基于plc草坪自动喷灌系统设计

《基于plc草坪自动喷灌系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第51卷第8期甘肃水利水电技术Vo1．51．No．82015年8月GANSUWATERlIESOURCESANDHYDROPOWERTECHN0LOGYAug．，2015·设计与研究·基于PLC草坪自动喷灌系统设计蒋晓云(甘兰水利水电建筑设计院，甘肃兰州730300)摘要：我国节水灌溉技术研究起步较晚，草坪灌溉的技术上大多以地面漫灌作为主要灌水方法，或者通过进水阀门进行控制灌溉，这些灌溉方法对于改变土壤湿度方面能达到理想效果，但对草坪小气候环境的影响不大，对于水资源的浪费也十分严重，而且灌溉时需要人员长时间值守，灌溉水利用率较低。本文研究基于西门子s7—200PLC为核心控制器的自动化喷

2、灌系统，通过布设的自动气象站和埋设在土壤中的湿度传感器采集示范区草坪的墒情信息，运用彭曼公式以手动、自动两种控制方式实现草坪喷灌的精确控制，为草坪提供一个理想的生长环境，给草坪节水灌溉自动控制研究提供一种的可借鉴模式。关键词：草坪；喷灌；PLC；自动控制中图分类号：$275．5文献标志码：B文章编号：2095—0144(2015)08—0036—051前言分传感器和布设于草坪上的自动气象站．在预设的草坪是指草本作物通过人工栽培或者修剪后形采样周期内将采集的信息传递至中央控制器，达到成的具有美化环境作用与和观赏作用的坪状草地。无人值守的操作目的[8-9]。系统构成：根据草坪灌溉草坪覆盖的土

3、地，可以营造一个良好的人与自然和要求，选择了以下的硬件作为控制核心．西门子PLC谐共处的环境，改善城市空气质量，减少浮尘，防止(CPU224XP)、模拟量输入输出EM235扩展模块、水土流失。近年来，兰州市草坪种植面积不断的扩PC机、自动控制柜、土壤温湿度传感器、自动气象站张，其规模和范围每年都在扩大，草坪的规模化发展等，灌溉部分主要由电磁阀、施肥器、过滤器、喷头等对兰州市城市化进程起了很大推动作用。然而草坪组成。草坪自动喷灌系统结构见图1。对土壤水分的变化及其敏感，土壤含水量过多、过少都会对草坪的正常生长产生影响，甚至导致枯萎。中国是一个人口大国、农业大国、也是水资源大国，水资源分布南

4、北不均⋯，兰州市地处西北地区，水资源及其匮乏，草坪灌水相对频繁。在进行灌溉过程中存在很大程度的水资源浪费问题，供水需求矛盾突出。美国、13本、德国、以色列等国开发了一系列用途广泛、功能完善的自动控制灌溉设备l2]。我国在自动灌水器的研发过程中起步较迟．一些设备还处于张力计报警器研发、试用阶段，较发达国家相比有一定的差距]。图1系统结构示意图随着水资源的日趋短缺及信息技术的高速发展．开发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅具有2基本设计巨大的经济效益．而且具有广阔的市场前景¨5。2．1示范区介绍本文以西门子公司生产的S7—200PLC为核心草坪自动控制喷灌示范区位于兰州安宁区，示控制器，

5、开发了一套自动控制喷灌系统，所开发的控范区占地面积4亩，分4个灌水小区。该区属于中制系统可以通过手动设置每一个灌区的时间和灌水温带气候区，内陆性气候特征明显，四季分明，光量，如果需要施肥，可以设置施肥时间和施肥量。草照充足。气候干燥，年降水量349．9mm，年蒸发量坪墒情信息采集系统是通过埋设在草坪土壤中的水1664mm，年平均气温8．9℃，年13照2476．4h，无收稿日期：2015～06—02作者简介：蒋晓云(1976一)，女，甘肃甘谷人，工程师，主要从事水利水电工程设计。E—mail：414701313@qq．com·36·第8期蒋晓云：基于PLC草坪自动喷灌系统设计第51卷霜期1

6、71d。主要自然灾害有、和风灾。0．121．04m3／h，射程达到1O．7in，喷洒角度调节范围2．2土壤墒情采集系统设计40。~360。。喷头呈正三角形布置，间距等于射程，共草坪墒情信息采集系统主要采集土壤的水分、计布置25个。土壤温度、大气温、风速、风向、雨量信息。由于草坪3控制系统软件设计根系区主要分布在20CB处，而且土壤水分是影响3．1编程软件介绍草坪的主要因素．选用DBT一1型土壤水分传感器，西门子PLC逻辑功能选用的专业编程软件该传感器稳定可靠，寿命长，具有很高的抗干扰能STEP7一Micro／WIN，该软件功能强大，操作简单，逻力，适合草坪灯范围较大土壤监测系统使用。主要

7、辑功能易于实现。该软件主要由菜单栏、工具栏、浏参数为：工作电压5一l2V，测量精度±3％；测量主频览条、指令树、输出窗口等部分组成。100Mhz；输出信号为0—5V；测量稳定时间2s；响应3．2PLC对应地址设计时间小于1s；电缆长3ITI。为了配合自动控制喷灌系统的运行及管理要自动气象站气象自动监测系统选用生产的产求，需要对程序管理进行一定的设置．以达到自动化品，该测站可测量雨量、风向、风速、温度、大气压力、控制要求。该系统主要要