【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 考慮我國(guó)的氣候、土壤條件、作物類(lèi)型等因素，并不適合我國(guó)的國(guó)情，不能充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。凡此種種，在我國(guó)推廣引進(jìn)國(guó)外控制設(shè)備不可行的。目前我國(guó)許多溫室大棚都己配備了滴灌、噴灌等各種微水灌溉設(shè)備，但是缺乏與之配套的節(jié)水灌溉自動(dòng)控制產(chǎn)品，這些溫室大棚仍然采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)的方式來(lái)控制灌溉，耗費(fèi)人力，而水的利用效率仍然不高。 因此，加速開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的成套、適用、可靠、低成本、高效率、先進(jìn)的智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)是十分必要和緊迫的，也是我國(guó)今后節(jié)水灌溉設(shè)備發(fā)展的主要方向。2 PLC在灌溉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 PLC的概述 PLC的特點(diǎn)及發(fā)展史體積?。豢煽啃愿?；柔性好，可在線更改程序；對(duì)環(huán)境條件無(wú)要求；價(jià)格低廉 第一代：1969年~1972年，代表產(chǎn)品有：美國(guó)DEC公司的PDP14/L；日本立石電機(jī)公司的SCY022；日本北辰電機(jī)公司的HOSC20；第二代：1973年~1975年，代表產(chǎn)品有：美國(guó)GE公司的LOGISTROT；德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC SS4系列；日本富士電機(jī)公司的SC系列；第三代：1976~1983年，代表產(chǎn)品有：美國(guó)GOULD公司的M8485868884；德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC S5系列；日本三菱公司的MELPLAC50、550；第四代：1983年~現(xiàn)在，代表產(chǎn)品有：美國(guó)GOULD公司的A5900；德國(guó)西門(mén)子公司的S7系列； PLC發(fā)展方向 PLC網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展，其中有兩個(gè)趨勢(shì)：一方面，PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)不再是自成體系的封閉系統(tǒng)，而是迅速向開(kāi)放式系統(tǒng)發(fā)展，各大品牌 PLC除外形成自己各具特色的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成設(shè)備控制任務(wù)之外，還可以與上位計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息交流，成為整個(gè)信息管理系統(tǒng)的一部分。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)得到廣泛的采用，PLC與其他安裝在現(xiàn)場(chǎng)的智能化設(shè)備，比如智能儀表、傳感器、智能型電磁閥、智能型驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，通過(guò)一根傳輸介質(zhì)(比如雙絞線、同軸電纜、光纜)鏈接起來(lái)，并按照同一通信規(guī)約互相傳輸信息，由此構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)與單純的PLC遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相比，配置更靈活，擴(kuò)展更方便，造價(jià)更低，性能價(jià)格比更好，也更具開(kāi)放意義。PLC向高性能小型化方向發(fā)展，PLC的功能正越來(lái)越豐富，而體積則越來(lái)越小。比如三菱的FXIS系列PLC，最小的機(jī)種，體積僅為 609075mm，相當(dāng)于一個(gè)繼電器，但卻具有高速計(jì)數(shù)、斜坡、交替輸出及16位四則運(yùn)算等能力，還具有可調(diào)電位器時(shí)間設(shè)定功能。PLC已不再是早期那種只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯運(yùn)算的產(chǎn)品了，而是具有越來(lái)越強(qiáng)的模擬量處理能力，以及其他過(guò)去只有在計(jì)算機(jī)上才能具有的高級(jí)處理能力，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、PID調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。從這種意義上說(shuō)，PLC系統(tǒng)與DCS(集散控制系統(tǒng))的差別越來(lái)越小了，用PLC同樣可以構(gòu)成一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)。PLC操作向簡(jiǎn)易化方向發(fā)展。目前PLC推廣的難度之一就是復(fù)雜的編程使得用戶(hù)望而卻步，而且不同廠商PLC所有編程的語(yǔ)言也不盡相同，用戶(hù)往往需要掌握更多種編程語(yǔ)言，難度較大。PID控制、網(wǎng)絡(luò)通信、高速計(jì)數(shù)器、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應(yīng)用也是PLC程序設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，用普通的方法對(duì)它們編程時(shí)，需要熟悉有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器的意義，在編程時(shí)對(duì)它們賦值，運(yùn)行時(shí)通過(guò)訪問(wèn)它們來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。這些程序往往還與中斷有關(guān)，編程的過(guò)程既繁瑣又容易出錯(cuò)，阻礙了PLC的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。PLC的發(fā)展必然朝著操作簡(jiǎn)化對(duì)復(fù)雜任務(wù)的編程，在這一點(diǎn)上西門(mén)子就充當(dāng)了先行者，西門(mén)子S7200的編程軟件設(shè)計(jì)了大量的編程向?qū)В恍枰趯?duì)話(huà)框中輸入一些參數(shù)，就可以自動(dòng)生成包括中斷程序在內(nèi)的用戶(hù)程序，大大方便了用戶(hù)的使用。 PLC控制灌溉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 編程方便,現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；維修方便,采用模塊化結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制裝置；數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；輸入可以是交流115V；輸出為交流115V,2A以上,能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥,接觸器等；在擴(kuò)展時(shí),原系統(tǒng)只要很小變更；用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K；在灌溉控制系統(tǒng)中采用了PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)控制，可靠性大大提高；去掉了大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能；PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修；用于群控調(diào)配和管理，并提高灌溉控制系統(tǒng)運(yùn)行效率；更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線；3 灌溉系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 設(shè)備配置灌溉設(shè)備：確定選用3臺(tái)IS單級(jí)單吸清水離心泵作為灌水泵，其型號(hào)初步確定為IS200150250，其滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉，水溫，泵流量的要求。同時(shí)分析計(jì)算，確定選用3臺(tái)型號(hào)為Y225S4的三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)作為水泵的原動(dòng)機(jī)。并初步確定搖臂式噴頭作為系統(tǒng)的灌水器?？刂破?。確定選用一臺(tái)可靠性和性?xún)r(jià)比比較高的FX2N系列PLC作為控制系統(tǒng)的主控元件。外圍設(shè)備：確定選用CJ10交流接觸器作為系統(tǒng)的自動(dòng)控制電路，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)由熱繼電器實(shí)現(xiàn)。由電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電流較大，一般是額定電流的57倍。故對(duì)功率較大的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)方式，Y△降壓起動(dòng)是常用的方法之一。起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速上升接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組的接線換成三角形，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)，這種起動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，起動(dòng)電流小，缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且起動(dòng)電壓不能按實(shí)際需要調(diào)節(jié)。系統(tǒng)采用Y△變換起動(dòng)水泵電機(jī)來(lái)減少起動(dòng)電流，減輕對(duì)電網(wǎng)形成的沖擊，減少能耗。該系統(tǒng)包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩部分。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，通過(guò)控制各臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)和停止來(lái)控制泵工作，從而給植物進(jìn)行灌溉?？刂茩C(jī)構(gòu)主要是PLC可編程控制器。 PLC對(duì)水泵電機(jī)控制方法當(dāng)B類(lèi)植物的土壤濕度低于最小值時(shí)，下液位開(kāi)關(guān)S2則閉合，開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入PLC來(lái)控制水泵電機(jī)接通電源。當(dāng)土壤濕度高于最大值時(shí)，上液位開(kāi)關(guān)S1則閉合，此時(shí)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入PLC來(lái)控制水泵斷電。A和C類(lèi)植物通過(guò)PLC的土壤濕度以及土壤PH值來(lái)實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的起動(dòng)和斷開(kāi)。 輸入和輸出接口輸入、輸出接口是PLC接受和發(fā)送各類(lèi)信號(hào)接點(diǎn)的總稱(chēng)，含主要用于連接開(kāi)關(guān)量的輸入口、輸出口，以總線形式出現(xiàn)的總線擴(kuò)展接口及以通信方式連接外部信號(hào)的通信口。開(kāi)關(guān)量輸入口。開(kāi)關(guān)量輸入接口用于鏈接按鈕、選擇開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)及各類(lèi)