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农业开发与装备2024年第2期农业装备

基于PLC的超声波气雾栽培控制系统设计

王宜雷1，2，高菊玲1，2*，胡程磊1，2

（1.江苏农林职业技术学院，江苏句容 212400； 

2.江苏省现代农业装备工程中心，江苏句容 212400）

摘要：以西门子1200系列PLC作为控制器，自动调节系统以西门子1200PLC作为控制器，控制对象主要为

超声波频率使营养液形成喷雾，周期性喷到兰科植物超声波发生器、LED补光灯及空调压缩机，系统能自

上，设计出基于PLC的超声波气雾栽培装置。该装置采动调节超声波频率使营养液形成喷雾，吸附在兰科植

集室内环境参数，根据每日雾化时间段与植物栽培指物根系以提供所需的水分和养分，同时还能自动调节

标自动控制超声波频率、室内环境参数，此外，装置光照强度和室内温度，更好地实现气雾栽培的自动化

配有人机界面，用以显示当前雾化频率、栽培环境参和精确化管理，提高栽培效果和经济效益。

数及设备状态等信息，也能够设定超声波气雾栽培指1 控制系统组成及工作原理

标，切换手动/自动操作模式等功能。该设计不仅可有超声波气雾栽培控制系统的控制要求主要包括：

效解决普通水培中供氧、供肥的矛盾，还能够提高水1）系统可切换手动/自动控制方式；

和养分的利用效率，减少病虫害发生，提高栽培的成2）在自动控制方式下，系统能根据设定的每日雾

活率，具有一定的应用价值。化时间段与植物生长周期自动调整超声波雾化频率，

关键词：PLC；气雾栽培；控制系统同时可以自动调节室内环境参数，包括温湿度与光照

强度；

0 引言3）在手动控制方式，通过人机界面可以控制超声

兰花是兰科类植物的统称，品种繁多，其中蝶波发生器、LED补光灯及空调压缩机，并通过手动调

兰、石斛、万代兰等观赏类花卉较为常见，有些兰科节雾化频率、光照强度与室内温湿度；

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植物还具有很高的药用价值。兰科植物生长需要适4）人机界面能够正确显示当前超声波雾化频率及

宜的环境温度、湿度和光照强度，除此之外，还需要雾化时间段，以及光照强度、室内温湿度、设备运行

周期性的补充少量营养液，以达到快速生长的生产需状态等信息；

求。补充营养液可采用气雾栽培技术，气雾栽培是一5）控制系统具有一定的报警功能，当光照强度、

种新型的栽培方式，能让兰科植物充分吸收到养分，温湿度超过范围值时，能够发出报警指示灯，并能通

超声波气雾栽培的效果受多种因素的影响，其中频率过确认按钮进行复位。

是一个重要的参数。气雾栽培技术在现代农业中已得1.1 控制系统组成

到了广泛应用，特别是在无土栽培方面具有很大的潜该控制系统主要由PLC（含模拟量扩展模块）、温

力和发展空间。湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、按钮

现有的植物气雾栽培控制系统智能化、自动化程及转换开关、触摸屏、超声波发生器、补光灯、空调

度不高，难以达到自动调节环境参数及自动补充营养压缩机及报警指示灯等组成。传感器用于实时检测室

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液的目的。本文针对兰科植物育苗过程中的控制问