灌溉控制系统设计论文

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1、灌溉控制系统设计1绪论1.1课题背景及目的1.1.1课题背景PLC的发展伴随着我国节水灌溉技术的发展，我国从70年代开始进行节水的地面灌溉技术的研究和应用工作，30多年来取得了显著的成绩，平整土地，推广小畦灌溉或沟灌是最早采用的改进技术，具有一定的节水效果，已普遍为农民所接受，我国科技工作者也对膜上灌河涌流灌的节水机理进行了一定的探索，在地面灌溉理论研究方面也取得了进展，尤其是畦田规格，单宽流量灌溉定额等节水因素优化，制定灌溉技术方案从而节约用水量，由于改进的地面灌溉技术简单实用，易于推广，对缓解和解决水资源短缺起了很大的作用。虽然我国在地

2、面节水灌溉方面取得了一定的成就，但仍存在一些问题和需要深化研究的方面，包括地面灌水技术和节水机理，各种节水地面灌溉技术的适应条件，灌溉均匀度对作物的影响，以及各种改进地面灌溉技术的优化组合方式，另外波涌灌溉和激光平地水平畦灌等先进技术应用尚属空白，需要进一步研究解决和推广。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，随着水资源的日趋紧张及信息技术的发展，开发具有自主知识产

3、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。在温室中培育苗木,适量的灌溉是其中一道很重要的技术环节。首要的是控制土壤湿度,既不能使土壤被水浸泡,又不可长期干旱。灌水量和灌水周期还应根据气候和用水量进行调节,以防止土壤湿度突然变化,影响苗木的生长,同时要根据当地的降水情况确定灌水的间隔和次数。因此,要做到定时定量的对其进行灌水和循环控制。目前,在一些大型的灌区采用一种用组态软件开发出的节水灌溉远程自动控制系统,但其价格昂贵,控制元件多,投资大,其经济因素及适用性和针对性对中小型的温室大棚而言并不适用。因此,以PLC为控

4、制核心、PC第53页共53页灌溉控制系统设计机为上位控制机的温(网)室灌溉自动控制系统,能实现灌溉的定时、定量控制和循环控制。满足中小规模的温(网)室中灌溉的要求。1.1.2课题研究目的（1）通过自动喷灌的PLC控制系统设计，使学生进一步熟悉有关PLC控制的理论知识。（2）掌握PLC的结构、组成、工作原理，掌握根据控制要求用PLC进行控制系统设计及控制程序设计方案和步骤。（3）熟悉掌握外文资料的查找、阅读与翻译。1.2灌溉控制系统的发展趋势和研究现状综述1.2.1灌溉控制系统的发展趋势随着可编程控制器技术的发展，其发展趋势将体现在以下几个方

5、面：（1）进一步加快CPU的处理速度（2）变革操作控制方式（3）发展智能化模块（4）进一步提高可靠性（5）提供更方便灵活的编程方法，让PLC使用更加方便（6）PLC的结构和规模更趋向两极分化，即大型化和小型化（7）PLC更加规范化，标准化（8）加强PLC的联网功能（9）PLC存储容量及存储特性灌溉技术改进和发展趋势主要包括以下几个方面：（1）采用激光平地等技术进行精细平地，促进田间水均匀分布。（2）田间灌水设施自动化。（3）研究应用地面灌溉自适应控制系统，形成灌溉早期入渗速度，行水控制，停水时间和灌溉效率的水管理系统。（4）建立区域供水管理

6、系统，采用计算机，PLC等新技术进行水管理，并实现钟建轻管向重改重管的改变。1.2.2灌溉控制系统的研究现状综述第53页共53页灌溉控制系统设计我国把节水灌溉作为国民经济可持续发展的一项重要措施和战略任务，同时也是建设帮保护干旱、半干旱地区生态环境的一条重要途径，目前，世界上许多工业国家把PLC的使用作为衡量电气控制水平的标志，PLC汇集了超大规模集成电路的众多优点，把它应用在节水灌溉控制系统中，能够简化硬件结构、提高可靠性、增加灵活性，可收到人们常说的“以软(件)代硬(件)”的效果，研制和推广节水灌溉技术是实现农业现代化的需要。我国在开发

7、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。灌溉控制系统设计已朝着自动化和智能化的方向发展，基于PLC的灌溉控制系统设计，介绍了可编程序控制器(PLC)在节水灌溉控制系统中的应用，系统能根据用户要求设定各灌区的灌溉顺序和灌溉时间，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[1]。近三、四十年科技的发展，拉开了新的农业技术革命的序幕。灌溉水

8、管理技术的应用可以减少水在渠系调配过程中的损失，达到节水的目的。该技术还可以使水量分配合理，增加水量分布的均匀性，因此也是使作物增产增效的有效途径。以色列、美国、荷兰等国家对不同