基于PLC的自动浇灌系统设计.doc

湖南工业职业技术学院HunanIndustryPolytechnic题目基于PLC的自动浇灌系统设计系名称电气工程系专业及班级机电S2012-1班学生姓名高庆学号44指导教师李力何大刚27摘要随着数字化的快速发展越来越多的数字化和信息化手段应用到了各个领域之中。传统的浇灌方式灌水量多、耗水量大不能适时适量的浇灌造成了水资源的极大浪费与我国建设节约型社会的发展战略极不协调。传统浇灌设备大多采用继电器控制调试与维护苦难灵敏度不够高不能实现根据外界环境变化控制浇灌。可编程控制器（PLC）具有提高可靠性、增加灵活性和适用于各种环境条件下运行等优点并且在系统硬件组成不变的情况下可以通过更改软件设置来适用多种运行方式的需要、是传统继电器控制的理想替代品。本课题以PLC为核心外围由温度、湿度传感器及必要输入输出设备电路、水泵等组成。通过相应的传感器获取外界环境参数经过一定的逻辑运算后控制水泵的启动或者停止来进行自动的浇灌。为防止水泵过于频繁的启停应在控制逻辑决策时加入一定的简单控制策略。本系统能够在自动模式与手动模式之间进行自由切换。该系统能够提高灌溉效率达到节能节水的目的同时能减轻浇灌人员的劳动负担将科学的浇灌经验固化在控制器中降低了对种植经验的要求有利于提高生产效率。关键词：PLC温度、湿度传感器水泵。目录第1章绪论51.1课题背景及目的51.2课题研究现状51.2.1国外研究现状51.2.2国内发展现状61.3目的和意义61.3.1研究目的61.3.2研究意义7第2章系统器件选择设计82.1PLC的选型82.1.1PLC机型的选择82.1.2PLC容量的选择82.2电动机启动方式92.2.1电动机启动方式的选择92.1.2电动机电气控制电路102.2.3电动机的PLC控制程序编写102.3温度、湿度传感器的选型112.3.1温度传感器的选择112.3.2湿度传感器的选择132.4模块的选择152.4.1模块的认识152.4.2EM235配置172.5系统所需电源的选择18第3章系统的软件设计193.1常用PLC程序的设计方法193.2温度监控程序的设计193.3湿度监控程序设计22结论26参考文献27基于PLC的自动浇灌系统设计第1章绪论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。传统灌溉设备单一灌溉难度大费时费力严重制约我国社会经济的发展。因此需要合理灌溉发展自动灌溉系统。发展自动灌溉系统对于缓解水资源紧缺矛盾、节约劳动力扩大灌溉面积、实现“两个转变”、可持续发展战略、提高农业综合生产能力具有十分重要的意义。合理的灌溉是农作物正常生长发育并获得高产的重要保证可取得良好的生理效应和生态效应增产效果显著。国外一些喷灌系统设备结构复杂、成本较高其安装和维护过程都很复杂不适合在我国使用。我国制造的喷灌设备成本相对低廉但是由于绝大多数采用的是普通继电器控制系统调试与维护困难灵敏度不够高不能实现定时定量喷灌其产品市场占有率很低。PLC具有体积小、功能强、编程简单、可靠性高和组装灵活等优点广泛应用于国防、电力和通讯等领域但在农业领域很少应用。可编程控制器(PLC)应用在节水灌溉控制工程设计中能够简化硬件结构具有提高可靠性、增加灵活性和适用于各种环境条件下运行等优点并且在系统硬件组成不变的情况下通过更改软件设置来适应多种运行方式的需要是传统继电器控制的理想替代品尤其在农田水利系统的小型泵站中可实现无人值或半无人值守具有广阔的应用前景和使用价值。1.2课题研究现状1.2.1国外研究现状目前世界上灌溉技术比较先进的国家主要是西欧的荷兰、法国、英国、意大利、西班牙美国中东的以色列亚洲的日本等。这些国家自动灌溉的研究起步早发展快综合环境技术水平高。一些技术先进的国家在自动灌溉控制发展的基础上更不断研究各种最新的灌溉控制技术及不同作物的不同营养液配方及营养液自动混合技术并及一步发展成灌溉专家系统。同时不断的把先进的控制技术应用于灌溉系统中。世界上灌溉技术的发展最具有代表性的国家首推以色列。以色列拥有像耐特费姆、普拉斯托、美滋一雷鸥等多家世界著名灌溉公司。并已经出现了在家罩利用电脑对灌溉过程进行全部控制(无线、有线)的农场主。以色列开发出多个系列的农业自动灌溉的配套阀门如电动和水动遥控电磁阀、减压阀、调压阀、安全或止回阀、逆止阀和流量控制阀等。1.2.2国内发展现状目前我国现代自动灌溉技术的发展主要是在引进、消化技术的基础上从无到有逐步被人们认识和接受。1985年福建省龙溪地区引进安装了当时达世界先进水平的美国整套微喷灌设备大大促进了我国微喷灌技术和设备的发展。到1991年我国微灌使用面积已有2万多公顷过去的20多年里在设备研制和经验积累等方面都为我国微灌