【文章內容簡介】 平還較低。 （ 2） 自動灌溉控制系統(tǒng) 不夠 完善，我們國家目前為止還沒有生產出成型的設備，除了購買外國的先進的設備之外，現(xiàn)今大部分還是人工控制閥門的設備的生產和加工。 （ 3） 灌溉依然是僅僅局限于一個單一的方面，不能實現(xiàn)和其他環(huán)境問題的協(xié)調發(fā)展。 （ 4） 不能實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的全面應用。我國的灌溉技術和水平離一些先進國家還有 很大的差距，我國現(xiàn)今的灌溉控制基本上還是按照勞動人民的經驗去進行，并沒有很大的進步和提高。 總而言之，在現(xiàn)代灌溉技術的開發(fā)和研制方面，一些國外的先進國家還是在很多方面領先與我國的，根據(jù)我國現(xiàn)階段灌溉的現(xiàn)象和狀況，當務之急需要解決的關鍵技術還存在著很多問題，尤其是在自動控制系統(tǒng)方面需要加大研發(fā)力度。 2 自動灌溉裝置的控制要求 結構介紹 （ 1）灌溉設備方面 ： 可選用 3 臺 IS 級單吸離心泵作為灌入的水泵，該灌水泵的型號確定為 IS200150250 的控制系統(tǒng)，同時確定使用型號為 Y225S4 的 三臺 異步 電動機，作為該水泵的原動機，并確定該系統(tǒng)的灌水器。 （ 2）外圍設備：確定選用 CJ10 交流接觸器作為系統(tǒng)的自動控制的電路，電動機的過載保護由熱繼電器實現(xiàn)。 CJ10 交流接觸器中間的是由三根三相電源線組成，兩邊的分別是一對常開的觸點和一對常閉的觸點，它們的作用是進行自鎖和連鎖。 液體位置的開關和閉合首先要確定的是液體位置的高度，然后依據(jù)這個高度來輸出進行開關量的信號。而液位傳感器的功效是將液位的高度轉化為以電為信號的形式進行輸出。 控制系 統(tǒng) 的 結構圖，如圖 所示。根據(jù)灌溉植物的特點，對其控制應滿足 植物的需商丘學院本科畢業(yè)設計 4 要，因此選用 PLC 作為灌溉控制系統(tǒng)的核心。該灌溉系統(tǒng)主要由 PLC 控制器FX2N32MR001， 220V 交流電源提供電，啟停按鈕，執(zhí)行器包括電磁閥，數(shù)據(jù)采集器件包括液位開關，實時鐘，帶動水泵的電機等組成 [7]。 圖 系統(tǒng)結構圖 M8012 為特殊輔助繼電器。 M8012 為 100ms 時鐘脈沖繼電器。由計數(shù)器 C0 與 M8012的組合，使計數(shù)器產生計時功能。 采用三種水泵分別控制水管，噴頭 1，噴頭 2，以控制澆灌三種不同類型的植物，使時 鐘 的 信號和液位傳感器的信號輸入到 PLC，通過繼電器的作用控制水泵 1，水泵 2，水泵 3，并使其在設定時間的啟停，從而控制灌溉三種植物。 工作過程 如 圖 所示 ， 本系統(tǒng)采 用 PLC 來 控制植物的灌溉。 A 類植物是水生植物，要求通過液位開關控制液位在最小值和最大值之間。在不同的水量的位置，水的壓力就會不同，當水位處于最低點時，液位開關將會輸出信號到 PLC，從而控制 X002 閉合，一號電磁閥得到電力開始 啟動 進行工作，一號電磁閥指示燈亮，一號電機先進行星形連接。 2 秒后電機三角形進行連接，一號電機打動水泵 1 開始工作， 開始往水池里注水。當水位處于最高點時，液位開關將會輸入信號到 PLC，從而控制 X003 閉合，同時 1 號電磁閥將會斷電， 1號電磁閥指示燈熄滅，一號電機停止工作，水泵 1 將會停止運轉，水泵 1 往水池里注水的任務也將停止。 B 類植物需要定時灌溉，要求 6:006:30 之間， 23:0023:30 之間打開噴灌系統(tǒng)。通過實時鐘來實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)在規(guī)定時間段的啟動或斷開，在每天 23:00 二號電磁閥開啟，二號電磁閥指示燈亮， 2 號電機啟動，帶動水泵 2 工作，到了 23:30，二號電磁閥斷開。實時鐘信號 PLC 繼電器控制盤 水泵 1 水泵 2 水泵 3 注水管 噴頭 1 噴頭 2 水源 液位開關 商丘學院本科畢業(yè)設計 5 二號電機停止運轉，從而水泵 2 停止工作，停止對 B 類植 物澆灌。在每天 6： 00 二號電磁閥開啟，二號電機轉動帶動水泵 2 工作，延續(xù)到 6:30，二號電磁閥斷開，二號電機停止運轉?？刂茋婎^ 1 在 6:006:30 噴水。 C 類植物需要每隔一天的晚上 23:00 灌溉一次，每次 10分鐘。通過時鐘來實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)在規(guī)定時間段的啟動或斷開，每隔一天的晚上 23:00 灌溉一次，這里用兩個計數(shù)器已達到延時 10 分鐘的目的，這樣就達到了每次澆灌 10 分鐘的目的。每隔一天即隔 48 小時候的 23:00 噴頭 2 在此噴水。三號電機運轉帶動水泵 3 工作，控制噴頭 2，澆灌 C 類植物。這里關鍵是把計數(shù)器作為時間繼電器用。 控制要求 A 類的水生植物：在水位的高地方面，水壓大小的方面，當水位處于最低點時液位開關將會輸出控制信號到 PLC 控制系統(tǒng)，控制 X002 閉合，一號電磁閥得到電力開始啟動，一號電磁閥指示燈亮，一號電機將進形連接。 2 秒后電機三角形機構開始連接，一號電機促動水泵 1 開始工作，往水池里注水。當水位處于最高點時，液位開關將輸出信號到 PLC控制系統(tǒng)，控制 X003 閉合，同時給 1 號電磁閥斷電， 1 號電磁閥指示燈熄滅，一號電機停止工作，從而水泵 1 將停止運轉，同時停止往水池注水工作 [8]。 B 類植物：通過實時鐘來實現(xiàn)灌溉系 統(tǒng)在規(guī)定時間段的啟動或斷開，在每天 23:00 二號電磁閥開啟，二號電磁閥指示燈亮， 2 號電機啟動，帶動水泵 2 工作，到了 23:30，二號電磁閥斷開 [9]。二號電機停止運轉，從而水泵 2 停止工作，停止對 B 類植物澆灌。在每天6： 00 二號電磁閥開啟，二號電機轉動帶動水泵 2 工作，延續(xù)到 6:30，二號電磁閥斷開，二號電機停止運轉?？刂茋婎^ 1 在 6:006:30 噴水。 C 類植物：通過實時鐘來實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)在規(guī)定時間段啟動或斷開，每隔一天的晚上23:00 灌溉一次，這里用兩個計數(shù)器達到延時 10 分鐘的目的 [10]，這樣就達到了每次澆灌 10分鐘的目的。 每天 的 23:00 噴頭 2 在此噴水。三號點擊運轉帶動水泵 3 工作，控制噴頭 2，澆灌 C 類植物。這里關鍵是把計數(shù)器作為時間繼電器用。 3 自動灌溉 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設計 系統(tǒng)硬件的設計原則 系統(tǒng)設計時應遵循以下幾條原則： （ 1） 完整性原則 從系統(tǒng)論完整的觀點來說，如果要使系統(tǒng)發(fā)揮其應該有的作用，系統(tǒng)的設置必須完整。因此在對該系統(tǒng)進行設計的過程中，首先應該考慮的是系統(tǒng)的完整性。如果沒有考慮系統(tǒng)的完整性，那么在安裝和使用該系統(tǒng)時就會出現(xiàn)這樣或者那樣的問題，并且會給系統(tǒng)在實商丘學院本科畢業(yè)設計 6 際應用中帶來 很多本來可以避免的麻煩。而且最好使設計好的系統(tǒng)的使用性能稍高于實際的需求，如果能按這樣的要求設計，那么系統(tǒng)的擴展性相對而言就會較好，在實際應用中能減少很多不必要的麻煩。 （ 2） 可靠性原則 可靠性原則要求首先需要考慮的是設計好的系統(tǒng)能否正常、可靠地進行工作，即該系統(tǒng)在一定的條件下和一定的時間內所完成規(guī)定任務的能力得大小。而且該系統(tǒng)是否能滿足重要場合下的可靠性的要求、是否進行冗余配置。對于電子計算機測量控制系統(tǒng)來說，無論該系統(tǒng)在原理上如何的先進、功能如何的全面、精度如何的高級，但如果該系統(tǒng)可靠性較差，頻繁出現(xiàn)故障，而且不能夠進行長期可靠的正常運行，那么該系統(tǒng)就只有價值并沒有使用價值。 （ 3） 發(fā)展性原則 發(fā)展性原則有兩個重要的方面： ① 就是要留有發(fā)展余地，在進行系統(tǒng)配置的同時，也要考慮如果系統(tǒng)的規(guī)模增大了 怎么辦？如果不能滿足實際需求了怎么辦？ ② 就是要 求在研發(fā)過程中盡量選擇技術壽命長，機器的維修及零部件的補充比較方便的系統(tǒng)，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 （ 4） 經濟性原則 在系統(tǒng)的研發(fā)過程中，還要考慮性價比的問題。在系統(tǒng)設計的過程中并不能一味的追求一些復雜、繁瑣的高級方案，要在滿足生產力需求的前提下，盡可能多的采用一些簡單實用的方案和設計方法。但是由于該系統(tǒng)是要求較高的專業(yè)的測量系統(tǒng)，系統(tǒng)的研發(fā)成本是衡量系統(tǒng)造價的重要指標，所以要盡可能的采取先進、成熟的測控設備和方法，以期系統(tǒng)的性價比處于較良好的狀態(tài)。 （ 5） 開發(fā)周期短 由于經濟全球化的發(fā)展 ，生產力水平更新周期越來越短，時間就是金錢，時間就是效益，所以要竭盡全力的縮短該系統(tǒng)的研發(fā)所需要的時間，求獲得最大的經濟效益和社會效益。 （ 6） 操作維護方便 在系統(tǒng)總體設計時應考慮到操作維護方便，使系統(tǒng)易學易用。 PLC 選型 PLC 選型一般需要考慮 以 下因素 ： （ 1） 系統(tǒng)可以方便地擴展，系統(tǒng)中輸入輸出信號均為開關量。 商丘學院本科