自动灌溉系统设计（鸿控6）

摘要：

水是所有生活过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。中国是世界上最贫穷的13个国家之一、人均水资源为2300立方米，仅是世界人均水平的四分之一、在世界上排名第109。此外，时空的分布非常不均匀，有许多南部，北部，东部，西部，夏季和秋季，以及冬季和春季。。近年来，随着人口增长，经济发展和城市化，水资源供需之间的矛盾日益严重。农业干旱和水资源短缺是制约中国经济和社会发展的重要因素，并且正在加剧生态环境。不好根据目前的用水量统计，该国在中等干旱年份的缺水量为358亿立方米，其中农业灌溉量为300亿立方米。自1990年代以来，中国受平均干旱影响的地区已超过2000万公顷，在660多个城市中，有一半以上受到水危机的打击。北部河流的流动问题变得更加突出。许多地区。由于地下水资源不足导致地下水过度利用，全国区域性地下水漏斗面积已达82,000平方公里。发达国家的农业用水通常约占总用水量的50％。目前，中国农业用水的比例已从1980年的88％下降到今天的约70％，并且还将继续下降，这使农业干旱和水资源短缺不可避免。北部地区的水资源开发和利用已经很高，开放源的潜力很小。南部仍有发展潜力，但主要集中在西南地区。

中国的农业灌溉用水量很大，灌溉效率降低和水浪费的问题很普遍。目前，发达国家的灌溉水利用率约为43％，单方面水和谷物的生产率仅为10公斤，发达国家的灌溉水利用率以及单方面的水和谷物的生产远远低于70-80％的性别水平。用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，并适时适量实现“精细灌溉”，具有非常现实和广泛的历史意义。合理地促进灌溉系统的自动化控制可以提高资源利用率，减轻日益严峻的水资源矛盾，提高农作物产量并降低农业成本。

这次使用PLC控制几种不同的土壤湿度。开始和停止灌溉完全由土壤水分信号控制，确保土壤水分水平保持在作物生长所需的最佳范围内。这不仅有助于作物生长，而且可以节省宝贵的水资源。

关键字：自动灌溉； PLC；湿度传感器；农业自动灌溉系统

1引入自动灌溉系统

该系统使用自行开发的湿度传感器监控土壤湿度。如果土壤湿度低于要求，请自动打开泵电机和电磁阀为土壤浇水，并在湿度达到要求值时停止浇水。

为了满足不同作物或不同生长季节的同一作物的不同土壤水分需求，该系统采用PLC多通道控制，在PLC程序中设置了相应的比较值（上下限），每次通过设置不同的湿度控制范围。在操作中，将传感器的当前信号与程序设置进行比较，比较的结果确定是否需要浇水。当电流信号达到设定的下限时，灌溉系统将启动以灌溉农作物。当达到设定的上限时，灌溉系统将关闭。

2电气主管

图1？自动灌溉系统的电源图

图1中的输入电压为AC220V。空气开关为DC47-60C5、这是一款具有手动切换和自动保护功能的开关，可防止低压，电压损耗，过载和短路。 KHDY1开关电源有两个输出，一个是为PLC电源供电的DC24V，另一个是为湿度传感器电路和自动水位控制电路供电的DC5V。 KHDY2开关电源输出24VDC为电磁阀和继电器供电。两个开关电源均为50W。

图2 PLC控制接线图

图2 PLC（可编程逻辑控制器）[1]使用TAIANGENIE，型号为10HR-D。电源电压为24V DC，并具有LCD显示屏和键盘，可轻松编辑和更改程序。 6个开关输入点，2个模拟输入点，4个继电器输出点。当主开关SA1设置为自动操作模式并按下SB3按钮时，设备进入自动操作状态。主开关SA1处于手动操作模式后，再次按SB1按钮，设备将向一个方向操作。按下SB2按钮时，设备会以两种方式工作。当水箱中的水位下降到下限时，水位控制器控制继电器J3闭合，泵电动机通过PLC的逻辑控制停止，并保护泵电动机。同时，控制面板上的蜂鸣器将发出警报，警报指示灯将点亮。填充水箱的提示。 SB4是紧急停止按钮，按下该按钮，PLC停止运行，并且警报指示灯点亮。 FU1保险丝与输入电路串联以提供保护，而FU2保险丝与输出电路串联以提供保护。

湿度检测设备是我们[2]开发的。该电路使用比较器电路，RS触发器电路，门电路，输出电路等。湿度信号被转换为模拟电信号，发送到PLC的模拟输入端子A1和A2、并与PLC的上限和下限进行比较，以确定是否需要浇水。

水电机采用直流电机，可以通过控制直流电机的电枢电压来控制电机转速，可以通过控制电机转速来控制泵的水速，结合软件控制，电机是滴水的间歇运行以实现灌溉。

3 ? PLC的原理

图3？ PLC梯形图

上图是PLC梯形图。 [3]方便的功能块：

时间间隔？ T1？状态上？延迟5S

时间间隔 T2？状态上？延迟15S

时间时间继电器？ T3？状态上？延迟5s

时间间隔继电器？ T4？状态为开？延迟15S

比较器 G1 1 参考值 u003c = 3.5

比较器 G2 1 ?参考值 → = 0.5 G3？2ch ?参考值 u003c = 3

比较器 G4？2ch ?参考值 → = 0.5 中间继电器M1M2M3M4M5M6M7M8M9MA