基于PLC技术的种苗精准光培育平台设计与试验

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％.

关键词：PLC技术、种苗、光培育、植物工厂、能耗

所属期刊栏目：50

分类号：S237(农业机械化)

资助基金：广东省重点领域研发计划项目;广州市科技计划项目;广东省农业科学院协同创新中心项目;广东省农业科学院创新基金项目

在线出版日期：2023-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：47-56