虚拟仪器在杏鲍菇生长环境监控系统中的应用

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1、2015年7月农机化研究第7期虚拟仪器在杏鲍菇生长环境监控系统中的应用赵丽，白雪萍，田鑫，朱学军(宁夏大学机械工程学院，银川750021)摘要:有机食用菌杏鲍菇的栽培是宁夏南部山区的特色产业，杏鲍菇的生物学特性直接决定了工厂化栽培的基本特征。温湿度、二氧化碳浓度等环境因子对杏鲍菇不同时期的生长有着重要影响，研究环境因子的调控理论和方法是提升杏鲍菇品质与产量的重要基础，因此需要对环境因子各种变量进行数据采集。为此，以三菱FX2NPLC、FX2N－4AD模拟量输入模块，以及传感器搭建环境因子数据采集平台;并以LabVIEW作为上位机，通过PC与

2、PLC串口通信，实现对环境因子的实时监控及数据存储。该研究为后期分析温室内外环境因子与杏鲍菇生长发育状况的数据关系奠定了科学基础。关键词:FX2NPLC;LabVIEW;监控系统;生长环境;杏鲍菇中图分类号:S625．5文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)07－0216－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.07.051支持。0引言为此，本文设计了一个以三菱FX2N－64MＲPLC、杏鲍菇是开发栽培成功的集食用、药用、食疗于FX2N－4AD模拟量输入模块为核心，由LabVIEW软件一体的珍稀食用菌

3、新品种，属低温结实菌类，是一种开发的监控系统，可将杏鲍菇原基形成阶段温度控制耐旱、好气性真菌。其在原基形成阶段对于温湿度以在12～18℃、相对湿度控制在60%～85%ＲH、二氧化－6及二氧化碳浓度的要求范围更窄，严重地制约了杏鲍碳浓度控制在500～2000×10;并通过PC与PLC菇周年栽培过程中环境因子调控机制的有效形成与串口通信，实现了以上环境因子的实时监控。实施。因此，环境因子测量及其控制对杏鲍菇工厂化1环境因子监控系统组成栽培技术非常重要。然而，传统的环境因子测控系统不仅成本高，且外围电路复杂，测量的准确度低，已经PC、三菱FX2N

4、PLC及FX2N－4AD模拟量输入模不能满足人们的需求。随着电子仪器、网络技术、微块构成的温湿度、二氧化碳浓度测控系统硬件接线机测量和控制技术的发展，将上位机软件与各种设备图，如图1所示。将PC与三菱FX2NPLC通过SC－09相结合的测控系统成为当前的研究热点。可编程控编程电缆连接起来，输出端口Y分别接温湿度、二氧制器PLC(programmablelogiccontroller)专为在工业控化碳浓度值超限时所对应的执行机构。传感器将检制环境下应用而设计的，具有使用方便、编程简单等测到的温湿度值及二氧化碳浓度值经变送器转换成0优点，相应的

5、模拟量转换模块构成的环境因子监控系～5V的电压信号，送到FX2N－4AD模拟量输入模块;统可靠性高、灵活性好、测量数据精度高。同时，作为再由模拟量输入模块经A/D转换将其转换成数字信美国国家仪器公司推出的虚拟仪器开发平台，Lab-号，送入FX2NPLC;PLC将模拟量输入模块3个通道送VIEW(laboratoryvirtualinstrumentengineeringwork-来的温湿度、二氧化碳浓度值所对应的数字信号分别bench)以其直观、简便的编程方式及众多源码级的设存储到3个不同的寄存器中，并与设定好的被控参数备驱动程序为环境因子

6、采集系统的实现提供了有力范围进行比较;若接收到的数据超出所设定的范围，则根据PLC中编写的控制程序，控制相应输出端的置收稿日期:2014－07－15位和复位动作，从而控制相应的执行设备，直至使被基金项目:国家自然科学基金项目(61263007);国家科技支撑计划项控参数回到正常的监测范围内。同时，上位机Lab-目(2013BDA16B04)VIEW通过ＲS232串口与下位机通信，从相应的寄存作者简介:赵丽(1989－)，女，陕西陇县人，硕士研究生，(E－mail)器中读取数据，再经过上位机程序处理，将温湿度和zhaoli408412@163

7、．com。通讯作者:朱学军(1970－)，男，浙江金华人，教授，硕士生导师，(E二氧化碳值转换成十进制数，直观地显示出来，并进－mail)zhuxuejunnxu@sina．com。行数据存储。·216·2015年7月农机化研究第7期化碳浓度传感器、模拟量输入模块和FX2N－64MＲ2系统下位机设计PLC，主要完成数据采集和对执行机构的控制工作。该系统下位机主要由3部分组成:温湿度及二氧图1系统硬件接线图Fig．1Diagramofsystemhardware2．1传感器因此，结合传感器的量程及输出信号(0～5V)可本系统采用JWSL－3－

8、VB经济型温湿度传感器知测得温湿度以及二氧化碳值的数字量范围均为0～－6和LCO2－V1－2000二氧化碳传感器。它们均采用传1000，其中1℃、1%ＲH和1×10所对应的数字量