针对温室箱体控制系统的不足，提出了一种基于装置的集成装置控制方法。控制器采用五个单相磁保持继电器作为动作执行器通过过零检测电路。电器控制电路与相应的集成软件配合，对温室设备进行实时监控。试证明控制器符合设计要求，具有一定的应用价值。尔;转向设备;控制器;继电器中图分类号：S24; TP274文献代码：A文章编号：0439-8114（2014）13-3170-04Conception基于技术intégréeGAOchuana易，刘Jing-铌酸锂，肖集纳（一个温室中的致动器控制器。业机械化b林业果树研究所，科学技术学院，武汉430075研究所，中国）摘要：。虑到现有的电力控制系统的温室致动器控制器的赤字，使用五个磁保持继电器的单相作为主要的执行单元的新命令的控制器，通过一经过检测电路零和一个继电器控制电路，与相应的嵌入式软件协调，进行了监督实时控制温室设备：结果表明该控制器可以满足设计要求，具有一定的实用价值。键词：重;执行器;控制器;作为一种现代农业技术设施，随着计算机技术和农业技术的进步已经演变为网络和智能，环境控制技术逐步发展[1]。界各国都将研究重点放在控制农业的温室环境控制技术上。室环境监测的基本原则是通过传感器监测受关注的环境因素，如温度，湿度，亮度，CO2浓度，pH和EC，然后收集这些数据。感器，然后使用植物生长所需的目标环境。
数（专家系统），通过计算机技术和自动控制技术，集中调节这些环境因素，特别是控制温室的一些执行器。内外温室环境控制技术研究主要集中在三个方面：一是系统与设备研究[2]。主要研究如何建立一个完整的温室监测系统，从传感器数据采集，无线通信到集中计算机控制。于成熟的工业技术和高可靠性，工业控制器在温室控制系统中的应用也是近年来研究的重点。温室控制模型和控制算法的研究[3]。三，文化模型与温室环境相结合，研究温室环境调控[4]。前，对温室执行器控制器的搜索仍然是空白，设备控制器处于完整温室控制系统的末端。
有控制算法的实施最后将所有控制策略分配给控制执行器。何有效可靠地控制这些执行装置成为温室控制系统设计的关键。计原则现代温室控制系统或最终控制对象的控制设备，包括天窗，侧窗，湿帘，风扇，湿帘泵，遮阳篷室内和室外，填充照明，循环风扇，爆炸炉，CO2发电机等每个实现装置，根据不同的控制模式分为三类：第一类是控制正和负运行三相电机，包括天窗，侧窗，遮篷，内部百叶窗等。二种是三相AC。动机启动和停止（开关）控制包括循环风扇，湿帘风扇，热风加热器等。三种是两相电源的开关控制，包括补光灯，CO2发电机，水泵等。
文主要研究第一类设备控制器，其他两种控制设备相对简单，可参考第一类控制器的设计。多数温室执行器由前后三相电机控制。前，配备相应的电源控制柜更为常见：基本元件按照一定的接线方式由保险丝，接触器和继电器控制。相电机是反向的。于其成本低，易于施工，该设备广泛用于单跨或多跨温室。而，当发动机向前和向后切换时，主开关触点可能由于大的电动机容量或不正确的操作而引起电弧。是在高温和高的导电性，其不仅对触点的强破坏作用一游离气体，但也延伸电路的断开时间，从而严重影响了整体的稳定性和寿命系统。外，温室中现代环境控制技术的发展主要是为了控制系统智能和信号的无线传输。统的继电器和接触器控制线路无法满足温室现代环境控制系统的要求。此，提出了一种基于集成技术的三相电动机控制器。制原理包括通过微控制器对五个磁保持继电器的协调指令来执行三相电动机的启动，停止和正向/反向控制。了防止在切换继电器时产生电弧，控制器设计一个备用过零检测电路，以确保继电器在AC零点切断电路。时，控制器配有交流电压和电流检测功能，可在线监控电机运行状态，自动管理各种异常情况。控制器的硬件设计控制器基于32位ARM微处理器，主要负责控制继电器，采样芯片，RS485通信，ZigBee无线通信以及协调和处理。些中断信号。样芯片负责三相电压，电流，频率，功率因数以及有功和无功测量。可以检测过电压，欠电压，缺相和过电流，以及时启动保护功能。
电存储器模块用于存储每个微处理器的地址，负载电机消耗的功率，以及用于判断和计算的参数。K1至K5是磁保持继电器，带有五条闭合控制线。零检测电路检测交流电的零点，以便切断无电弧电路。压和电流互感器用于对网络电压和电流进行采样，以进行常规检测和过零检测。处理器从采样芯片读取测量值并执行分析计算。果检测到异常，则立即通知处理器必须执行关闭操作。
制器配有CAN总线和ZigBee无线通信接口，用于信息交互和网络控制（图1）。零检测单元设计用作在磁保持继电器停用期间产生电弧的高功率开关。是在高温和高导电性，这不仅对触点的强破坏作用一游离气体，但也延伸的电路中，这严重影响了装置的寿命的断开时间。弧交替零交叉的原理是基于接触间隔的平均恢复力大于电压恢复力的事实[5]。此，如果触点被电流过零点分开并且触点在瞬间移除足够的距离以承受恢复电压而不会断开，则触点之间的间隙将不会产生电弧。零检测的框图如图2所示。
2的AD623是单馈式仪表放大器。表放大器能够放大极低的差分电压信号，并具有高输入阻抗。先，变压器产生的交流信号通过电阻转换成电压信号，电阻分为两路，一路用于检测过零点和另外用于测量功率参数。AD623设计为增益为1的电压跟随器输出，用于增加过零检测单元的输入阻抗，同时将检测信号与参数测量信号隔离能量。交叉的比较转换由LM339执行。为它具有电压滞后电路，所以当它变为零时，它可以消除由AC信号的抖动引起的输出振荡。流互感器产生的正弦信号在通过过零检测电路后转换为标准方波，并发送到微控制器的外部中断输入端口。保持继电器动作的执行时间是确定相电压线是否可以在电流过零点断开的关键因素。于50Hz的交流电流，磁保持继电器动作的执行时间不容忽视。此，当微控制器确定的交变信号的零电流交叉，恒温阀芯而不是立即控制，延迟时间的计算基于中继的操作时间的继电器的动作，使得继电器仅切割在下一个当前的归零期间。
电器驱动单元的设计磁保持继电器是电磁继电器。保持继电器的常闭或常开状态完全取决于永磁体。常，当触点处于保持状态时，线圈不需要永久通电并且永磁体的磁性状态可以保持继电器的状态。过触发一定宽度的脉冲电信号来实现开关状态的切换。此，当控制触点被激活时，可以通过在线圈的两端输入一定宽度的DC直接或反向脉冲来激活或停用磁保持继电器。据H桥电路的原理，设计了如图3所示的磁保持继电器控制电路。图3中，CtrlA和CtrlB是微控制器发出的控制信号，并通过光耦合器与控制电路隔离。
CtrlA为高电平且CtrlB为低电平时，Q1和Q4被激活，A和B的两端形成正脉冲，使继电器闭合。CtrlA为低电平且CtrlB为高电平时，Q2和Q3被激活，A和B的两端形成一个反向脉冲，使继电器打开。样监控单元的设计和检测部分采用珠海股份有限公司的电气测量芯片ATT7022A。是一种高精度三相电能计量芯片，适用于三相三线和三相四线应用。ATT7022A可以测量有功功率，无功功率，所述功能量和每相和相位的非操作量以及当前，RMS电压，功率因数和各相的频率。时，它还提供SPI接口，便于在外部控制器之间传输测量参数和校准参数。
率参数测量的框图如图4所示。制器软件设计控制器程序主要包括继电器控制程序，过零检测程序，采样，数据存储程序，ZigBee无线通信程序和CAN通信程序。是，集成系统中只有一个处理器，因此任何时候只有多个任务中的一个可以占用处理器。果程序是使用传统的“背靠背”模式编写的，则每个任务都依赖于中断触发标志，然后在主程序循环中逐个查询任务标志以执行相应的任务功能。制器是一个具有多任务功能的实时系统，对任务响应时间提出了严格的要求。然，这种“前后”程序模式不适合这种控制器。UC / OS-II是一个集成的多任务实时操作系统。包括诸如调度，任务管理，时间管理，内存管理以及任务之间的通信和同步等任务[6]。是一个基于优先级的抢占式实时内核，即使处理器运行的是低优先级任务，当高优先级任务准备就绪时，高优先级任务也会剥夺正在运行的任务。理器使用权利获得使用处理器的权利。此，当控制器必须执行剪切任务时，它可以确保任务在指定时间内完成事件的处理。旦控制器在uC / OS-II操作系统下运行，只需为该功能编写相应的应用程序，然后根据任务的紧急程度设置相应任务的优先级。保完成每项功能。电器关闭程序的流程图如图5所示。接收到断开命令时，首先激活外部下降沿中断。检测电路检测到电流过零时，触发外部中断通知控制器。控制器将其延迟直到下一个零点到达时，控制器执行断开继电器操作。需要执行电机反转检查时，控制器首先确定当前的旋转方向，然后调用切割控制程序。断开成功时，电机等待电机等待电机停止运行，然后执行闭合的开关继电器程序以执行电机反转操作。加电流的测试结果和过零检测波形在图6中示出。6的正弦波形是电流互感器的输出信号。波是电压比较器的输出波形。
于比较器两端的电压差大于10 mV，因此其输出可以从一种状态变为另一种状态。此，零点的检测越大，电流互感器的输出信号越精确。图6中可以看出，方波的下降沿几乎与正弦交变信号的过零点重合。过几次测量后，结果表明磁保持继电器由其标称电压供电，停止时间约为9 ms。此，在检测到零点之后，控制器在延迟1ms之后延迟继电器操作以获得零点停止继电器。交叉去激活波形如图7所示，测试结果符合预期的设计要求。制温室执行器的传统方法如图8左侧所示。
理是根据某种接线方法使用开关装置，保险丝，接触器和继电器进行粘接。过控制三相电动机前后的旋转来实现温室效应。制。种控制方法容易引起触点电弧放电，存在安全隐患，严重影响设备寿命，不符合现代温室控制技术的发展要求。设计的设备控制器应用的实现如图8右侧所示。制器采用五个单相磁保持继电器作为执行器：由于其零交叉检测电路和继电器控制，三相电机使用相应的实时嵌入式软件启动，停止和前进并反转控制。代温室智能控制系统的应用框图如图9所示。行设备控制器有许多通信接口，可以以总线的形式连接到中央控制器，元件建设智能温室控制系统不可或缺。结本文档中设计的执行器控制器使用五个单相磁保持继电器作为动作执行器：由于其过零检测电路，其继电器控制电路及其实时集成软件，电机三相启动，停止和反转。制。制器具有许多通信接口，并且可以以总线的形式连接到中央控制器，总线是构建温室智能控制系统的基本要素。
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