3. 温室执行机构清单与联动关系梳理
执行机构清单与联动关系梳理
本案例的任务是把温室里“能动的设备”逐一登记，并明确它们之间的动作逻辑与互锁约束，最终形成一张可直接用于控制逻辑编程的执行机构联动控制表。梳理时先按“调节类”和“保护类”区分执行机构，再逐对判断是否存在互锁，避免出现“湿帘风机与加热管道同时开启”这类能耗与安全冲突。
下面以一座 1000 m² 连栋玻璃温室为例，列出主要执行机构及其控制量、动作方向与典型约束。表中参数为教学示例值，实际工程需按设备铭牌与作物需求调整。
| 编号 | 执行机构 | 控制量 / 接口 | 动作方向 | 典型约束 |
|---|---|---|---|---|
| M1 | 顶部天窗 | 开度 0–100%（0–10 V） | 开 / 关 | 降雨、风速 > 8 m/s 时强制关闭 |
| M2 | 侧窗 | 开度 0–100%（0–10 V） | 开 / 关 | 与天窗协同，避免对流过强 |
| M3 | 外遮阳网 | 展开 / 收拢（继电器） | 展开 / 收拢 | 夜间或低光照时收拢 |
| M4 | 湿帘风机 | 启停 + 变频 0–50 Hz | 启动 / 停止 | 与加热管道互锁；需天窗关闭 |
| M5 | 加热管道 | 阀门开度 0–100% | 加热 / 停止 | 与湿帘风机、天窗大开互锁 |
| M6 | CO₂ 施肥阀 | 开 / 关（脉冲） | 开启 / 关闭 | 天窗大开或光照不足时禁止施肥 |
联动关系的核心是“互锁对”与“协同对”。互锁对表示两者不能同时处于动作状态，协同对表示两者需按同一目标联动调节。下图把六类执行机构按功能分组，并用连线标出互锁（红色阻断）与协同（蓝色联动）关系，同时标注触发条件。
梳理时建议按“先分组、再定对、后写条件”的顺序推进：分组让同类机构归位，定对找出所有需要判断的机构组合，写条件把互锁与协同落到可编程的阈值上。下表给出可直接填入控制逻辑的联动控制表字段示例，其中“动作优先级”用于冲突时决定谁先执行。
| 联动对 | 关系类型 | 触发条件 | 动作优先级 | 冲突处理 |
|---|---|---|---|---|
| M1 天窗 ↔ M2 侧窗 | 协同 | 温度 > 28 ℃ 且无降雨 | M1 先开 50%，M2 随后 | 开度差超 30% 时回调 |
| M4 湿帘风机 ↔ M5 加热管道 | 互锁 | 任一启动请求 | 加热优先于降温 | M5 动作时 M4 禁止启动 |
| M4 湿帘风机 ↔ M1 天窗 | 互锁 | M4 启动请求 | M1 关闭优先 | M1 未归零则 M4 不启动 |
| M3 遮阳网 ↔ M4 湿帘风机 | 协同 | 光照 > 600 W/m² 且温度 > 30 ℃ | M3 先展开 | 展网后延时 60 s 启风机 |
| M6 CO₂ 施肥阀 ↔ M1 天窗 | 条件约束 | CO₂ < 600 ppm 且光照 > 200 W/m² | M1 开度 < 20% 才允许 | 天窗大开时暂停施肥 |
互锁关系必须在控制程序与硬件回路两层同时实现：软件层做逻辑判断，硬件层用接触器辅助触点或继电器做强制切断，防止程序异常时出现湿帘风机与加热管道同时运行。
完成清单与联动表后，可用一组典型工况做校验：夏季正午高温高光照时，应触发 M3 展网、M4 启动、M1/M2 关闭；冬季夜间低温时，应触发 M5 加热、M1/M2 关闭、M4 禁止；阴天低光照时，M6 施肥应被光照条件阻断。若某工况下出现互锁对同时动作，说明联动表或程序实现存在遗漏，需回到表中补充条件。