4到20ma模拟量转换公式 大家可能会非常熟悉RS232，RS485，CAN等工业上常用的总线，他们都是传输数字信号的方式。那么，我们用什么方式来传输模拟信号呢？工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，这些都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。 采用电流信号的原因是不容易受干扰，因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V，但是噪声的功率很弱，所以噪声电流通常小于nA 级别，因此给4－20mA传输带来的误差非常小；电流源内阻趋于无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，因此在普通双绞线上可以传输数百米；由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端我们只需放置一个250欧姆到地的电阻就可以获得0－5V的电压，低输入阻抗的接收器的好处是nA级的输入电流噪声只产生非常微弱的电压噪声。 上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。当然，
电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，所以现在基本上将四线制变送器称之为三线制变送器。其实大家可能注意到，4-20mA电流本身就可以为变送器供电，变送器在电路中相当于一个特殊的负载，这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4mA，因此在量程范围内，变送器通常只有24V，4mA供电（因此，在轻负载条件下高效率的DC/DC电源（TPS54331,TPS54160），低功耗的传感器和信号链产品、以及低功耗的处理器（如MSP430）对于两线制的4-20mA收发非常重要）。这使得两线制传感器的设计成为可能而又富有挑战。
模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中： Ov: 换算结果 Iv: 换算对象 Osh: 换算结果的高限 Osl: 换算结果的低限 Ish: 换算对象的高限 Isl: 换算对象的低限 转换模拟量值到工程量值 问题: 是否有功能块能转换模拟量值到工程量值? 解答: 在Step7 中，standard library T1-S7 Converting Blocks FC105。 例如：转换一个模拟量PIW256到0.0~200.0工程范围 Call FC105 IN:=PIW256 (模拟量，范围-27648~27648) HI_LIM:=200.0 (上限) LO_LIM:=0.0 (下限) BIPOLAR:=M2.1 (极性 如M2.1为1,对应的PIW256 为-27648~27648; 如M2.1为0,对应的PIW256为0~27648) RET_V AT:=MW4 (错误返回值) OUT:=MD50 (工程值
例子:从0到10V的值中输入到插在插槽6的模拟模块中。目前这个值是一个整数（16位），应该规格化100到1000之间的REAL格式，并以双字MD10保存在位储存器中。 语句表的解决方案： L PIW 288 //0到10V的模拟量输入包含0到27648个整数（16位） ITD //16位整数值转换成32位整数 DTR //32位整数转化成实数 L 2.7648e+4 // /R //除以实数27648 L 9.000e+2 // *R // 乘以实数***（1000-100） L 1.000e+2 // +R // 加上实数100（补偿值） T MD10 //把100到1000规格化成REAL格式
蒸发计算方法综述 摘要：蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量，对于区域气候、旱涝变化趋势，水资源形成及变化规律，水资源评价等方面的研究有着重要作用。本文列举了常用的几种蒸发计算方法，对每种方法的优缺点进行了简要概括，并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。 关键词：蒸发计算方法 1 关于蒸发的几个概念 蒸发（Evaporation）是水循环和水平衡的基本要素之一。水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC)，常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。因此，蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。 发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发，称为水面蒸发，它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约，故又可称为蒸发能力。发生在土壤表面或岩体表面的蒸发，通常称为土壤蒸发。发生在植物表面的蒸发，称为植物蒸腾或植物蒸散发。发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。陆地蒸发不仅取决于热能条件，还取决于可以供应蒸发的水分条件，即供水条件。 蒸发蒸腾（Evaportranspiration，简称ET)包括土壤蒸发和植被蒸腾，在全球水文循环中起着重要的作用。 ET）：为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。假想作物的参考作物蒸发蒸腾量（ 高度为0.12m，固定的叶面阻力为70s/m，反射率为，非常类似于表面开阔、高度一致、 ET的计量单位以水深表示，生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。 单位为mm；或用一定时段内的日平均值表示，单位为mm/d。 2 直接测定法 蒸发皿测定法 1687年英国天文学家Halley使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。蒸
收稿日期:2007Ο06Ο01 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划(2006BAD11B09Ο3);河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金 (2006411211) 作者简介:张莉(1983— ),女,江西吉安人,硕士研究生,主要从事节水灌溉理论与技术研究.辐射参数计算方法对参考作物蒸发 蒸腾量计算值的影响 张 莉1,2,彭世彰1,罗玉峰1,丁加丽1,徐俊增1 (1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098; 2.河海大学农业工程学院,江苏南京 210098) 摘要:采用FAO Ο56PM 公式和其他计算公式计算净辐射R n 和参考作物蒸发蒸腾量ET 0,对不同方法所得R n 计算值进行了比较.结果表明,不同辐射参数计算值对R n 计算值影响不同,大气边缘辐 射计算值对R n 影响很大,Irmak 方法和Allen 方法所得R n 与FAO Ο56PM 公式结果较一致.进一步以不同方法所得R n 代入FAO Ο56PM 公式计算ET 0,Irmak 方法和Allen 方法所得ET 0与FAO Ο56PM 公式计算值较一致.敏感性分析表明,R n 波动10%,ET 0波动在7%左右,R n 对ET 0的影响很大.在中亚热带低丘岗地区估算ET 0时,可考虑Irmak 方法和Allen 方法来估算R n . 关键词:参考作物蒸发蒸腾量;FAO Ο56PM 公式;净辐射;辐射参数中图分类号:S161.4 文献标识码:A 文章编号:1000Ο1980(2008)03Ο0306Ο05 参考作物蒸发蒸腾量ET 0作为作物蒸发蒸腾量计算的关键因子,对实时灌溉预报和农田水分管理有重要意义.由于Penman 2M onteith (PM )公式的适用性比较好,联合国粮农组织(FAO )于1994年对ET 0进行了重新定义,推荐采用FAO Ο56Penman 2M onteith (FAO Ο56PM )公式进行ET 0的计算[1].计算ET 0所需参数较多,许多 研究者针对不同参数对ET 0的影响进行了研究[2Ο5],结果均表明净辐射R n 对ET 0计算值影响很大[2Ο4]. Saxton [6]的研究结果显示R n 每波动一个单位会使ET 0改变015～019个单位,Meyer 等[7]采用在气象数据的 基础上增加随机和系统误差的方法来分析误差对采用PM 公式计算ET 0的影响,结果表明相对湿度误差和太阳辐射产生的误差对ET 0计算值影响最大[8].由于R n 观测要求较高,许多地区没有R n 实测值,因此R n 计算成为计算ET 0的关键.虽然FAO Ο56PM 公式提出了R n 的标准计算方法,但所需参数多,计算较繁.国外有许多辐射参数的计算方法,需要的参数各异,繁简程度也不同,如何评价这些计算方法得到的R n 计算结果对ET 0的影响具有重要的意义.目前,我国涉及该方面的研究很少,为研究不同辐射参数计算方法对ET 0计算值的影响,本文以FAO Ο56P M 公式计算所得R n 及ET 0为标准,与采用其他辐射参数计算方法所得R n 及ET 0进行比较,分析不同辐射参数计算方法对R n 及ET 0计算值所产生的影响,以寻求较实用的辐射参数计算方法. 1 辐射参数计算方法及数据材料 1.1 辐射参数计算方法 由于辐射参数的计算方法较多,本文采用了前人计算辐射参数较常用的几种方法计算各辐射参数,并进一步计算R n ,具体方法见表1.表中主要的参数有:R n ———净辐射,M J ?m -2?d -1;R s ———地面接收到的日短波辐射,M J ?m -2?d -1;R a ———大气边缘辐射,M J ?m -2?d -1;R s o ———晴空短波辐射,M J ?m -2?d -1;R ns ,R nl ———净短波、净长波辐射,M J ?m -2?d -1;α———冠层反射系数;n ———实际日照时数,h ;N ———最大可能日照时数,h ;ωs ———日照时数角,rad ;φ———地理纬度,rad ;δ———日倾角,rad ;G sc ———日光常数,取01082M J ?m -2?min -1;σ———斯蒂芬2波尔兹曼常数,取41903M J ?K -4?m -2?d -1;Z ———计算地点海拔高程,m ;其他参数可参见原文献. 第36卷第3期2008年5月河海大学学报(自然科学版)Journal of H ohai University (Natural Sciences )V ol.36N o.3May 2008
氨基酸对农作物的作用 随科学技术的创新，化学家们让氨基酸登上农业的历史舞台，使它在无污染方面大显身手。氨基酸是蛋白质的基石，它们都含有一定量的氮素，正是农作物生长所必需的。把氨基酸制成的肥料，喷洒在农作物上，农作物像人吃了“补药”一样，茁壮成长，结出丰硕的果实；在蔬菜和瓜果上施用，也会使人得到满意的效果。日本科学家用脯氨酸万分之四的溶液喷洒到玉米上，玉米产量提高20％，只要它喷洒到水稻、黄瓜上，产量均提高15％。日本农业科技人员还将甘氨酸拌人无污染的磷、钾肥中，可增加农作物对磷、钾元素的吸收。甘氨酸本身也起到氮肥的作用美国科学家证明，甘氨酸对甘蔗的生长起特殊作用，如1亩地用85％的甘氨酸溶液0．2公斤洒喷，成熟时甘蔗的糖份可增加13％；此外，还可用谷氨酸钠溶液浸泡大豆种子，大豆生长旺盛，产量大增。氨基酸配成的农药功能十分良好。能起到植物“抗菌素”的作用。实践证明，直接使用各种氨基酸能有效地防、治农作物的各种疾病。如印度科学家辛格用低浓度的蛋氨酸喷在水稻上，防止了水稻腐根菌的侵害。同时蛋氨酸能杀灭黄瓜茎上的许多寄生病菌。日本科学家用万分之五浓度的DI一苏氨酸3O毫升喷于柠檬树上，有效地抵抗黑斑病。近年来许多国家的科学家研究发现把色氨酸、半胱氨酸、丙氨酸等喷洒于农作物上，都有抵抗和消灭农作物病菌的效果。氨基酸农药还有除草作用。根据近年统计，用氨基酸衍生物研究成功的除草剂，形成的专利已有100多个已形成一大类无污染的除草剂。七十年代初德国化学家合成了N—磷酸甲酯甘氨酸，在玉米和大豆田里试用表明，每亩只用1．5公斤就可消灭一切杂草。相继日本化学家合成一种广谱除草剂——硫代氨基酸，它可消灭一切杂草，而且对人畜无害。氨基酸农药可以灭虫或驱虫，例如南瓜子和使君子等药物作驱虫剂，现代化学家研究，其中有效成分就是氨基酸。80年代初美国科学家傲了一个试验，他用10％浓度的半胱氨酸和饱和蔗糖溶液拌合杀黄瓜蝇，20天后黄瓜蝇全部死亡。更有研究人员用4％的月桂酰肌氨酸杀灭体虱，两分钟后体虱全部死亡。氨基酸做成农药和化肥，从理论和实践上已知绝不会蛤环境、空气、水源、土壤造成污染，更不会使农产品(粮食、蔬菜、水果等)带有潜伏性的危害。在这知识创新、科技创新的时代里，农业生产无污染化已提到科技人员的面前，只有更新当前使用的化肥和农药。氨基酸的生理功能氨基酸通过肽键连接起来成为肽与蛋白质。氨基酸、肽与蛋白质均是有机生命体组织细胞的基本组成成分，对生命活动发挥着举足轻重的作用。某些氨基酸除可形成蛋白质外，还参与一些特殊的代谢反应，表现出某些重要特性。（1）赖氨酸赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制性氨基酸。赖氨酸可以调节人体代谢平衡。赖文档冲亿季，好礼乐相随mini ipad移动硬盘拍立得百度书包氨酸为合成肉碱提供结构组分，而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的赖氨酸，可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增进食欲、促进幼儿生长与发育的作用。赖氨酸还能提高钙的吸收及其在体内的积累，加速骨骼生长。如缺乏赖氨酸，会造成胃液分沁不足而出现厌食、营养性贫血，致使中枢神经受阻、发育不良。赖氨酸在医药上还可作为利尿剂的辅助药物，治疗因血中氯化物减少而引起的铅中毒现象，还可与酸性药物（如水杨酸等）生成盐来减轻不良反应，与蛋氨酸合用则可抑制重症高血压病。单纯性疱疹病毒是引起唇疱疹、热病性疱疹与生殖器疱疹的原因，而其近属带状疱疹病毒是水痘、带状疱疹和传染性单核细胞增生症的致病者。印第安波波利斯Lilly研究室在1979年发表的研究表明，补充赖氨酸能加速疱疹感染的康复并抑制其复发。长期服用赖氨酸可拮抗另一个氨基酸――精氨酸，而精氨酸能促进疱疹病毒的生长。（2）蛋氨酸蛋氨酸是含硫必需氨基酸，与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关。当缺乏蛋氨酸时，会引起食欲减退、生长减缓或不增加体重、肾脏肿大和肝脏铁堆积等现象，最后导致肝坏死或纤维化。蛋氨酸还可利用其所带的甲基，对有毒物或药物进行甲基化而起到解毒
PLC对模拟量数据的计算方法 可编程控制器(简称PLC) 是专为在工业环境中应用而设计的一种工业控制用计算机, 具有抗干扰能力强、可靠性高、体积小等优点, 是实现机电一体化的理想装置, 在各种工业设备上得到了广泛的应用, 在机床的电气控制中应用也比较普遍, 这些应用中常见的是将PLC 用于开关量的输入和输出控制。 随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。本文将谈论利用PLC处理模拟量的方法, 以对机床液压系统工作压力的检测处理为例, 详细介绍PLC处理模拟量的各重要环节, 特别是相关软件的设计。为利用PLC全面地实现对机床系统工作参数的检测打下技术基础; 为机床故障的判断、故障的预防提供重要的数据来源。 1 PLC采集、处理模拟量的一般过程 在PLC组成的自动控制系统中, 对物理量(如温度、压力、速度、振动等) 的采集是利用传感器(或变送器) 将过程控制中的物理信号转换成模拟信号后, 通过PLC提供的专用模块, 将模拟信号再转换成PLC可以接受的数字信号, 然后输入到PLC中。由于PLC保存数据时多采用BCD码的形式, 所以经过A /D专用模块的转换后, 输入到PLC的数据存储单元的数据应该是一个BCD 码。整个数据传送过程如图1所示。 图1 PLC采集数据的过程图 PLC对模拟量数据的采集, 基本上都采用专用的A /D模块和专用的功能指令相配合, 可以让设计者很方便地实现外部模拟量数据的实时采集, 并把采集的数据自动存放到指定的数据单元中。经过采集转换后存入到数据单元中的BCD码数字, 与物理量的大小之间有一定的函数关系, 但这个数字并不与物理量的大小相等, 所以, 采集到PLC中的数据首先就需 要进行整定处理, 确定二者的函数关系, 获得物理量的实际大小。通过整定后的数据, 才是实时采集的物理量的实际大小, 然后才可以进行后序的相关处理, 并可根据需要显示输出数据, 整个程序设计的流程图如图2所示。
S7-300/400 PLC模拟量输入/输出的量程转换 SLC A&D CS March, 2005
1模拟量输入/输出量程转换的概念 (3) 2S7-300/400 PLC模拟量输入/输出模板 (3) 2.1需要使用的模板 (3) 2.2涉及的信号类型 (3) 3STEP 7中模拟量输入/输出的编程 (3) 3.1FC105/FC106在哪里 (3) 3.2FC105/FC106功能描述 (5) 3.2.1FC105功能描述 (5) 3.2.2FC106功能描述 (5) 3.3FC105/FC106参数定义 (6) 3.3.1FC105 的参数定义 (6) 3.3.2FC106的参数定义 (6) 3.4例子程序 (7) 3.4.1FC105例子程序 (7) 3.4.2FC106例子程序 (8)
1模拟量输入/输出量程转换的概念 实际的工程量，如压力、温度、流量、物位等要采用各种类型传感器进行测量。传感器将输出标准电压、电流、温度、或电阻信号供PLC采集，PLC的模拟量输入模板将该电压、电流、温度、或电阻信号等模拟量转换成数字量——整形数(INTEGER)。在PLC程序内部要对相应的信号进行比较、运算时，常需将该信号转换成实际物理值（对应于传感器的量程）。而经程序运算后得到的结果要先转换成与实际工程量对应的整形数，再经模拟量输出模板转换成电压、电流信号去控制现场执行机构。这样就需要在程序中调用功能块完成量程转换。 如一个压力调节回路中，压力变送器输出4-20mA DC信号到SM331模拟量输入模板， SM331模板将该信号转换成0-27648的整形数，然后在程序中要调用FC105将该值转换成0-10.0（MPa）的工程量（实数），经PID运算后得到的结果仍为实数，要用FC106转换为对应阀门开度0-100%的整形数0-27648后，经SM332模拟量输出模板输出4-20mA DC信号到调节阀的执行机构。 本文主要讨论S7-300/400 PLC编程中模拟量的量程转换。 2S7-300/400 PLC模拟量输入/输出模板 2.1需要使用的模板 使用西门子S7-300/400 PLC进行模拟量输入/输出需要使用的模板： S7-300系列PLC：SM331系列模拟量输入模板；SM332系列模拟量输出模板；SM334/335系列模拟量输入/输出模板。 S7-400系列PLC：SM431系列模拟量输入模板；SM432模拟量输出模板。 目前常用的模板规格型号参见模板手册，请链接到如下网址下载模板手册： S7-300: https://www.doczj.com/doc/b412501232.html,/WW/view/en/8859629 S7-400: https://www.doczj.com/doc/b412501232.html,/WW/view/en/1117740 2.2涉及的信号类型 电压，电流，温度，电阻。 3STEP 7中模拟量输入/输出的编程 3.1FC105/FC106在哪里 在编程界面下，在Program elements中的Libraries下的Standard Library下的TI-S7 Converting Blocks中就可以找到，见下图：
因为A/D（模/数）、（D/A）数/模转换之间的对应关系，S7-200 CPU 内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。 例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。 如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。 上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。 如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。 通用比例换算公式 模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：
Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中： Ov:换算结果 Iv:换算对象 Osh:换算结果的高限 Osl:换算结果的低限 Ish:换算对象的高限 Isl:换算对象的低限 它们之间的关系可以图示如下： 图1. 模拟量比例换算关系 实用指令库 在Step7 - Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程技巧中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。 为便于使用，现已将其导出成为”自定义指令库“，可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。
作物蒸发蒸腾量计算公式 一、采用彭曼—蒙蒂斯（Penman —Monteith ）法计算参考作物蒸发蒸腾量（ET 0） 1、彭曼—蒙蒂斯（Penman —Monteith ）公式 彭曼—蒙蒂斯（Penman —Monteith ）公式是联合国粮农组织（FAO ，1998）提出的最新修正彭曼公式，并已被广泛应用且已证实具有较高精度及可使用性。P-M 公式对参考作物的蒸发蒸腾量定义如下：参考作物的蒸发蒸腾量为一种假想的参考作物冠层的蒸发蒸腾速率，假想作物的高度为0.12m ，固定的叶面阻力为70s/m ，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。 Penman ——Monteith 公式： )34.01()(273900)(408.0220U e e U T G R ET d a n ++?-++-?= γγ （1） 式中 0ET ——参考作物蒸发蒸腾量，mm/d ； ?——温度~饱和水汽压关系曲线在T 处的切线斜率，kPa?℃-1； 2 )3.237(4098+?=?T e a （2） T ——平均气温，℃ e a ——饱和水汽压，kpa ； ()3.23727.17ex p 611.0+=T T a e （3） R n ——净辐射，MJ/（m 2·d ）； nl ns n R R R -= （4） R ns ——净短波辐射，MJ/（m 2·d ）； R nl ——净长波辐射，MJ/（m 2·d ）； a ns R N n R )/5.025.0(77.0+= （5） n ——实际日照时数，h ； N ——最大可能日照时数，h ； Ws N 64.7= （6）
收稿日期:2005-09-15 基金项目:国家“863”节水农业重大专项资助项目(2002AA2Z4331);江苏省高等学校研究生创新计划资助项目(xm04-42) 作者简介:丁加丽(1979—),女,江苏东台人,博士研究生,主要从事节水灌溉理论及技术研究.①ALL EN R G ,L UIS S P ,RA SE D ,et al .Crop evapotranspiration -Guidelines for computing crop water require ments .FA O Irri gation and Drainage ,1998:56.控制灌溉条件下水稻蒸发蒸腾量及作物系数试验研究 丁加丽1,2,彭世彰1,徐俊增1,2,李道西1,2 (1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098; 2.河海大学科学研究院,江苏南京 210098) 摘要:根据国家“863”节水农业重大专项江西示范区晚稻节水灌溉试验资料,分析了控制灌溉条件 下晚稻移栽后各周蒸发蒸腾量变化规律和影响因素,研究了控制灌溉条件下水稻作物系数的变化.研究结果表明:控制灌溉条件下水稻蒸发蒸腾在拔节孕穗期以及抽穗开花期保持较大值,其他时期 则较小;蒸发蒸腾量与冠层净辐射量、饱和水汽压差等气象因素以及田间土壤水分状况关系密切, 叶面积指数不是关键的影响因子;利用冠层净辐射量等气象因子及土壤水分系数表示的冠层阻抗 与蒸发蒸腾量呈明显负相关关系;双季晚稻全生育期作物系数K c 平均值为1.27,生育中期的作物 系数值稍大于FAO 推荐参考值. 关键词:蒸发蒸腾量;冠层阻抗;作物系数;控制灌溉;水稻 中图分类号:S275 文献标识码:A 文章编号:1000-1980(2006)03-0239-04 目前,国内外对非充分供水条件下水稻需水量变化规律及其影响因素的研究较少.由于试验区气候条件 以及灌溉模式的不同,对水稻蒸发蒸腾量影响因素的研究尚无确定性结论[1-3].研究大多定性分析水稻蒸发 蒸腾量与影响因素的关系,或者建立水稻蒸发蒸腾量与影响因子的单因素或多因素回归模型,而没有考虑这些因子对蒸发蒸腾量的综合影响.本文对控制灌溉条件下水稻蒸发蒸腾量的变化规律进行了分析,从冠层能量吸收、田间土壤水分变化以及作物冠层发育的角度研究蒸发蒸腾量的影响因子.引入冠层阻抗r c ,分析蒸发蒸腾量与冠层净辐射等气象因素及田间土壤水分状况的关系. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations )推荐了不同地区主要农作物、草类及树类的作 物系数典型值①.刘钰等[4-5]利用这种简化的4个生育阶段3个作物系数的方法构建了冬小麦等旱作物的作 物系数曲线.而针对水稻作物系数的相关研究则较少.本文研究了控制灌溉条件下水稻的作物系数K c ,并与FAO 推荐的K c 值进行了比较和分析. 1 试验区概况与试验方法 1.1 试验区概况 2003～2004年,在江西省鹰潭余江示范区(北纬28°15′,东经116°55′)进行了控制灌溉条件下水稻蒸发蒸腾量及作物系数试验.试验区为典型的中亚热带低丘岗地区,土壤主要为中潴灰潮沙泥田,0～40mm 土壤密度为2.65g /cm 3;年平均温度17.2～18.1℃,大于10℃积温为5627.6℃;无霜期为262.1d ,年均日照为1852.4h ,日照时数百分率42%,年均太阳辐射量为4523MJ /cm 2;年降水量为1752.1mm ,但降雨时空分布不均,季节性干旱严重.农业生产以种植水稻为主. 1.2 实验方法 试验采用水稻控制灌溉模式,设3次重复.除返青期田间保持5～25mm 的水层和黄熟期自然落干以外,其他各生育期均不建立灌溉水层.土壤含水率上限为饱和含水率,分蘖前期、分蘖中期、分蘖后期、拔节孕穗前期、拔节后期、抽穗开花期及乳熟期的根层土壤含水率下限分别取饱和含水率的70%,65%,60%,70%,75%,80%和70%.2003年试验采用的双季晚稻品种为“晚籼923”,7月23日插秧,10月30日收割,本田生育第34卷第3期 2006年5月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University (Natural Sciences )Vol .34No .3May 2006
四、作物蒸腾量ET c的计算流程 4.1 ET c计算方法的选择 作物蒸腾量由参考作物蒸腾量ET0和作物蒸腾系数K c乘积确定。目前，计算参考作物蒸腾量（ET0）的方法主要有蒸发皿法、Penman-monteith、Blaney-Criddle、Priestly-Taylor、Hargreaves和FAO-24 Radiation等方法。Penman-monteith、Blaney-Criddle、Priestly-Taylor、Hargreaves和FAO-24 Radiation等公式都是采用环境参数、如空气温度、空气湿度、风速等经过计算获得参考作物蒸腾量。由于Penman-monteith公式使用常规气象资料即可求得ET0，特别是在变化的气候环境，计算时间尺度较短的情况下，研究证明Penman-monteith公式计算精度优于其它公式，又具有易于操作等应用价值，故采用Penman-monteith公式计算参考作物蒸腾量ET0。 4.2 ET c的计算过程 植物蒸腾量ET c由参考作物蒸腾量ET0和作物系数K c决定，ET c的计算方法如式6所示。 ET c=ET0×K c（6） Penman-monteith公式依据的是能量平衡原理和水汽扩散原理及空气的热导定律，1948年由英国的科学家彭曼提出，由于它的准确性和易操作性，为作物ET0的计算开辟了一条严谨和标准化的新途径，FAO-56重新将Penman-monteith 公式推荐为新计算ET0的标准方法，成为当前国内外通用的计算ET0的主流，并编入我国《灌溉试验规范》，是现今被广泛应用来计算作物蒸腾量的方法。Penman-monteith公式以时间尺度分为小时、天和月三种计算方法，在能够获取小时环境数据的情况，小时为尺度的Penman-monteith公式更为准确。本文采用小时计算方法计算当前的ET0，采用天计算方法预测未来三天的ET0。Penman-monteith公式以小时为尺度的计算公式如式7。 ET0=0.408ΔR n?G+γ37 T?r u2e s?e a Δ+γ1+0.34u2 （7） 其中各变量的含义为： ET0 [mm day-1]，小时内的参考作物蒸发量； R n [MJ m-2 day-1]，小时内的作物表面的平均净辐射； G [MJ m-2 day-1]，土壤热通量； T?r[°C]，小时内的平均温度； u2 [m s-1]，小时内两米处的平均风速； e s [kP a]，饱和水汽压； e a [kPa]，实际水汽压； D [kP a °C-1]，Δ为饱和水汽压温度曲线上的斜率（kP a/℃）；
因为A/D（模/数）、D/A（数/模）转换之间的对应关系，S7-200 CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。 例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。 如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。 上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。 如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。 通用比例换算公式 模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算： Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中： Ov: 换算结果 Iv: 换算对象 Osh: 换算结果的高限 Osl: 换算结果的低限 Ish: 换算对象的高限 Isl: 换算对象的低限 它们之间的关系可以图示如下：
蒸发 摘要：蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量，对于区域气候、旱涝变化趋势，水资源形成及变化规律，水资源评价等方面的研究有着重要作用。本文列举了常用的几种蒸发计算方法，对每种方法的优缺点进行了简要概括，并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。 关键词：蒸发 计算方法 1 关于蒸发的几个概念 蒸发（Evaporation ）是水循环和水平衡的基本要素之一。水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC )，常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。因此，蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。 发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发，称为水面蒸发，它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约，故又可称为蒸发能力。发生在土壤表面或岩体表面的蒸发，通常称为土壤蒸发。发生在植物表面的蒸发，称为植物蒸腾或植物蒸散发。发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。陆地蒸发不仅取决于热能条件，还取决于可以供应蒸发的水分条件，即供水条件。 蒸发蒸腾（Evaportranspiration ，简称ET )包括土壤蒸发和植被蒸腾，在全球水文循环中起着重要的作用。 参考作物蒸发蒸腾量（0ET ）：为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。假想作物的高度为0.12m ，固定的叶面阻力为70s/m ，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。0ET 的计量单位以水深表示，单位为mm ；或用一定时段内的日平均值表示，单位为mm/d 。 2 直接测定法 2.1 蒸发皿测定法 1687年英国天文学家Halley 使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。蒸发皿测定法主要包括大型蒸发池和小型蒸发器。大型蒸发池(20E 面积20m 2或100E 面积100m 2）的蒸发资料虽然能够代表大水体的实际水面蒸发，但由于造价太高，不可能所
四川省用水定额(试行) 第一节用水定额编制的目的和意义 水资源对人类生存和社会发展的重要性，节约用水的必要性和紧迫性，节约用水的各项技术措施前面已经讲了很多。这里提出一个问题，节约用水与用水浪费衡量的标准是什么？城镇居民、工矿企业和农田灌溉供水与节水水平确定的依据是什么？不同节水技术节水效果判断的指标又是什么？它就是用水定额！它是评价和考核用水单位用水和节水管理水平的重要指标，是水行政主管部门科学核定取水许可数量、逐步建立水权分配管理制度的重要依据。也是建设项目水资源论证，制定或下达年度用水计划和制定区域性水中长期供求计划的依据，是推动和深化节约用水各项措施贯彻执行的有力手段。中华人民共和国水法第七条规定：国家实行计划用水，厉行节约用水。各级人民政府应当加强对节约用水的管理。各单位应当采用节约用水的先进技术，降低水的消耗量，提高水的重复利用率。实行用水定额制度就是强化节约用水、保护水环境、合理配置水资源、提高水的利用效率、促进节水型社会的建设的重要保证，加快用水定额的编制和完善，已成为今后用水管理工作的中心任务。必须建立一个权威的、规范的、科学的用水定额和管理机制，使用水和节水管理更趋规范化和科学化。 第二节四川省用水定额(试行)发布单位、文号及适用范围 随城镇，工业用水量的增加，我省水资源紧缺矛盾日益突出，污染引起的水质型缺水进一步加剧了这种矛盾。在水资源开发利用的各个环节中我省存在着严重的结构性、生产性浪费问题。水资源的缺乏和浪费极大地制约了我省国民经济的发展和人民群众生活水平的提高。根据水利部《关于加强用水定额编制和管理的通知》要求，四川省水利厅成立了四川省用水定额编制工作小组，编制了四川省用水定额（试行），并于2002年7月12日由四川省水利厅、四川省质量技术监督局以川水〔 2002 〕 66 号文件《四川省水利厅、四川省质量技术监督局关于发布四川省用水定额（试行）的通知》联合发布。 《四川省用水定额（试行）》适用范围主要包括四川省工业行业主要产品、城市公共生活主要部门、基础农产品共有l 13个行业，324个定额值。
对输入、输出模拟量的PLC编程实例解析 对于初学PLC编程的人来说，模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多，因为它不仅仅是程序编程，而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。不同的传感变送器，通过不同的模拟量输入输出模块进行转换，其转换公式是不一样的，如果选用的转换公式不对，编出的程序肯定是错误的。比如有3个温度传感变送器： （1）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为4～20ma （2）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为0～5V （3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma （1）和（2）二个温度传感变送器，测温范围一样，但输出信号不同，（1）和(3)传感变送器输出信号一样，但测温范围不同，这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块，其转换公式也是各不相同。 一、转换公式的推导 下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导： 对于(1)和（3）传感变送器所用的模块，其模拟量输入设置为0～20ma电流信号,20ma 对应数子量=32000，4 ma对应数字量=6400； 对于（2）传感变送器用的模块，其模拟量输入设置为0～5V电压信号，5V 对应数字量=32000，0V对应数字量=0； 这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢？这要借助与数学知识帮助，请见下图：
上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种温
度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。编程者依据正确的转换公式进行编程，就会获得满意的效果。 二、变送器与模块的连接 通常输出4～20ma电流信号的传感变送器，对外输出只有+、- 二根连线，它需要外接24V电源电压才能工作，如将它的+、- 二根连线分别与24V电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生4～20ma电流，见下左图。下右图粉色虚线框内为EM235 模块第一路模拟输入的框图，它有3个输入端，其A+与A-为A/D转换器的+ - 输入端，RA与A-之间并接250Ω标准电阻。A/D转换器是正逻辑电路，它的输入是0～5V电压信号，A-为公共端，与PLC 的24V电源的负极相连。 那么24V电源、传感变送器、模块的输入口三者应如何连接才是正确的？正确的连线是这样的：将左图电源负极与传感器输出的负极连线断开，将电源的负极接模块的A-端，将传感器输出负极接RA端，RA端与A+端并接一起，这样由传感器负极输出的4～20ma电流由RA流入250Ω标准电阻产生0～5V 电压并加在A+与A-输入端。 切记：不可从左图的24V正极处断开，去接模块的信号输入端，如这样连接，模块是不会正常工作的。 对第（2）种电压输出的传感変送器，模块的输入应设置为0～5V电压模式，连线时，变送器输出负极只连A+，RA端空悬即可。 三、按转换公式编程： 根据转换后变量的精度要求，对转换公式编程有二种形式：1、整数运算，2、实数运算。
作物蒸发蒸腾量计算公式 一、采用曼—蒙蒂斯（Penman —Monteith ）法计算参考作物蒸发蒸腾量（ET 0） 1、曼—蒙蒂斯（Penman —Monteith ）公式 曼—蒙蒂斯（Penman —Monteith ）公式是联合国粮农组织（FAO ，1998）提出的最新修正曼公式，并已被广泛应用且已证实具有较高精度及可使用性。P-M 公式对参考作物的蒸发蒸腾量定义如下：参考作物的蒸发蒸腾量为一种假想的参考作物冠层的蒸发蒸腾速率，假想作物的高度为0.12m ，固定的叶面阻力为70s/m ，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。 Penman ——Monteith 公式： ) 34.01() (273900 )(408.0220U e e U T G R ET d a n ++?-++-?= γγ （1） 式中 0ET ——参考作物蒸发蒸腾量，mm/d ； ?——温度~饱和水汽压关系曲线在T 处的切线斜率，kPa ?℃-1 ； 2 )3.237(4098+?= ?T e a （2） T ——平均气温，℃ e a ——饱和水汽压，kpa ； ()3.23727.17ex p 611.0+=T T a e （3） R n ——净辐射，MJ/（m 2·d ）； nl ns n R R R -= （4） R ns ——净短波辐射，MJ/（m 2 ·d ）； R nl ——净长波辐射，MJ/（m 2·d ）； a ns R N n R )/5.025.0(77.0+= （5） n ——实际日照时数，h ； N ——最大可能日照时数，h ； Ws N 64.7= （6）
模拟量比例换算 因为A/D（模/数）、D/A（数/模）转换之间的对应关系，S7-200 SMART CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。 例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 SMART CPU 内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 27648；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为5530 - 27648。 如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200 SMART内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。 上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 SMART CPU中得到一个0 - 27648之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。通用比例换算公式 模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算： Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中：
Ov:换算结果 Iv:换算对象 Osh:换算结果的高限 Osl:换算结果的低限 Ish:换算对象的高限 Isl:换算对象的低限 它们之间的关系可以图示如下： 图1. 模拟量比例换算关系 量程转化指令库 为便于用户使用，这里提供了量程转化库，用户可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。 模拟量比例换算指令库 注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能 性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户 自行承担。由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误