摘要：系統採用gprs與plcs7-200相結合，設計了一種雞舍環境監控系統，介紹了系統的結構、軟體設計和組態過程。監控系統根據雞生長的環境條件，對環境引數進行實時採集，控制各種控制單元輸出，從而給雞創造最優的生長環境，、使用組態軟體設計的上位機監控系統實現了實時資料監控管理．保證資訊在全範圍內的暢通，以適應農業現代化的需要。
1 系統的硬體組成及結構原理
雞舍監控終端裝置由感測器檢測模組.plc系統、控制模組（加熱系統、換氣系統、燈光系統和通風降溫系統）和巨控科技grm200g plc無線通訊模組組成。監控中心由上位機組態王軟體組成（圖1）。
圖1雞舍環境控制系統組成
在上位機組態王畫面設定出適合雞生長的環境引數．通過通訊傳遞給plc系統。grm200g無線通訊模組將各環境引數感測器檢測的環境引數通過gprs網路傳給上位機監控，同時通過rs485介面向plc輸送實時檢測到的引數資訊，經過與設定值比較，plc輸出控制訊號，使執行機構執行加熱、降溫、換氣和燈光動作，實現環境引數調節。系統工作後，各感測器檢測到的訊號可在環境監控上位機組態王畫面顯示。
1.1 系統的硬體組成
1)plc 西門子s7-200。s7-200是德國西門子生產的小型plc，其產品具有**低、擴充套件性強、功能強大、可靠靈活等特點．在工業生產、監測及控制的自動化場合應用廣泛．選擇使用s7-200作為控制器，無論單獨控制還是組網都具有極高的價效比。
2)感測檢測部分。環境引數可根據實際需要進行擴充套件設定。本系統主要檢測雞合內溫濕度、光照以及有害氣體．空氣溫濕度感測器採用北京九純健科技發展****生產的溫濕度感測器．外殼採用壁掛安裝設計，自帶溫濕度顯示，型號是jcj175n。此感測器效能優良．其濕度測量範圍為10%～90%rh,溫度測量範圍為-15～45℃。測量精度為+3%rh/+0.3℃，輸出訊號為0～5 v電壓。有害氣體（二氧化碳、硫化氫、氨氣）測量選用mq-135半導體氣體感測器，測量範圍為10～100 mg/l，輸出0～5 v電壓。該感測器可用於測量環境中汙染氣體，對氨氣、硫化物、苯系的靈敏度高，這種感測器可檢測多種有害氣體，具有測量範圍大、靈敏度高、成本低等特點．光照感測器採用北京九純健科技發展****生產的有較高靈敏度的感光探測器，型號為jcj100p。該變送器外殼採用壁掛安裝設計，外形美觀、結構精緻，是一款價效比較高的光照度測量產品．測量範圍0～1 000 lx,準確度±3%fs．輸出訊號為0～5 v電壓。
3)操作面扳與驅動裝置。操作面板主要在雞舍內提供本地操作，是一些手動操作按鈕及相關狀態指示燈。櫃內主要為控制繼電器．控制驅動如加熱系統、換氣系統、燈光系統和通風降溫系統工作。加熱系統採用鍋爐，利用暖風機啟動來加溫，換氣系統採用換氣扇，通風降溫系統為電機及水簾，燈光系統為可控的燈泡裝置，驅動裝置可遠端控制，以提高工作效率。
4)grm200gplc無線通訊模組。採用廣州市巨控電子科技****開發的grm200g智慧型gprs無線通訊模組，這是一款用於工控領域plc遠端監控的測控終端。它使用gprs（控制器需插入手機sim卡）作為無線通訊手段，同時grm200g自帶數字輸入／輸出。模擬量可以實現無線感測器無線測控的功能．該模組自帶4路模擬量輸入．4路數字量輸入／輸出，可作為plc擴充套件模組使用。利用巨控科技智慧型資料壓縮先進演算法，可充分利用gprs頻寬．提高資料傳輸率。並可降低50%以上的流量費用．將grm200g和plc通過485匯流排互聯，即可通過電腦／手機遠端監控plc．grm200g支援的通訊協議包括西門子通用ppi、modbus協議。
5)上位機組態監控系統。可通過上位機輸入需要控制的環境引數設定值，以及顯示報警資訊，組態監控系統對現場實時採集的環境引數進行資料儲存以及分析處理，不僅可以完成相關的統計做出相應的統計報表，並可以進行趨勢分析，且以圖表等方式直觀地顯示給使用者．並根據雞養殖的不同階段需求提供各種聲光報警資訊，當環境引數超過或低於設定值時，自動開啟或關閉指定裝置。
1.2 系統硬體電路設計
1)介面電路的擴充套件模組。雞合環境由光照、溫濕度、有害氣體（二氧化碳、氨氣、硫化氫氣體）濃度等因素構成，主要控制溫室內的溫度、濕度、通風與光照。因此需要將這些量通過感測器來檢測，以決定控制系統的工作方式以及各電機的動作．雞合空間較大，因此採用多個感測器檢測空間環境值．其與plc模擬量擴充套件模組sm331的介面電路如圖2所示。
圖2感測器與擴充套件模組sm331的介面電路
2)grm200g通訊板電路的接線。考慮到需要採集多路的模擬量資料，因此可以利用grm200g自帶4路模擬量介面電路，看成是plc的i/o擴充套件，感測器與grm200g模組的介面電路如圖3所示。grm200g模組與plc之間通過rs485口進行通訊，通道以事先約定的協議進行通訊，採用西門子s7-200ppi協議。
圖3感測器與grm200g模組的介面電路
2 系統軟體設計
系統軟體包括配置grm通訊終端.plc系統和監控系統．終端plc系統主要完成對各個子模組的控制，能夠實現環境資料採集、資料預處理並整合有控制演算法，通過上位機對相關引數進行設定，達到對環境引數的精確控制．同時能夠通訊和監控執行機構等。上位機監控軟體介面採用巨控組態軟體設計，具有良好的人機介面，容另地結合標準和使用者程式生**機介面，準確地滿足雞合環境引數監測要求。
2.1 grm200g軟體設定
圖4 grm200g開發系統配置介面
2.2 plc軟體部分
該部分主程式主要完成系統的初始化、通訊初始化、資料比較、演算法等功能。對於通訊plc僅需要簡單的組態，無需程式設計，非常方便。由於溫濕度具有較高的耦合性．本系統以溫度為優先量考慮。其主程式流程如圖5所示。
圖5主程式流程圖
2.3組態監控畫面
上位機電腦安裝有巨控組態軟體，作為監控主站,grm200g通過gprs網路將資料無線發布到巨控雲監控伺服器，上位機電腦連線網際網路，並安裝巨控組態giantview軟體，該軟體會自動通過opc協議從巨控雲監控伺服器獲取資料，組態軟體將變數定義完成後開發監控程式，其主要由實時監測畫面、環境引數設定畫面及故障報警畫面等組成，使用者介面友好，操作簡單。上位機監控系統可以實時檢測雞合內各種環境引數的瞬時值和動態，顯示它們的變化趨勢，每隔一定時間間隔對採集值進行儲存以提供資料包表，將其保留在歷史資料庫中供管理人員日後檢查。同時還可以通過手機簡訊報警，實現無人值守。其監控介面如圖6所示。
圖6上位機監控介面
3 系統執行
本系統在包頭市某養殖廠一間雞合內進行測試試驗，雞合長度約50 m,兩排雞籠，每排3層，共有蛋雞1 000多隻，根據實際需求布設了3個節點4種感測器．監控中心設定在距離該雞舍30 m的飼養員休息室內．計算機安裝了上位機監控軟體．雞合內控制系統及感測器節點卻電後開始工作，上位機軟體執行後開始接受資料。經過反覆除錯、修正、測試，最終系統執行穩定，節點布置靈活、功耗低、測得資料精確可靠．實現了基於gprs技術的雞舍環境無線監測。對試驗測得資料進行分析，以其中24 h測量溫度和濕度的資料為例進行研究．資料曲線圖如圖7所示．從圖7可以看出．在系統自動控制情況下，室內溫度變化相對平穩．溫度變化集中在設定值周圍，濕度變化最大值為67.5%、最小值為59%,且濕度偏離預定值最大為7.5%．最大相對誤差為12.5%，其上下限都在設定的濕度範圍內。
圖7 溫、濕度資料曲線圖
4 小結
本設計採用plc和組態技術實現了乙個具有較高精度、能夠與上位機gprs通訊的雞合環境引數檢測與控制．與其他雞合引數檢測和控制系統不同之處在於設計中注重了環境引數監控系統工作的穩定性．採用無線通訊實現遠端化集中控制，並可以利用手機進行監控，降低了使用者的勞動強度，且使用方便。組態監控軟體介面友好、另於操作．資料顯示採用**或圖形的方式使使用者檢視資料更直觀．同時plc模組可以根據監測點的需要再擴充套件，整個系統價效比高，穩定性好，在養雞場中使用實際效果好。
國產PLC的外部環境
應該說，國產plc產業化的外部環境越來越成熟，在市場需求 技術水平和生產工藝等方面，我國企業已經完全具備規模化生產plc的條件。首先，中國的plc市場將會高速增長，為國產plc產業化提供了良好的市場基礎。其次，從技術角度來說，plc技術正在由封閉走向開放，在硬體設計和軟體平台上大量採用通用技術和標準...
基於GPRS的遠端自動雨量監測網路
移動通訊和internet技術的發展正給社會帶來深刻的變化，而gprs無線資料傳輸技術的成熟使它在許多行業中得以應用，這也為測控系統的資料傳輸提供了一種新的手段。基於gprs的遠端自動雨量監測網路正是基於這樣的目的開發完成的。1 自動雨量監測網路概況 自動氣象站是由電子裝置或計算機控制的自動進行氣象...
基於PLC的恆壓供水遠端監控系統
城市樓層的日益增高，高層建築的供水問題日益突出，一方面要求供水裝置商提高供水質量，不要因為壓力的波動造成供水的障礙 另一方面要求保障供水的可靠性 安全性及智慧型化綜合管理。針對這兩方面的要求，新的供水方式和控制系統應運而生，這就是恆壓供水裝置的plc遠端監控系統。恆壓供水裝置的plc遠端監控系統，以...