本文摘要：傳統(tǒng)灌溉方式不僅耗時耗力還不利于節(jié)省水資源，本篇 農(nóng)藝師論文 基于PLC的自動化控制農(nóng)作物噴灌系統(tǒng)是將自動控制與噴灌系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，智能灌溉系統(tǒng)，利用硬件配置與軟件設(shè)置，構(gòu)建了一個溫度、濕度、雨量、壓力相結(jié)合。采用PLC為主控制系統(tǒng)，克服了繼
傳統(tǒng)灌溉方式不僅耗時耗力還不利于節(jié)省水資源，本篇農(nóng)藝師論文基于PLC的自動化控制農(nóng)作物噴灌系統(tǒng)是將自動控制與噴灌系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，智能灌溉系統(tǒng)，利用硬件配置與軟件設(shè)置，構(gòu)建了一個溫度、濕度、雨量、壓力相結(jié)合。采用PLC為主控制系統(tǒng)，克服了繼電器等系統(tǒng)的不足，安全性和可靠性提高了。《節(jié)水灌溉》雜志是中國節(jié)水灌溉專業(yè)領(lǐng)域唯一向國內(nèi)外公開發(fā)行的技術(shù)類刊物。創(chuàng)辦的宗旨是：在中國大力宣傳、推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，準確及時地傳遞國內(nèi)外有關(guān)節(jié)水灌溉技術(shù)研究的新動態(tài)、新成果和新信息;既能滿足廣大科技人員獲取信息指導(dǎo)其科學(xué)研究的要求，又能滿足廣大管理人員和操作人員學(xué)習(xí)理論應(yīng)用于實際工作的要求。
摘要：本設(shè)計中采用三菱FX2N系列的PLC作為控制設(shè)備，結(jié)合PLC功能指令實現(xiàn)農(nóng)作物噴灌控制系統(tǒng)，對各區(qū)采用不同的噴灌方式進行灌溉，系統(tǒng)操作簡單可靠、實現(xiàn)方便、運行穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】PLC;噴灌;農(nóng)作物
以人工勞動力噴灌為主的農(nóng)作物噴灌系統(tǒng)不僅耗時耗力達不到農(nóng)作物需水要求，不能滿足我國人口對糧食的需求，為了提高工作效益和節(jié)省人工，減輕勞動強度，促進生產(chǎn)自動化，采用自動化系統(tǒng)控制的模式進行農(nóng)作物噴灌控制是適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一種方式。目前，許多國家研制出了一系列高效節(jié)能的灌溉控制器，用途十分廣泛，而我國在灌溉技術(shù)上還待成熟。實現(xiàn)操作簡單、功能強大、適應(yīng)力廣泛、應(yīng)用簡易的節(jié)水自動灌溉系統(tǒng)不僅有巨大的社會效益還有很長遠的發(fā)展前景。
1基于PLC的農(nóng)作物噴灌控制系統(tǒng)方案設(shè)計
控制噴灌系統(tǒng)的方法有很多，主要有單片機控制方法和PLC控制方法，無論采用單片機控制還是PLC控制都有著不同的優(yōu)缺點。單片機控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，系統(tǒng)調(diào)試耗時長且復(fù)雜。除此之外，單片機抗干擾能力比較弱，所以對現(xiàn)場工作環(huán)境要求很苛刻。穩(wěn)定性差，成本低。PLC控制系統(tǒng)性能高、價格昂貴、但體系結(jié)構(gòu)封閉，各生產(chǎn)廠家硬件體系互不兼容、指令和編程系統(tǒng)異同。本設(shè)計選用三菱公司的可編程序控制器(PLC)作為主控制器。實現(xiàn)自動和手動兩種操作方式。噴灌控制系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
2噴灌控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
本設(shè)計將自動控制與噴灌系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，其控制系統(tǒng)功能示意圖如圖2所示。用PLC對農(nóng)作物噴灌控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制，其控制要求具體如下。首先，A灌區(qū)采用噴灌，噴霧2分鐘，停止5分鐘，如此反復(fù)，直到完工;在B灌區(qū)，以旋轉(zhuǎn)式噴頭噴灌，分2組，每組噴霧5分鐘，停止20分鐘，如此反復(fù)，直到完工;在C灌區(qū)，分2組，交替噴灌工作，灌溉1次;有手動、自動控制水泵，控制電磁閥開關(guān)，達到開/停目的;配備濕度測控裝置;自動報警裝置;光報警系統(tǒng)、報警器試驗按鈕，如遇意外，會自動停止。本設(shè)計選用為三菱公司的FX2N—80MR-001型為PLC主機;型號為FX2N-4AD的輸入模塊;三臺Y系列型號為Y200L-4的四級電動機;CJX2-5011系列的直動式交流接觸器;JR1型號的熱繼電器;ISW150-315B水泵機;FDR型的土壤濕度傳感器;LA系列的按鈕;LF-1000型橢圓型濾波器;FMD-116-型聲光報警器;BZCA-1P-K系列的電磁閥;220VPLC的供電電源;380V電機電源;220V控制電路負載電壓。水泵電機主電路圖如圖3所示。PLC的控制電路圖如圖4所示。通過PLC噴灌系統(tǒng)實現(xiàn)A灌區(qū)、B灌區(qū)和C灌區(qū)的啟動、停止、復(fù)位、濕度達標、手動灌溉切換等功能。
3噴灌控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)流程圖如圖5所示。PLC梯形圖程序設(shè)計采用模塊化編程，包括系統(tǒng)的主程序;A、B、C三個灌區(qū)的灌溉程序等。手動模式下在A、B、C三個灌區(qū)工作時間內(nèi)隨時控制各區(qū)域工作時間內(nèi)隨時控制各區(qū)域的開始以及停止。自動模式下，系統(tǒng)則按照工作要求自動進行相應(yīng)動作。當(dāng)系統(tǒng)運行遇到緊急情況時，報警狀態(tài)采用手動方式切除。
4系統(tǒng)測試
在PLC程序設(shè)計中，系統(tǒng)測試部分是不可缺少的，它起到保證系統(tǒng)可靠性，驗證程序是否正確的作用。根據(jù)噴灌控制系統(tǒng)控制要求編寫好的程序輸入到PLC中，確認無誤后在機器上進行實際模擬調(diào)試。由于程序設(shè)計中輸入接口太多不便于實際操作，故對A、B、C三個罐區(qū)分別進行測試。
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