基于plc的全自动灌溉控制系统的设计

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1、第1章基于PLC的全自动灌概控制系统的设计的原理1.1绪论当前，随着电气信息技术在节水灌溉工程中的应用，发达国家如美国、以色列、荷兰、加拿大、澳大利亚等成功开发了一系列用途广泛、功能极强的灌溉控制器。而我国在开发灌溉自动控制系统方面与发达国家差距较大，还处于研制、试用阶段，随着水资源的n趋紧张及信息技术的发展，丌发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅具冇广阔的市场前景，而且具有巨大的社会效益。木文以松下公司FP1系列的PLC为核心，选用CAOC型可编程控制器来开发了一套灌溉控制系统，所开发的控制系统能手动设置对各轮灌区定时灌溉，也可以通过土壤湿度传感器与控制器形成全自动闭环控制系统。同吋

2、为Y减少水泵电机启动电流，减轻对电网形成的冲击，减小能耗，水泵电机采用Y/△启动。1.2制系统各部分功能及设计控制系统包括电机Y/△启动，手动控制模式自动控制模式。因本系统除了湿度传感器和雨量传感器输人为模拟量外，其他输入岀均为数字量，编程控制器本身的抗干扰能力能满足要求。PLC的容量包括I/0点数、用户存储器的容量。系统釆用FP1可编程控制器专用编程软件编制梯形阁。1.2.1丫/△启动系统耍求当按下启动按钮时，首先电动机运行，带动水泵抽水同时系统屮电机采用Y/A/A动，启动吋继电器KMY接通。2s后KMY断开，继电器KM△接通，即完成Y/△启动。1.2.2手动灌溉模式系统具有手动设定各电

3、磁阀的开启吋间和开启顺序的功能，当某个电磁闭合吋相应的指示灯亮。当雨量传感器有信号，即下雨时，将停止灌溉，同时雨量报警器报警，本灌溉系统要求为一号灌区灌溉lOmin，打开2号灌区电磁阀灌水5min,然后打开3号灌区电磁阀灌水15min,最。停止灌概。1.2.3自动灌溉模式木灌溉控制器能根据土壤湿度传感器得到的土壤湿度信号，与设定的适于作物生长度进行比较，然厄决定是否灌溉，G动进行电机与各电磁阀的起闭。在本系统中选用200YZ型土壤负压传感器来测量土壤湿度，测量范围为负压值0〜-85Pa,基本上在植物的需水范闱，一般说来，当土壤吸力大_7a值，土壤就需要灌水，否则会影响植物的生长，该压阻传感

4、器输出为0—50mv;测量深度为200mm1〜2000mm，地面以下部分根据需要而定，总精度为±2%左衣；使用环境为0〜50（TC。在小麦拔节抽穗期十壤最佳含水量用十壤负压表示为-OkPa〜-OkPa,即当土壤负压小于-60kPa时，打开灌水阀门对作物进行灌溉J。在该系统屮把湿度传感器得到的土壤湿度信号放入PLC的数据寄存器DTO屮，把所设定的土壤湿度上限值（-50kP）放入DT4,下限值（-60kPa放入DT2,同时当土壤缺水或适宜时，和应的指示灯亮。1.2.42000YZ型土壤湿度计的技术参数指不U立kPa以mV表不测量范围土壤负压值/kPa0—85压阻传感器输出/mV0—>50最小显

5、示值/mV传感器为0.1陶土头直径7mm一20测量深度/nun地而以卜*部分根据需耍而定200至最长2000传感器供电恒流/mA1.5—3或直流/V±9±12线性度/%0.1总精度/%±2左右使用环境/°C0—5001.3结语本文以CAOC可编程序控制器为核心来构建节水灌溉控制系统，系统具冇手动设定功能，能根据用户耍求设定对某一灌区的灌水时间；系统还兵宥全U动灌溉功能，能根据土壤湿度传感器得到的土壤信号与土壤的最佳湿度值对比，S动做出灌溉计划；系统采用Y/△变换启动水泵电机来减小启动电压，减轻对电机内部绕组的损坏。第2章基于PLC和触摸屏的灌注系统硬件设计CPU单元负责控制整个生产过程。触

6、摸屏通过RS232C串口和CPU进行通讯，传达用户的指令，从而改变系统的运行状态。输出模块向外部设备传送输出信号，使不同的执行机构动作。对执行机构状态的改变，通过行程幵关或光电传感器将其信号反馈给输人模块。CPU单元又从输人模块读取数据，根据数据的变化执行不同的控制操作，由此构成了整个控制问路n].根据系统控制要求、所需的1/0点数、工作环境等因素，可编程控制器选用円本三菱公司的FX-2N系列可编程校制器。触摸屏采用HITECH公司的PWS1760型。2.1FX-2N系列可编程控制器简介2.1.1可编程控制器的产生（一）PLC的定义PLC全称ProgrammablelogicControl

7、ler,可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类讨编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定吋，计数与算术操作等面內用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。（二）PLC的发展过程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传