制第一磁控开关4、第二磁控开关5动作，进而控制遮阳网6和补光灯7的开启与关闭，以达到自动补光功能。

其中，所述PLC控制器1为SIEMENS LOGO！系列的12/24RCE控制器，所述PLC控制器具有四个输入通道与及八个输出接口，其中一个输入通道通过A/D转换模块8连接到安装在温室大棚内的光量子传感器2上，以实行对射入光进行采集。

所述PLC控制器还内置移位寄存器，用于储存、记录光量子传感器2的采集数据，以供PLC内单片机的数据运算。在PLC控制器1上连接有外部程序存储卡9。实际工作时，PLC控制器1自动读取外部程序存储卡9中的程序来实现对光量子传感器2的数据计算与及统计，并生成相关的执行指令来控制第一磁控开关4、第二磁控开关5动作。

进一步地，在PLC控制器1上连接有手动/自动转换开关10和网络接口11，以便实现手动补光和自动补光的切换，以及与远程控制终端连接。其中，自动补光时，PLC控制器根据设定的程序及用户设置的相关参数实现智能补光。手动补光时通过操作显示器来控制第一磁控开关4、第二磁控开关5动作，以达到改变光照的目的。

光总量是基于一天时间内能够提供植物正常生长时所吸收光的总和，不同植物在不同的生长阶段一天所需的光总量也各不相同，本实施例还提供一种基于上述系统进行有效节能补光控制方法，具体如下：

1)开机自检，当PLC控制器不能读取光量子传感器的传输数据时，操作显示器进行故障诊断并显示相应的故障代码。

2)天气判定，当PLC控制器每10分钟累计计算出的光量超过Xmmol时，判断为晴天，控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网关闭；当PLC控制器每10分钟累计计算出光量少于Xmmol时，判断为阴天，控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网开启。本实施例中，优选X的取值为200，在其他实施方式中，X的取值在100-300之间任意选择，不限于本实施例。

2)光量设定，通过操作显示器设定植物生长的光总量。当定义的时间段的光量累积量满足设定要求时，操作显示器控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网关闭；当定义的时间段的光量累积量不能满足设定要求时，操作显示器控制第一磁控开关、第二磁控开关动作使补光灯和遮阳网开启。所述定义的时间段的长度可以在一天当中的0-18时内任意选择。

4)日照状态判断及补光灯开关时间设置，通过操作显示器输入地理经纬度，PLC控制器根据经纬度信息自动判断日照时长等状态，并在操作显示器上显示出来。用户根据日照状态信息设定补光灯的开关时间。

本实施例提供的一种温室大棚的光总量控制装置，通过设置光量子传感器和PLC控制器等器件，可实现对植物各生长阶段的精准补光，不仅能有效提高产量，并能大幅度节约能源。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。