[发明专利]一种基于PLC控制的大棚LED照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明装置，具体涉及一种基于PLC控制的大棚LED照明装置。

背景技术

植物生长发育过程是极为复杂的生命现象，不仅决定于植物自身的遗传特性，还受到外界环境条件的影响。光作为植物光合作用的能量来源，其强度对于植物生长发育有极大的影响.对于大部分植物而言，光质是指植物所受光照的光谱组成，不同光谱波段对植物的影响不同.植物通过体内多样的色素系统，感应不同波长范围的光线，调节植物的生长发育与代谢。大量的研究表明红光和蓝光是植物生长最重要的两种光谱。红光影响植物的叶片扩展、干物质累积茎的伸长。蓝光影响植株的叶片和茎的生长。

目前植物补光领域主要采用荧光灯作为人工光源，通过改变荧光粉的成分，改变荧光灯光谱的峰值范围。同时还使用高压钠灯和日光色镝灯等。这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱中很多不必要的波长，不一定对作物的生长具有促进作用。而且这些光源产生的热量和红外辐射比较多，需要用滤光片或者吸热滤片将光谱窄化，以获得符合要求的光谱分布。无法根据不同作物间、田间实际光强和光谱的组成，进行精确模拟。而且传统植物生长补光光源的光谱都是连续复合光谱，无法对红蓝光质比等参数进行调控，无法根据植物自身的需求来进行补光，有相当一部分光谱被浪费，造成补光效率低。而且这些都是热光源，表面温度较高，导致植物生长环境温度升高，不利于植物生长，需要采用大功率风扇、空调等制冷设备，造成运行成本增加。同时传统光源含有一些对植物生长环境有害的物质，比如荧光灯中含有汞、铅等有害物质。

国内目前尚未有采用组合LED阵列光源模拟特定光谱进行植物培养的设备。在采用LED阵列作为空间植物培养光源时，主要是选择固定光谱波段。这种光源装置虽然考虑了植物生长的特殊光谱，但培养光源为固定光谱，不具备光谱组分调节功能。

普通LED植物生长灯具虽然有节能、无污染、寿命长的优点，但大多只能简单控制和定制好红蓝配比，对于LED光质、光照时间、辐射照度分布和环境反馈调节等方面全方位调节还未有成熟的产品出现。同时LED的缺点是输出光谱窄，需要至少由蓝光与红光两种LED组合才能满足植物的生长需要。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于PLC控制的大棚LED照明装置，本发明采用单色LED配合带调光功能的驱动器以及散热板等，可用于大棚内部植物生长补光的，并用PLC实现植物生长补光照明系统光照度、光色配比以及光周期的精确调控，是一种用于植物生长过程中长效、可靠、节能的补光系统，并使其光谱成分可调和稳定输出，模拟植物的吸收光谱照明，进而针对性地、高效地促进植物生长。

技术方案：本发明的一种基于PLC控制的大棚LED照明装置，包括桥架、PLC控制器和若干个LED照明盒，所述桥架包括若干级上下排列的子单元，每个子单元中包括设置地面的支撑架和水平设置于支撑架顶端的横梁，支撑架上安装有PLC控制器、LED红光灯传感器、LED蓝光灯传感器和LED远红光灯传感器，横梁的两端均安装有LED照明盒；所述LED照明盒包括可伸缩挂杆、顶板、散热板和灯板，挂杆悬挂于桥架的横梁上，顶板、散热板和灯板从上到下依次固定于挂杆，灯板的下表面上排布有若干LED红光灯、LED蓝光灯和LED远红光灯，灯板的上表面紧贴于散热板的下表面，散热板的上表面安装有相对应的LED红光灯驱动器、LED蓝光灯驱动器和LED远红光灯驱动器；

其中，通过对应的编程器将控制程序输入于PLC控制器，各个传感器将实时采集的光照数值传输于PLC控制器，PLC控制器根据相应数据实时更新计算出光照控制指令，各个驱动器接收到控制指令后及时控制相应LED灯的运行。

进一步的，所述桥架的大小以及LED照明盒的数量根据大棚的实际种植面积决定，为增强整个装置的稳固性该支撑架呈“人”字形，支撑架上还设有A/D转换器和D/A转换器进行相应信号的转换。

进一步的，所述顶板、散热板和灯板呈圆形，挂杆依次贯穿顶板、散热板和灯板的径向两侧边缘固定安装，散热板上还设有温度保护器和警报器，LED红光灯、LED蓝光灯和LED远红光灯从外向内依次呈同心圆式排列于灯板，运用PWM脉冲调制技术，通过相应的驱动器分别控制红、蓝和远红三组LED灯的亮度，以满足不同作物生长对光的需求。