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基于PLC与组态王的大棚温湿度控制系统设计与实现

汤汤七号·2026-06-01·阅读 51 GEO检测（免费）
PLC组态王温湿度控制
|难度：普通|阅读约 8 分钟

1. 大棚温湿度控制系统的行业背景与核心需求

在现代农业生产中，温室大棚作为重要的设施农业形式，其内部环境的精确控制直接关系到作物的产量和品质。温湿度作为影响植物生长的两大关键环境因素，需要维持在特定范围内才能保证作物的最佳生长状态。传统的人工调控方式不仅效率低下，而且难以实现24小时不间断的精确控制。

基于PLC和组态软件的自动化控制系统完美解决了这一痛点。组态王6.53作为国内广泛应用的工业组态软件，具有界面友好、功能强大、兼容性好等特点，特别适合农业环境监控这类中小型自动化项目。而PLC（可编程逻辑控制器）则以高可靠性、强抗干扰能力和灵活的编程特性，成为现场控制设备的首选。

这个系统最核心的价值在于：

  • 实时监测大棚内的温度和湿度参数
  • 自动调节通风、喷淋、加热等执行机构
  • 提供历史数据记录和报警功能
  • 可通过远程监控界面实现可视化操作

需要模型API调用？ 免费领10W Token，多模型网关一键接入 Claude、DeepSeek 等主流模型。

2. 系统整体架构设计解析

2.1 硬件组成与选型要点

一个完整的大棚温湿度控制系统通常由以下几部分组成：

  1. 传感层：

    • 温度传感器：推荐使用DS18B20数字温度传感器，精度±0.5℃，防水型可直接埋入土壤
    • 湿度传感器：选用SHT30数字湿度传感器，量程0-100%RH，精度±2%RH
    • CO2传感器（可选）：MH-Z19红外CO2传感器，监测植物光合作用环境

  2. 控制层：

    • PLC主机：西门子S7-200 SMART SR20，14输入/10输出，满足中小型大棚需求
    • 扩展模块：EM AM06模拟量输入模块（用于传感器信号采集）
    • 执行机构：交流接触器（控制风机）、固态继电器（控制加热管）、电磁阀（控制喷淋）

  3. 监控层：

    • 工控机或普通PC运行组态王6.53
    • 7寸触摸屏（现场操作备用）

硬件选型注意事项：

  • 大棚环境潮湿，所有设备需达到IP65防护等级
  • 传感器布线建议采用RVVP屏蔽电缆，防止干扰
  • PLC的I/O点要预留20%余量以备后期扩展

2.2 软件架构与通信配置

系统软件部分主要涉及：

  • 组态王6.53开发监控界面
  • STEP 7-Micro/WIN SMART编写PLC控制程序
  • Modbus RTU通信协议实现设备互联
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