【正文】 圖41是主程序，M1常開觸觸點一直閉合，程序是無條件執(zhí)行的。當(dāng)電源良好時，電源接通指示燈亮。這時若按下自動控制模式按鈕X0，則跳到自動控制程序P0，執(zhí)行自動控制程序。若按下手動控制模式按鈕X1，則跳到手動控制程序P1，執(zhí)行手動控制程序。圖42自動檢測程序圖42是在自動模式下執(zhí)行的自動檢測子程序。首先檢測有沒有下雨，若下雨則X10閉合，輸出下雨報警信號并停止噴灌。若沒有檢測到下雨則繼續(xù)檢測濕度是否超過上限，若超過上限則進(jìn)行濕度報警，不進(jìn)行噴灌。若沒有檢測到濕度上限信號，則繼續(xù)檢測溫度有沒有超過上（30℃）、下（0℃）限。若檢測到溫度超限信號則進(jìn)行溫度報警，并停止噴灌；若沒檢測到溫度超限信號則繼續(xù)檢測變頻器狀態(tài)，有故障則進(jìn)行變頻器故障報警。 圖43讀入溫度和濕度程序圖43為讀入溫度和濕度程序。該程序表示將由四個溫度傳感器測得的溫度平均值和由四個濕度傳感器測得的濕度平均值讀入PLC。為保證噴灌效果采用變頻器自帶PID調(diào)節(jié)功能，調(diào)節(jié)兩個水泵的運(yùn)行狀態(tài)和轉(zhuǎn)速，以達(dá)到恒壓供水的目的。圖44為PID調(diào)節(jié)初始化程序 圖44 PID調(diào)節(jié)初始化程序圖44為PID調(diào)節(jié)的初始化程序，M50為存儲初始化或停電后再啟動標(biāo)志的寄存器，同時設(shè)置啟動時間。圖45模擬量輸入輸出程序系統(tǒng)中用到了FXON3A模擬量模塊，模擬量模塊的輸入輸出程序如圖45所示，使用模擬量輸入通道1將測得的壓力值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后讀入PLC。PLC再把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量進(jìn)行輸出。圖46 運(yùn)算前校正如圖46所示程序首先將讀入的壓力值進(jìn)行校正，然后將轉(zhuǎn)速值進(jìn)行校正。圖47 PID參數(shù)設(shè)置及運(yùn)算程序圖47為PID參數(shù)設(shè)置及運(yùn)算程序。首先設(shè)置PID控制參數(shù)輸入采樣時間、動作方向、濾波常數(shù)、比例增益、積分時間、微分增益、微分時間。這些參數(shù)的設(shè)定直接影響系統(tǒng)的快速性及穩(wěn)定性。在系統(tǒng)調(diào)試中，對系統(tǒng)測定后調(diào)節(jié)至合適值。然后進(jìn)行PID運(yùn)算。D500存放設(shè)定的壓力值，D160存放測得的壓力值，D120～D125存放設(shè)定的控制參數(shù)，D150存放執(zhí)行PID運(yùn)算后的結(jié)果。本系統(tǒng)中設(shè)置采樣時間為30ms，動作方向為反方向即閉環(huán)控制系統(tǒng)為負(fù)反饋，濾波常數(shù)為10，比例增益為70，積分時間為10ms，微分增益為10。壓力設(shè)定值為一個比值，它由選用的壓力傳感器和管道壓力大小決定。其關(guān)系為： 圖48 統(tǒng)計泵運(yùn)行時間統(tǒng)計圖48程序用于統(tǒng)計泵運(yùn)行時間。為了使水泵均勻的磨損，1泵和2泵輪換工作，自動運(yùn)行時泵運(yùn)行累計100小時輪換一次。圖49運(yùn)行時間復(fù)位程序 對運(yùn)行時間進(jìn)行換算，將以秒為單位的時間換算為分鐘，可以對運(yùn)行時間進(jìn)行復(fù)位，若使用手動模式，則停止計時，圖410 泵切換程序統(tǒng)計的運(yùn)行時間到達(dá)或者一個泵發(fā)生故障，則關(guān)閉此泵啟動另一個水泵。圖410為水泵發(fā)生故障時的報警程序，若無水流則把污水流指示信息存入相應(yīng)寄存器，延時3s， 若仍然無水流則進(jìn)行故障報警。若兩臺泵同時發(fā)生故障，則對故障進(jìn)行計數(shù)。圖411 水泵發(fā)生故障報警程序發(fā)生報警后，引起操作人員注意，故障消除后，自動消除故障報警。圖412 消除故障報警程序圖413啟動變頻器程序圖413消除故障后1泵或2泵工作，延時一秒啟動變頻器。以下為兩泵工作狀態(tài)切換程序： 圖414兩泵運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序圖414中，變頻器啟動后打開灌區(qū)電磁閥，同時1泵變頻工作，延時五秒。五秒鐘后比較壓力傳感器測得的壓力值與設(shè)定的壓力值。圖415兩泵運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序圖415變頻器啟動后打開灌區(qū)電磁閥，同時1泵變頻工作，延時五秒。五秒鐘后比較壓力傳感器測得的壓力值與設(shè)定的壓力值。若測得值與設(shè)定值相等則一直由1泵變頻工作；若測得值小于設(shè)定值則1泵進(jìn)入工頻狀態(tài)，并開始計時，五秒后進(jìn)行壓力比較。圖416中5秒后進(jìn)行壓力比較，若壓力傳感器測得的壓力值大于設(shè)定值則一號泵進(jìn)入變頻工作狀態(tài)；若壓力傳感器測得的壓力值等于設(shè)定值則一號泵始終工作在工頻工作狀態(tài)；若壓力傳感器測得的壓力值小于設(shè)定值則一號泵工作在工頻工作狀態(tài)同時啟動二號泵且二號泵工作在變頻工作狀態(tài)，啟動定時器延時5秒；定時器計時5秒后進(jìn)行壓力比較，若壓力傳感器測得的壓力值小于設(shè)定值則一號泵和二號泵都進(jìn)入工頻工作狀態(tài)；若壓力傳感器測得的壓力值等于設(shè)定值則一號泵始終工作在工頻工作狀態(tài)二號泵工作在變頻工作狀態(tài)；若壓力傳感器測得的壓力值大于設(shè)定值則一號泵工作在工頻工作狀態(tài)同時關(guān)閉二號泵并啟動定時器延時5秒；圖416兩泵運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序程序圖417兩泵運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序 圖417中定時器計時5秒后進(jìn)行壓力比較，若壓力傳感器測得的壓力值小于設(shè)定值則一號泵和二號泵都進(jìn)入工頻工作狀態(tài)；若壓力傳感器測得的壓力值等于設(shè)定值則一號泵始終工作在工頻工作狀態(tài)二號泵工作在變頻工作狀態(tài)；若壓力傳感器測得的壓力值大于設(shè)定值則一號泵工作在工頻工作狀態(tài)同時關(guān)閉二號泵并啟動定時器延時5秒；圖418兩泵運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序圖418中定時器定時五秒鐘后進(jìn)行壓力比較，若壓力傳感器測得的壓力值等于設(shè)定值則一號泵工作在工頻工作狀態(tài)；若壓力傳感器測得的壓力值大于設(shè)定值則一號泵工作在變頻工作狀態(tài)。在自動控制模式下，PLC如此周而復(fù)始往復(fù)循環(huán)執(zhí)行以上自動控制程序，實現(xiàn)在不下雨時適宜溫度下濕度達(dá)不到要求時自動噴灌，且為恒壓供水，達(dá)到了最佳噴灌效果。 以下為手動模式噴灌程序：圖419 手動報警消音程序手動按下消音按鈕，X17閉合，對系統(tǒng)的報警鈴聲（包括下雨報警、溫度報警、濕度報警）進(jìn)行消除。 圖420 打開灌區(qū)電磁閥程序圖420按下打開灌區(qū)電磁閥按鈕，常開觸點X20閉合，灌區(qū)電磁閥打開；按下關(guān)閉灌區(qū)電磁閥按鈕，常閉觸點X21打開，灌區(qū)電磁閥關(guān)閉。圖421 手動向儲水池注水程序圖421按下向儲水池注水按鈕，X22常開觸點閉合，啟動補(bǔ)水泵，向儲水池注水。 圖422 手動噴灌程序圖422打開灌區(qū)電磁閥后，按下噴灌按鈕，X23常開觸點閉合，啟動一號泵打開一號泵電動蝶閥，在一號泵工頻工作狀態(tài)下對灌區(qū)進(jìn)行噴灌。組態(tài)軟件是使用軟件工具對計算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到讓計算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動執(zhí)行特定任務(wù)、滿足使用者要求的目的。組態(tài)軟件最突出的特點是實時多任務(wù)。例如，數(shù)據(jù)采集與輸出、數(shù)據(jù)處理與算法實現(xiàn)、圖形顯示及人機(jī)對話、實時數(shù)據(jù)的存儲、檢索管理、實時通訊等多個任務(wù)要在同一臺計算機(jī)上同時運(yùn)行。組態(tài)軟件在投入運(yùn)行后發(fā)揮著極其重要的作用,它是監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視中心、數(shù)據(jù)收集中心、數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心。各種檢測、控制設(shè)備(例如智能儀表、DCS、PLC等)與處于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件共同構(gòu)成大量自動控制設(shè)備的控制中心，其響應(yīng)速度是非常快的?？刂扑惴胺桨缚梢栽赑C機(jī)上組態(tài)然后下裝到設(shè)備中執(zhí)行，但大多數(shù)情況下在設(shè)備上組態(tài)并且執(zhí)行，根據(jù)設(shè)備的具體要求而定。組態(tài)軟件投入運(yùn)行后，操作人員可以在它的支持下完成以下各項任務(wù)[14]：(1)查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)及流程畫面。(2)自動打印各種實時/歷史生產(chǎn)報表。(3)自由瀏覽各個實時/歷史趨勢畫面。(4)及時得到并處理各種過程報警和系統(tǒng)報警。(6)在需要時,人為干預(yù)生產(chǎn)過程,修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài)。(7)與管理部門的計算機(jī)聯(lián)網(wǎng),為管理部門提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)[14]。組態(tài)王是出現(xiàn)比較有影響的，它是由國內(nèi)組態(tài)軟件開發(fā)公司開發(fā)的，使用方便，學(xué)習(xí)起來也很容易。組態(tài)王的操作主界面是資源管理器式的，通過資源管理器調(diào)用個監(jiān)控系統(tǒng)。其腳本語言以漢字作為關(guān)鍵字方便編程，不必再學(xué)習(xí)其他編程語言。組態(tài)王還提供了多種硬件的驅(qū)動程序。 在組態(tài)王中實現(xiàn)各個控制環(huán)節(jié)的控制及監(jiān)視是非常方便的，人們可以根據(jù)畫面的顯示，實時控制噴灌系統(tǒng)的運(yùn)行，很容易實現(xiàn)絲噴灌系統(tǒng)的自動控制。下面我來介紹幾個窗口的具體工作過程。圖51 組態(tài)畫面歡迎界面組態(tài)王界面進(jìn)入第一個畫面是歡迎界面，如圖51界面上方是畫面的切換菜單、系統(tǒng)的時間和一個系統(tǒng)的急停按鈕。畫面切換內(nèi)包含參數(shù)設(shè)置、手動控制、自動控制、退出等畫面。歡迎畫面內(nèi)包含四個按鈕，分別為系統(tǒng)簡介、作者簡介、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、退出系統(tǒng)。每個畫面有相應(yīng)鏈接，當(dāng)按下“退出”按鈕時，系統(tǒng)退出運(yùn)行狀態(tài)。圖52是系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置界面，在軟件進(jìn)入后首先要對系統(tǒng)的各個參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)然，也可以通過軟件設(shè)定默認(rèn)值，每次進(jìn)入時由系統(tǒng)自動輸入默認(rèn)值，系統(tǒng)沒有實際測試時要把所有參數(shù)設(shè)成安全值。本軟件在沒有實際運(yùn)用時把默認(rèn)值設(shè)定成0，以防止第一次投入使用時由于參數(shù)的不正確引發(fā)出不堪設(shè)想的后果。圖52 參數(shù)設(shè)置界面圖53中按下手動控制按鈕，手動控制指示燈亮。按下補(bǔ)水泵電磁閥時，補(bǔ)水泵被啟動指示燈變?yōu)榫G色，儲水池水面上升。按下灌區(qū)電磁閥，一號泵電磁閥或二號泵電磁閥，相應(yīng)水泵被啟動指示燈變?yōu)榫G色，開始對灌區(qū)進(jìn)行噴灌。圖53 手動控制畫面圖54是自動控制畫面，按下自動控制按鈕，自動控制指示燈亮，如果儲水池水位低于40%自動打開補(bǔ)水泵電磁閥，開始向儲水池注水，水位到90%時關(guān)閉補(bǔ)水泵電磁閥停止向儲水池注水。灌區(qū)濕度小于60%時打開灌區(qū)電磁閥，同時打開1泵和2泵電磁閥對灌區(qū)進(jìn)行噴灌，濕度值增長。濕度增長至60%時關(guān)閉2泵電磁閥，只用1泵對灌區(qū)進(jìn)行噴灌。濕度值增長至80%時關(guān)閉1泵電磁閥和灌區(qū)電磁閥停止噴灌，當(dāng)濕度下降時自動啟動噴灌系統(tǒng)對灌區(qū)進(jìn)行噴灌。圖54 自動控制畫面6結(jié)論本文是針對恒壓供水自動噴灌控制系統(tǒng)提出的。設(shè)計了基于PLC控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，構(gòu)建了一個與溫度、濕度、雨量、壓力相結(jié)合的自動控制噴灌系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要是實現(xiàn)水泵電機(jī)速度的可調(diào)節(jié)化，以節(jié)約能源和滿足噴灌效果。系統(tǒng)采用變頻器實現(xiàn)各傳輸環(huán)節(jié)的調(diào)速運(yùn)行，結(jié)合PLC的強(qiáng)大功能、可靠性以及基于組態(tài)軟件所開發(fā)出來的良好人機(jī)界面和通信能力，能達(dá)到現(xiàn)場的運(yùn)行狀況、運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在現(xiàn)場的人機(jī)界面上進(jìn)行顯示，用戶在現(xiàn)場可以通過人機(jī)界面來設(shè)置合適的壓力值和濕度值。下位機(jī)采用PLC來實現(xiàn)各電機(jī)的啟停、數(shù)值的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)速的控制。本設(shè)計采用PLC作為控制器，具有硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低，系統(tǒng)實現(xiàn)電機(jī)無級調(diào)速，操作方便，維護(hù)量小的特點，使設(shè)備運(yùn)行方式更趨于合理，設(shè)備的自動化水平得到提高。采用PLC后，克服了繼電器系統(tǒng)的不足，系統(tǒng)安全可靠，性價比提高，且控制程序可根據(jù)需要修改，有利于系統(tǒng)以后的升級，對提高控制技術(shù)水平和節(jié)約成本有重要意義。謝辭時間飛逝，一個學(xué)期的畢業(yè)也設(shè)計即將結(jié)束。畢業(yè)設(shè)計中凝結(jié)了我們大量的心血和精力，最終完成了設(shè)計任務(wù)，心里自然充滿喜悅，更重要的是我們通過查閱大量的文獻(xiàn)資料，虛心的向各位老師請教，學(xué)到了更全面、實用的知識，并且這次畢業(yè)設(shè)計使我完善了學(xué)習(xí)知識和研究問題的方法，磨煉出了不畏困難的精神。這些處理問題的方法和態(tài)度將讓我受用一生。本論文是在指導(dǎo)老師楊旭東老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在畢業(yè)設(shè)計期間，楊老師耐心的輔導(dǎo)我們幫助我們解答一個又一個難題，使我們順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在此期間，同學(xué)們經(jīng)常在一起探討問題，尋求解決辦法，使我感覺到了同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)和友誼，在我們各自提出問題的同時我們對所學(xué)的知識有了更深的理解。知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有許多機(jī)電工程系的老師和同學(xué)給了我很大幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 再次感謝楊旭東老師對我的悉心指導(dǎo)與幫助。感謝本組其他同學(xué)的熱情幫助！感謝所有關(guān)心和幫助過我的所有老師和同學(xué)！最后感謝我的母校——唐山學(xué)院四年來對我的大力栽培。參考文獻(xiàn)[1] [M].武漢:武漢水利電力大學(xué)出版社,1999,1,7.[2] [J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2010,(09)[3] 宮浩然. 基于PLC控制的變頻調(diào)速在物料攪拌系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 武漢理工大學(xué), 2003[4] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003.[5] 羅賢亮. 基于PLC的自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊), 2009,(07)[6] 陳本華，楊苑璋，趙春生. 自動噴灌基礎(chǔ)技術(shù)研究[J]. 電子工程師, 1996,(01) . 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