毕业论文范文——基于PLC的全自动灌溉控制系统的设计

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1、介绍了可编程序控制器（PLC）在节水灌溉控制系统中的应用，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，随着水资源的日趋紧张及信息技术的发展，开发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅具有广阔的市场前景，而且具有巨大的社会效益。系统具有手动灌溉模式，能根据用户要求设定各灌区的灌溉顺序和灌溉时间；同吋系统具有自动灌溉模式，通过内置程序把湿度传感器测定的土壤湿度信号输入到PLC,与土壤最佳含水量对比，进一步控制电机和电磁阀的启闭；为了减小水泵电机的启动电流，减轻对电网形成的冲击，减小能耗,系统启动米用Y/△启动。［关键词］PLC；节水灌溉；土壤湿度；¥/A启动

2、；梯形图第1章基于PLC的全自动灌溉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屮的应用，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，随着水资源的口趋紧张及信息技术的发展，开发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅具有广阔的市场前景，而口具有巨大的社会效益。本文以松下公司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

3、环控制系统。同时为了减少水泵电机启动电流，减轻对电网形成的冲击，减小能耗，水泵电机釆用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/A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，其他输入出均为数字量，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。系统采用FP1可编程控制器专用编程软件编制梯形图。1.2.1Y/△启动系统要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中电机采用Y/△启动，启动时继电器KMY接通。2s后KMY断开，继电器KM△接通，即完成Y/A启动。1.2.2手动灌溉模

4、式系统具有手动设定各电磁阀的开启口寸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,最后停止灌溉。1.2.3自动灌溉模式本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，然后决定是否灌溉，自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围，一般说来，当土壤吸力大-7a值，土壤就需要灌水，

5、否则会影响植物的生长，该压阻传感器输出为0—50niv；测量深度为200mm1—2000mm，地面以下部分根据需要而定，总精度为±2%左右；使用环境为0〜500°Co在小麦拔节抽穗期土壤最佳含水量用土壤负压表示为-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Jo在该系统中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中，把所设定的土壤湿度上限值（-50kP）放入DT4,下限值（-60kPa放入DT2,同吋当土壤缺水或适宜吋，相应的指示灯亮。1.2.42000YZ型土壤湿度计的技术参数指示单位kPa以mV表示测量范围土壤负压值/kPa0

6、—85压阻传感器输出/mV0->50最小显示值/mV传感器为0.1陶土头直径/mm—20测量深度/nmi地面以下部分根据需要而定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/°C0-500仁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，系统具有手动设定功能，能根据用户要求设定对某一灌区的灌水时间；系统还具有全自动灌溉功能，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，自动做出灌溉计划；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

7、系统硬件设计CPU单元负责控制整个生产过程。触摸屏通过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，通过行程开关或光电传感器将其信号反馈给输人模块。CPU单元乂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回路n]・根据系统控制要求、所需的I/O点数、工作环境等因素，可编程控制器选用日本三菱公司的FX-2N系列可编程控制器。触摸屏采用HIT