基于PLC技术的种苗精准光培育平台设计与试验

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李斌

作者： 李斌;魏鑫钰;陈夕;赵俊宏;罗毅智;周星星

作者机构：

关键词： PLC技术;种苗;光培育;植物工厂;能耗

期刊名称： 广东农业科学

ISSN： 1004-874X

年卷期： 2023 年 50 卷 007 期

页码： 47-56

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]光是影响植物生长、发育、代谢及外部表型最为重要的一个因素.在植物生长过程中,常使用人工光源代替自然光对种苗进行补光,以提高果蔬的品质、产量和效率.人工光型植物工厂是标准化高效育苗的重要途径之一,但其光源能耗高,占植物工厂总能耗的60%~80%,严重阻碍工厂化育苗技术的推广与应用.因此,降低光源能耗,提高光的利用率是植物工厂育苗的核心目标之一.[方法]针对植物工厂培育平台层高固定、能耗高且难以匹配种苗生长光需求等问题,采用理论分析、模型构建和试验相结合的方法,开发一款基于可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)技术的种苗精准光培育平台.以黄瓜幼苗为对象,验证种苗精准光培育平台光强调控系统性能,探究其对黄瓜幼苗生长的影响.[结果]灯珠结构优化后的光强以及光分布均匀性均有所提高.开发的平台可通过手动、自动、HMI(Human Machine Interface)和上位机等方式对黄瓜幼苗进行补光.通过平台光辐射能耗模型和层高调整控制策略,有效降低LED运行功率,节约电能约40.65%,光平台辐射模型的最大相对误差为34.37%,最小相对误差为3.57%,平均相对误差为11.45%.栽培试验表明,在相同光强处理下,通过对比种苗精准光培育平台与传统层高固定平台对比,幼苗表型参数与壮苗指数无显著性差异.[结论]基于PLC技术的种苗精准光培育平台可以实现自动升降和智能调光,且在不影响种苗生长的情况下最多可节约电能40.65%.

分类号： S237

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