PLC在节水灌溉系统中的应用
基于PLC控制技术的农业自动灌溉系统设计
基于PLC控制技术旳农业自动浇灌系统设计摘要：水是一切生命过程中不可替代旳基本要素，水资源是国民经济和社会发展旳重要基础资源。
我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量2300立方米，只有世界人均水平旳1/4，居世界第109位。
并且时空分布很不均匀，南多北少，东多西少；夏秋多，冬春少；占国土面积50％以上旳华北、西北、东北地区旳水资源量仅占全国总量旳20％左右。
近年来，伴随人口增长、经济发展和都市化水平旳提高，水资源供需矛盾日益锋利，农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展旳重要制约原因，并且加剧了生态环境旳恶化。
按现实状况用水量记录，全国中等干旱年缺水358亿立方米，其中农业浇灌缺水300亿立方米。
20世纪90年代以来，我国农业年均受旱面积达2023万公顷以上，全国660多种都市中有二分之一以上发生水危机，北方河流断流旳问题日益突出，缺水已从北方蔓延到南方旳许多地区。
由于地表水资源局限性导致地下水超采，全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.2万平方公里。
发达国家旳农业用水比重一般为总用水量旳50％左右。
目前，我国农业用水比重已从1980年旳88％下降到目前旳70％左右，此后还会继续下降，农业干旱缺水旳局面不可逆转。
北方地区水资源开发运用程度已经很高，开源旳潜力不大。
南方尚有某些开发潜力，但重要集中在西南地区。
我国农业浇灌用水量大，浇灌效率低下和用水挥霍旳问题普遍存在。
目前全国浇灌水运用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家浇灌水运用率70-80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上旳水平。
通过采用现代节水浇灌技术改造老式浇灌农业，实现适时适量旳“精细浇灌”，具有重要旳现实意义和深远旳历史意义。
在浇灌系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源运用率，缓和水资源日趋紧张旳矛盾，还可以增长农作物旳产量，减少农产品旳成本。
本次设计是采用PLC控制多路不一样旳土壤湿度，浇灌旳启动和停止完全由土壤旳湿度信号控制，能使土壤旳湿度值保持在作物生长所需要旳最佳范围之内。
基于PLC的自动灌溉控制系统设计
基于PLC的自动灌溉控制系统设计摘要：本文以西门子S7-200 PLC为核心，对其进行了开发，并对其进行了详细的分析。
整个体系分为三个区域：区域A，区域B，区域C各分区进行灌溉。
这个系统在各个地区开始和停止灌水，并与实际的钟点相对比，从而在各个地区实现了自动灌水。
同时，该系统检测实际温度和湿度，以检测降雨情况作为控制的依据。
低温、无灌溉、高湿度、无灌溉和无雨。
该系统具有手动和自动两种运行方式，运行可靠，操作简单，能有效地进行灌溉。
经过全面考虑，在总体设计、硬件选择、主电路与控制电路、PLC输入输出接线图、控制程序流程图以及梯形图与指令表程序调试等方面进行了精心设计，从而实现了目的。
1.引言中国的水资源短缺，使得其利用效率非常低，导致了大量的浪费。
常规灌水装备单一。
由于灌溉技术的复杂性和耗时的工作量，我国的社会经济发展受到了严重的影响。
因此，为了更好地利用水资源，必须加强对自动灌溉系统的研究，以实现可持续发展。
实施自动化灌溉技术可以有效地缓解水资源短缺问题，并且可以节省人力。
2.总体方案设计通常，可以使用三种不同的控制技术：单片机、继电器-接触器和PLC。
单片机方式稳定性差,易受到干扰,编程维护都比较难。
采用继电器作为接触器，以实现安全操作；由于整体的设计和安装复杂度极高，以至于很难实现。
PLC是一种先进的、高精度的自动化控制技术，它拥有出色的耐震、耐磨、耐用、操纵简单、使用寿命长等特点，使得它成为一种非常适合用于农业灌溉的先进的智能控制方式，相对于传统的机械触点，plc的操纵更加灵活、精准，并且抵御振荡、环境变化等多种挑战，大大增强了系统的可靠性。
3.硬件选型3.1 PLC的选型经测试，西门子S7—200系列PL采用了15个数字信号源，9个数字信号源，能较好地适应较小规模的自动控制要求。
S7-200小型PLC具有24路数字量输入和16路数字量输出，其功能可以充分地满足日常使用的需要。
因此，我们最终选择了CPU226作为配置。
基于PLC控制的自动灌溉系统的设计
摘要水资源的合理利用具有十分重要的意义。
相比发达国家，目前我国灌溉方式还存在一定差距。
因此农业灌溉自动化成为一个重要的研究方向。
PLC 具有优良的技术性能，利用 PLC 控制的灌溉系统更加智能化、运行的可靠性更高。
该设计介绍了可编程控制器（PLC）在自动节水灌溉控制系统中的应用，能根据不同类型的土地进行分类灌溉。
系统按照 A、B、C 三种不同类型的作物的需水量分别采用不同灌溉模式，系统包括执行机构和控制机构两部分，执行机构主要是电动机作为驱动源，通过控制各电机的启动和停止来控制水泵工作，从而给作物进行灌溉。
控制机构主要是可编程控制器。
为了减少水泵电机的启动电流，减轻对电网形成的冲击，减少能耗，系统采用 Y-△启动。
关键词：PLC；自动灌溉；Y-△启动湖北科技学院学士学位论文A B S TR A C TRational use of water resources is of great significance. Compared to developed countries, Chi na's irrigati on me t hods are s t il l some ga ps. There fo re, i rri g at i on a u tom a ti o n has bec om e an important research direction. PLC has excellent technical performance, the use of irrigation systems more intelligent PLC control, higher reliability.T h is de s ign descri b es the p r o g r a m ma bl e cont r oller (PL C) in the aut om at i c contr ol s ys t e m o f water-saving irrigation, irrigation can be classified according to the different types of land. System according to water demand A, B, C are three different types of crops were irrigated using different modes, the system consists of two parts actuators and control bodies, executive agencies are mainly motor as a driving source, by controlling the start and stop of the motors to control the pump to work, giving the crop irrigation. The main control mechanism is programmable controllers. In order to reduce the pump motor starting current, to reduce the impact on the grid formation, reduce energy consumption, the system uses Y-△start.KEY W OR DS: PLC ; Automatic irrigation; Y-( startII目录目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及目的 (1)1.2 课题研究现状 (1)1.2.1 国外研究现状 (1)1.2.2 国内发展现状 (2)1.3 目的和意义 (2)1.3.1 研究目的 (2)1.3.2 研究意义 (2)2 灌溉系统总体方案 (3)2.1 总体设计 (3)2.1.1 灌溉综述 (3)2.1.2 系统主要功能 (3)2.2 系统运行结构图 (3)2.3 系统运行方式 (4)3 硬件设计 (5)3.1 系统硬件的设计原则 (5)3.2 控制器的确定 (6)3.3 系统的组成 (7)3.3.1 设备确定 (7)3.3.2 PLC 输入/输出点分配 (8)3.3.3 电机启动 (9)4 软件设计 (11)4.1 设计方法 (11)4.2 设计原则 (11)4.3 系统功能的设计 (12)4.3.1 灌溉流程设计 (12)4.3.2 电机启动设计 (20)5 PLC 的调试与程序的仿真 (21)5.1 PLC 控制的安装与布线 (21)5.2 程序的仿真 (22)6 结论与展望 (25)湖北科技学院学士学位论文致谢 (27)参考文献 (29)附录 (31)1 绪论1.1 课题背景及目的我国水资源短缺，利用率低，水浪费严重，供需矛盾突出。
PLC在苗圃节水灌溉中的应用
开发研究与设计技术本栏目责任编辑：谢媛媛电脑知识与技术１引言可编程控制器（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）简称ＰＬＣ或ＰＣ，在现代工业控制中占有重要地位。
ＰＬＣ是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。
自１８３６年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。
上世纪６０年代末，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。
随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的出现，以及流程加工行业（如汽车制造业）对生产流程迅速、频繁变更的需求，ＰＬＣ技术出现并快速发展。
我国是一个水资源短缺的国家。
由于土地灌溉技术水平不高，往往造成了水资源的浪费，且灌溉不能满足植物生长的需要。
因此我国把节水灌溉作为国民经济可持续发展的一项战略任务。
要解决水资源不足的问题，应该按照全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则，对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约。
把可编程控制器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。
自动灌溉监控系统有如下优点：（１）将充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益。
（２）通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量。
（３）将使灌溉更加科学，方便、提高管理水平。
２系统需求２．１技术要求苗圃灌溉方式为分组轮灌，灌水量的控制要求采用自动灌溉控制系统，由控制器自动定时，按序开关各小区的供水电磁阀。
采用无塔上水器将压力控制在０．２—０．４５Ｍｐａ范围内。
达到既节省人力，又使灌溉时间控制准确，灌溉质量提高的目的。
２．２节水灌溉自动控制系统的功能要求根据植物生长、研究的特点和要求，系统需要提供以下控制功能：（１）沙床苗圃喷雾沙床苗圃的喷雾头分块轮流喷雾，喷、停时间可控，以保证幼苗叶片表面水分不干，土壤始终保持湿润，但灌水不过量。
（２）盆栽植物喷灌盆栽植物需要较大的灌溉强度，采用旋转式喷头，一般分组交替喷灌工作。
基于PLC的农业节水灌溉自动化系统的应用
N o n g t i a n s h u i l i一、PLC节水灌溉自动化系统构成1、田间标准规划本田规格化，配备了自动水位温度计、流量流速表、自动排水阀门、气象仪和观察器等仪器、相机和自动摄像头。
便于学生进行农业水稻农用品种研究试验，栽培技术研究试验，灌溉管理技术研究试验，施肥管理技术试验方法研究试验，病虫害传播预防和污染治理技术试验等多个不同类型的农用水稻品种耕地上和田间试验实践。
通过实时地跟踪监测田间空气风向、风速、温度、湿率、露点、气压、降雨量、太阳复合光线有效辐射、电磁波和太阳光合有效条件辐射、地表土层水体水量蒸发、地表土层水温、土壤生物含氧量、地下砂质土层土壤水质、地表土层泥温、植物高度、叶片生长个数、分数以及土壤病虫害等多种状态，为我国现代化食品工业和大型农场生产中的玉米水稻等农作物持续生长培育发展利用提供了农业决策和技术支持的重要数据信息。
2、智能灌溉系统根据冬季寒地优质高产品种水稻的灌溉生产给水技术规范要求和应用规程，按照浅耕深湿式水稻灌溉给水技术应用规范中的要求，按照不同优质品种高产水稻在不同生长时期和品种生长需要阶段分别进行了各种智能化、自动化的灌溉给水。
自动化精准控制的格田灌溉系统主要原理是通过利用系统采集数据得到的整个格田地区灌溉水位的精准控制信号和灌溉渠道出水口出入处的灌溉水流精准控制信号系统来对其用水进行完全自动化的分析判别和进行决策，通过一个完全可编辑多程序的用水控制电路对其用水进行完全自动化的进行控制，进而可以实现对整个格田地区的灌溉用水。
为了充分满足各种齿轮灌溉管理工艺的应用要求，运行系统模式下用户可以分别自行设定三次齿轮灌溉运行模式、波涌齿轮灌溉运行模式和各种周期性的齿轮灌溉和控制灌溉模式。
3、全程监控系统利用水稻定点摄像，可以实时监视水稻全生育期。
多点全田可控摄像头监视，可以对全部稻田进行监控。
该监控系统可以被广泛地应用到野外水稻田间的监测中，获取野外水稻各期植株生长情况、病虫和草害等动态信息,为野外水稻作物的生产经营管理人员或其他管理决策者提供及时、准确的影响和数字化信息,便于其采取不同的管理手段和措施，另外也可以为农作物科研人员提供作物各生长期的详细图像数据。
MCGS和PLC在智能灌溉监控系统中的应用研究
MCGS 和PLC 在智能灌溉监控系统中的应用研究牟淑杰(辽宁石油化工大学职业技术学院,辽宁抚顺113001)摘要 根据智能灌溉系统的特点,设计了以M C GS 组态软件和PLC 为控制核心的智能灌溉监控系统,该系统具有界面友好,易于操作,运行可靠,便于更改、扩充、升级等优点。
运行结果表明,该系统设计合理,性能可靠,具有较好地自适应性,易于在线应用。
关键词 智能灌溉系统;M C GS ;PLC ;监控系统中图分类号 S625.5+1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2011)07-04258-01App li cation R esearch onMCGS and PLC i n Intelligent Irri gati on M onitori ng Syste m MU Shu jie (V ocati onal and Techn i cal Co llege ,L iaoni ng Un i versity o f Petro l eu m &Che m i calT echno l ogy ,Fus hun ,L iaoni ng 113001)Abstract A ccordi ng t o t he i ntelli gent irri gati on s yste m feat ures ,the i ntelli gent irri gati onmonit o ri ng s yste m w as desi gned by taki ngM C G S and PLC as contro l kerne,l t he syste m have t he characteristi cs of user friendly i nterface ,easy t o operate and runs reliabl y .M o reover ,it is easy to change ,expand and update .The t est sho w s t hat t he syste m have t he f eatures of rati ona ldesi gn and reli abl e perfor mance ,better self adaptab ili ty and easy to use onli ne .K ey words Intelli gent irr i gation s y ste m ;M CGS ;PLC ;M onit or i ng syste m作者简介 牟淑杰(1975-),女,辽宁抚顺人,讲师,硕士,从事自动化专业的教学与研究工作,E m ai:l m ushu ji e_2008@163.co m 。
PLC在水利和灌溉系统中的应用案例
PLC在水利和灌溉系统中的应用案例随着科技的不断进步和自动化技术的广泛应用，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种重要的自动化控制设备在各个行业都发挥着重要的作用。
其中，在水利和灌溉系统中应用PLC已经取得了显著的成效。
本文将通过介绍两个真实案例，详细探讨PLC在水利和灌溉系统中的应用。
案例一：水闸控制系统水闸控制系统是水利工程中的重要组成部分，它的主要任务是实现水流的控制和调节，以确保水利工程的正常运行。
在传统的水闸控制系统中，人工操作和机械设备控制常常存在效率低下和安全隐患等问题。
而引入PLC后，可以实现自动化控制，提高系统的可靠性和运行效率。
在该案例中，PLC被用来控制水闸的开闭以及水流量的调节。
通过传感器的采集和PLC的程序控制，可以实时监测水位、流量等指标，并根据设定的参数进行精确的控制操作。
PLC还可以根据预设的时间表和水位条件自动调节水流量，保障水利工程的安全稳定运行。
同时，PLC系统还能实现故障检测和报警功能，及时发现和解决系统问题，提高运维效率。
案例二：灌溉控制系统灌溉是农业生产中的重要环节，传统的灌溉方式常常存在人工操作不便、耗时耗力以及水资源浪费等问题。
而PLC的引入可以实现精确的灌溉控制，提高水资源利用效率，降低生产成本。
在该案例中，PLC被用来控制灌溉系统中的阀门和喷头。
通过传感器采集土壤湿度、空气湿度、气温等信息，并根据预设的灌溉方案和植物需水量，PLC精确计算灌溉时间和水量，并实时控制阀门的开启和关闭。
同时，PLC还可以根据气象预报和降雨量实时调整灌溉计划，避免由于降雨造成的浪费。
通过PLC的自动控制，灌溉系统可以实现精确的定量灌溉，提高灌溉效果，降低耗水量和水资源浪费。
总结：PLC在水利和灌溉系统中的应用案例中取得了显著的成效。
通过自动化控制实现水流的准确控制和调节，不仅提高了系统的可靠性和运行效率，也降低了工作人员的劳动强度。
此外，PLC还能实现故障检测和报警功能，及时解决系统问题，保障水利和灌溉系统的安全稳定运行。
基于PLC的全自动灌溉控制系统的设计【范本模板】
基于PLC的全自动灌溉控制系统的设计[摘要]介绍了可编程序控制器(PLC）在节水灌溉控制系统中的应用，系统具有手动灌溉模式，能根据用户要求设定各灌区的灌溉顺序和灌溉时间;同时系统具有自动灌溉模式，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；为了减小水泵电机的启动电流,减轻对电网形成的冲击，减小能耗，系统启动采用Y/ 启动。
［关键词］ PLC;节水灌溉;土壤湿度；Y/ 启动;自动灌溉控制系统当前，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。
而我国在开发自动灌溉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[1，2］。
本文以PLC为核心,选用C40C型可编程控制器来开发了一套灌溉控制系统,所开发的控制系统能手动设置对各轮灌区定时灌溉，也可以通过土壤湿度传感器与控制器形成全自动闭环控制系统。
同时为了减少水泵电机启动电流，减轻对电网形成的冲击,减小能耗，水泵电机采用Y/ 启动.1 PLC输入/输出点分配及系统结构框图本文所选用的C40C可编程序控制器输入24点(X0～X23），输出16点（Y0～Y15)，带有RS232口及日历/时钟功能,供电电源为24V直流或100~240V交流，同时可以控制4路A/D、4路D/A.系统可以方便地扩展输入/输出口，系统中除湿度传感器为模拟信号外，其它输入/输出信号均为开关量，PLC各个输入/输出点分配情况见表1。
根据灌溉控制系统的要求，系统由PLC控制器C40C,直流24V电源，起/停按钮，数据采集器件包括土壤湿度传感器、雨量传感器和各类按钮,执行输出器件包括电磁阀,带动水泵的电机，报警装置为报警指示闪烁灯或报警电铃，同时当系统处于某个工作状态时对应的指示灯亮，如果在大规模的灌区中，要实现集中化管理，可以通过PLC的RS232口与管理机通信，控制系统的结构框图见图1。
变频器-PLC在自动灌溉系统中的应用
功 应用 ， 有 效地 解 决 了控 制 负荷 波 动大 ， 调节 频 繁和 能 量损 耗 大等 难题 ，为现 代农 业 灌溉 提供 科 学理 论 支持 ，也 说 明 了变频 调速 控 制 系统 优越 的技 术 性
能 和极 其 显著 的经 济 效益 ，具 有 很好 的推 广应 用 价值 和进 一步 的研 究价 值 。
示：
圈＝
４系统的软件设计
本控制 系统的软件以Ｓ Ｉ Ｅ Ｍ Ｅ Ｓ 公司的ｓ ７ — ２ ０ ０ 软件进行梯形 图设计 ， 通过专用电缆把程序下装到Ｐ Ｌ Ｃ 中。 Ｓ Ｉ Ｅ Ｍ Ｅ Ｓ ｓ ７ — ２ ０ ０ 软件的梯形 图是逐行扫描 ， 频率大约 １ ０ ｏ ｍ ｓ 一次 ， Ｐ Ｌ Ｃ 软件设计思 路是列 出所有泵可能 的运行状 态，每种状态处理两种 情况 ，有压力下 限信号时增加泵 ，当无 压力下 限而有频率下限信号时 减少泵 ，按照先启先停 的原则 ，可列出水泵运行 的所有组合状态。状 态表略。 其 中状态６ 、状态７ 、 状态９ ，由于次序启动、先启先停的原则是不 可 能出现 ，可以不考虑 。状态１ 只有增加泵处理程 序 ，状 态１ ｌ ，状态 １ ２ ，状态 １ ３ ，只有减少泵处理程序 。梯形图输人 、输出点 的含义可对 照硬件接 口图略 。 另外测速发电机测得 的结果给 比较器 ，通过比较 器将信号传送给 Ｐ Ｌ Ｃ 和变频器，它们之间用Ｄ Ａ 转换器和Ａ Ｄ 转换器连接 。这样便控制 了 电动机的启停 和转速 。所 以结构框 图中设计 了双重反馈电路即由测 速 发电机组成的速度反馈和由压力传感器组成的压力反馈系统。 本文 由于篇幅原因 ，只给出部分梯形 图，后面程序 以此类推 。以 下是灌溉系统的手动部分 ，自 动部分程序只需在加计数器Ｃ Ｕ、 Ｃ Ｄ 处考 虑到压力传感器的上下限位 即可。 以下为Ｐ Ｌ Ｃ 控 制电动机启停的处理程序 ， 软件上加入定时器延时也 是可行 的 ， 其 中Ｑ ｏ ． ｏ 、Ｑ ｏ ． １ 分别表示故 障报警 和缺过水报警灯 。最后 系统的结构如 图二所示 ，利用安置在的灌溉用水 中的压力变送器 的故 障处理就是当有缺水或过水信号或变频器故障信号时把所有 的泵 将水 的压力信号传输到比较器 ， 根据 与比较器 的设定值和报警上下限 与变频器都停止 。
基于PLC的水稻灌溉自动控制系统研究
基于PLC的水稻灌溉自动控制系统研究摘要: 通过对水稻灌溉技术的研究, 提出了一种由PLC 开发的自动控制灌溉系统的设计思想, 介绍了该系统的工作原理并给出了软、硬件设计方法, 将其应用于水稻灌溉领域中, 取得了较好的效果。
实践证明该系统具有节水降耗、提高水稻质量与产量的优点, 具有较高的研究价值。
关键词: 节水灌溉; PLC; 自动控制1系统组成及结构功能该系统由上位机组态监控系统, PLC, 无线数传电台, 太阳能加热控制系统, 管道灌溉自动控制系统, 温湿度等采集系统,土壤监测系统等组成。
系统结构框图如图1 所示。
系统结构图( 1) 上位机组态监控系统。
上位机选用研华工业控制计算机, 在上位机上采用组态软件动态显示系统进行图, 含通讯、控制、人机界面及数据库处理, 可实时监测各项运行参数, 进行数据管理, 实现网络监控。
( 2) 无线数传电台。
采用日本日精超小型ND250A 数传电台, 该电台功率大, 连续工作能力强, 抗干扰能力强。
考虑到此控制系统应用面积广, 布线耗量大且不方便, 所以采集到的数据信息均通过电台传输。
( 3) 太阳能加热控制系统。
一般灌溉用地下水水温在5左右, 直接灌溉不利于苗生长, 利用太阳能对灌溉水进行加温调控, 不仅快速将水调节到理想温度, 而且节约能源。
通过太阳能加温使水温升高, 将水温控制在设定的上下限温度之间( 18~ 30 ) , 当温度传感器采样值低于下限值时循环水泵将水送入加热管进行热交换, 出来后重新进入晒水池, 反复循环,当温度传感器采样值达到上限值后, 循环水泵停止工作, 此时水温正适合用于灌溉。
( 4) 管道灌溉自动控制系统。
用PLC 控制灌溉电磁阀, 并采用低压管道输水灌溉技术, 灌水时仅需较低的压力, 通过管道系统, 将水直接输送田间沟畦灌溉农田。
本系统最大好处是省水、省人工时、省地。
通过管道输送水, 避免渗透地下, 自蒸发等损耗。
( 5) 温湿度等采样系统。