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        智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制柜的設計與研發(fā)

        2014-09-26 10:56:33李健于浩天閆立張鵬孟慶宇
        科技創(chuàng)新與應用 2014年29期
        關(guān)鍵詞:配電柜智能化設計

        李健 于浩天 閆立 張鵬 孟慶宇

        摘 要:通過對國內(nèi)外部分低壓配電柜的研究,結(jié)合黑龍江墾區(qū)對農(nóng)業(yè)信息化的需求,充分利用黑龍江八一農(nóng)墾大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的契機,設計并制造了適合墾區(qū)的溫室大棚的智能化控制箱,實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場中參數(shù)的快速采集、執(zhí)行機構(gòu)控制等問題,具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

        關(guān)鍵詞:智能化;配電柜;設計

        引言

        近年來,隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,低壓配電、控制系統(tǒng)與成套裝置的發(fā)展方向主要有緊湊化、智能化、可通信、高防護、高可靠性、模塊化、環(huán)保等技術(shù)特征[1]。我校在對墾區(qū)充分調(diào)研的基礎上,利用學校與墾區(qū)進行社會服務的機會,設計并制造了一系列適合墾區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的設備,為墾區(qū)農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展提供了一定的支持。

        1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

        在20世紀80年代以來,我國逐步引進了一些較為先進的低壓配電控制柜,并且在柜體設計、加工工藝、智能化技術(shù)應用等方面取得了較大的進步。我國從上世紀70年代開始也進行了一系列的探索,發(fā)展出了四代產(chǎn)品,目前第四代產(chǎn)品已經(jīng)具有高性能、小型化、智能化、模塊化、多功能的特征。

        2 黑龍江墾區(qū)的應用現(xiàn)狀

        黑龍江墾區(qū)是我國重要的糧食生產(chǎn)基地,也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的集中代表。目前根據(jù)2014年中央一號文件,黑龍江墾區(qū)今后一段時間的工作重點是根據(jù)各區(qū)的特點,大力發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化,以實現(xiàn)糧食生產(chǎn)再上新臺階。目前其主要發(fā)展方向體現(xiàn)在加強農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)信息化體系建設的基礎上,加快墾區(qū)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的立項與開發(fā),早日實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設。[2]

        3 智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制柜的設計

        3.1 功能介紹

        設計的配電柜具有數(shù)據(jù)采集、輸出控制功能,數(shù)據(jù)采集包括兩部分:

        (1)空氣質(zhì)量參數(shù):主要有空氣溫度、空氣濕度、光照度、二氧化碳含量等;

        (2)土壤質(zhì)量參數(shù):土壤溫度、土壤含水率、土壤PH值等。輸出控制主要包括卷簾通風電機控制和噴灌開關(guān)控制,其主要功能是實現(xiàn)控制區(qū)域內(nèi)溫度調(diào)節(jié)和土壤含水率的調(diào)整。其具體功能如圖1所示。

        圖1 智能控制柜功能框圖

        3.2 設計內(nèi)容

        智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制柜的設計上采用嚴格的工藝流程控制,從配電柜外觀設計、材料選擇、防腐工藝、安裝流程都嚴格按照國家標準進行操作,從而保證產(chǎn)品具有良好的可靠性。

        3.3 產(chǎn)品特色

        智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制柜具有如下特點:

        (1)參數(shù)自動采集??烧J為調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)采集的時間間隔,從20s~24h時間段內(nèi)任意選擇,并且采用輪詢的方式,主機與各系統(tǒng)之間采用無線通訊的方式,減少了走線量。

        (2)配電箱內(nèi)采用4層保護裝置。配電箱電源部分采用空氣開關(guān)、熔斷器、開關(guān)電源、自保電路等四層保護措施,嚴格保證在高溫、高濕、粉塵等惡劣環(huán)境下設備的可靠性,防止觸電事故的發(fā)生。

        (3)低壓供電系統(tǒng)。主設備采用5伏和24伏供電,保證系統(tǒng)在最極端漏電的情況下也不會對操作者造成任何傷害。

        (4)端口設計靈活。數(shù)據(jù)采集端口是通用型的三針或四針三防接頭,系統(tǒng)內(nèi)部也是采用開放的設計系統(tǒng),兼容不同類型的傳感器和設備,保證控制柜具有較好的通用性。

        4 應用效果

        應用以上技術(shù)生產(chǎn)的智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制柜已經(jīng)在黑龍江墾區(qū)有了較好的應用,其中洪河農(nóng)場第一作業(yè)區(qū)育秧基地、建三江種業(yè)科研所育秧基地等已有了大面積的推廣應用,從目前應用效果來看,取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

        5 結(jié)束語

        農(nóng)業(yè)信息化是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的大方向,是進一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、增加農(nóng)民收入的重要手段,同時農(nóng)業(yè)信息化也是我國正在建設的物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能控制,對于提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品附加值有著不可估量的作用。因此,重點開發(fā)具有更高智能化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制設備具有極高的科研價值和應用價值。

        參考文獻

        [1]劉效松. 低壓配電柜的技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展[J].建筑電氣, 2006(3).

        [2]王熙, 莊衛(wèi)東,汪春.黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)信息化進展及展望[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學學報, 2010(5).

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