行業(yè)背景
農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中具有不可替代的作用，我國自古以來就是農(nóng)業(yè)大國，但是近年來我國逐漸失去人口紅利的優(yōu)勢，在勞動力缺乏的情況下，我國需要大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)。
智能水肥一體化系統(tǒng)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)，系統(tǒng)主要由監(jiān)控軟件APP及云平臺、水肥一體機(jī)、土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)采集終端（EC、PH傳感器）、過濾系統(tǒng)、閥門控制器、電磁閥、田間管道等組成。
其中，水肥一體機(jī)是智能水肥一體化系統(tǒng)技術(shù)的核心。本文將講述水肥一體機(jī)是如何通過使用顯控HMI+PLC的產(chǎn)品方案，實(shí)現(xiàn)水肥供應(yīng)的智能化管理。
系統(tǒng)配置
人機(jī)界面（HMI）:SK-070MW
SK-070MW是一款基于Linux系統(tǒng)，搭載工業(yè)級高性能的Cortex A8處理器的觸摸屏。系統(tǒng)穩(wěn)定性高，處理速度快，具有多樣化的功能模塊以及齊全的嵌入接口。外殼采用工程塑料ABS+PC，抗干擾能力強(qiáng)。水肥一體化技術(shù)實(shí)時掌握各種生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，SK-070MW支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時采集，數(shù)據(jù)報警等功能。內(nèi)置各種數(shù)據(jù)儲存、查詢、統(tǒng)計等功能，并且能滿足查看、設(shè)置、修改參數(shù)，滿足復(fù)雜的工藝控制要求。如用戶預(yù)設(shè)好參數(shù)，當(dāng)土壤濕度過低時，溫室灌溉系統(tǒng)便會自動開始澆水。
可編程邏輯控制器（PLC）：FGRS-C8X8T-4/4+FGR-E12R+FGR-E4AI2AO
系統(tǒng)概述
水肥一體機(jī)采用顯控遠(yuǎn)程屏：SK-070MW與顯控PLC：FGRS-C8X8T-4/4+FGR-E12R+FGR-E4AI2AO的方案。
通過4路高速計數(shù)讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制水及肥液的配比，同時把傳感器采集的肥液配比后的PH/EC等外部環(huán)境參數(shù)值作為模擬量的輸入，實(shí)時反饋精準(zhǔn)自動配比。采用多路繼電器輸出控制外部閥門，實(shí)現(xiàn)自由精準(zhǔn)選擇外部灌溉區(qū)域。通過聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程，可將設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器供實(shí)時和歷史查看。
工藝流程：
1.通過SK-070MW觸摸屏的主界面，可直觀顯示設(shè)備動態(tài)流程圖及水肥流量/PH/EC/水位/溫度等監(jiān)控數(shù)據(jù)；
2.手動模式：可手動控制每個閥門開啟/關(guān)閉，單獨(dú)控制施肥或灌溉；
3.自動肥液配比模式：根據(jù)流量進(jìn)行水和液態(tài)肥的精準(zhǔn)配比，按照預(yù)設(shè)好的數(shù)據(jù)定量進(jìn)行配比，或根據(jù)自動液位模式進(jìn)行等量配比；
4.自動循環(huán)模式：根據(jù)預(yù)設(shè)運(yùn)行時間定時將配比完成后的水肥溶液循環(huán)澆灌至植物工廠；
5.自動灌溉模式：單獨(dú)對未配比的水或液態(tài)肥，定時循環(huán)澆灌至植物工廠；
6. 設(shè)備本地記錄設(shè)備PH/EC實(shí)時參數(shù)及配比水/液態(tài)肥的使用量，并通過HMI聯(lián)網(wǎng)功能將所有數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)上傳到云端服務(wù)器。
（拓?fù)鋱D）
方案優(yōu)勢：
1.設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便。用戶通過顯控觸摸屏可對水肥一體機(jī)進(jìn)行全方位的操控，系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的配方、灌溉量、施肥量、肥液濃度、酸堿度等水肥過程中的重要參數(shù)，將水分和養(yǎng)分定量、定時，按比例直接提供給作物。不僅能節(jié)約水電，還能降低人工成本。顯控PLC運(yùn)行速度快、穩(wěn)定性高、靈活性強(qiáng)，可確保水肥一體機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，參數(shù)精確。
2.智能化程度高，適用多種不同的灌溉方式。采用顯控HMI+PLC組成的數(shù)字控制系統(tǒng)，水肥一體機(jī)智能化程度高，系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程控制等功能，使水和肥料在土壤中以優(yōu)化的組合狀態(tài)供應(yīng)給作物，實(shí)現(xiàn)水肥同步管理和高效利用。并且該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，適合各種灌溉方式（滴灌、噴灌、微灌）。
3. 顯控觸摸屏功能多樣，通訊能力強(qiáng)大。SK-070MW支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)報警等功能，可以幫助用戶實(shí)時掌握土壤水分、二氧化碳、光照度、PH及EC數(shù)據(jù)、進(jìn)水量、進(jìn)水壓力等生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)。同時，支持遠(yuǎn)程實(shí)時訪問，MQTT與第三方平臺對接，用戶可跟據(jù)實(shí)際情況通過界面（APP或PC端）進(jìn)行參數(shù)的適度調(diào)整，遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備，可操作性高。以及支持多種通訊方式（232/422/485，以太網(wǎng)、5G、WiFi以及canbus通訊），滿足該系統(tǒng)不同條件下的控制連接模式。
操作畫面
現(xiàn)場圖片
