基于PLC的全自动灌溉控制系统的设计

基于PLC控制技术的农业自动灌溉系统设计

摘要：

水是一切生命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。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，只有世界人均水平的1/4，居世界第109位。而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％以上的华北、西北、东北地区的水资源量仅占全国总量的20％左右。近年来，随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。 按现状用水量统计，全国中等干旱年缺水358亿立方米，其中农业灌溉缺水300亿立方米。20世纪90年代以来，我国农业年均受旱面积达2000万公顷以上，全国660多个城市中有一半以上发生水危机，北方河流断流的问题日益突出，缺水已从北方蔓延到南方的许多地区。由于地表水资源不足导致地下水超采，全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.2万平方公里。

发达国家的农业用水比重一般为总用水量的50％左右。目前，我国农业用水比重已从1980年的88％下降到目前的70％左右，今后还会继续下降，农业干旱缺水的局面不可逆转。北方地区水资源开发利用程度已经很高，开源的潜力不大。南方还有一些开发潜力，但主要集中在西南地区。

我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。

本次设计是采用PLC控制多路不同的土壤湿度，浇灌的开启和停止完全由土壤的湿度信号控制，能使土壤的湿度值保持在作物生长所需要的最佳范围之内。这样既有利于作物的生长，又能节约宝贵的水资源。

郭腾龙

页脚内容1

陕西科技技师学院

课 程 设 计

课程名称： 可编程控制原理

题目： 秸秆的自动切割系统

专业班次： 机电A91

* 名： **

指导教师： ***

郭腾龙

页脚内容2

全自动切割机的PLC控制系统设计

摘要：文章对我国发展低成本自动化的重要性等方面进行了研究。以秸秆的自动切割为对象，探讨了PLC控制的秸秆自动切割系统的实现方案。根据实际需要和市场的需求，在常规的可编程控制器（PLC）和单片机控制中，选择了以可编程控制器为主的控制方案。

由于秸秆的自动切割系统是一种可按切割要求，将秸秆自动切割、并由送料车送到下一工序的顺序控制的设备。它要求其控制设备具有很强的抗干扰能力，而PLC是近几年发展起来的一种新型工业控制器。由于它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广泛等优点与控制器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点，在工业过程控制中的应用越来越广泛。加之PLC以其在硬件设计中采用了屏蔽、滤波、光电隔离等技术，在软件设计中采用了故障检测、信息保护与恢复等措施，进一步提高了PLC的可靠性。

文章中采用了以工业顺序控制过程中广泛使用的可编程控制器（PLC）对秸秆自动切割系统进行控制。通过对秸秆自动切割系统工作原理的分析，提出总体设想，初步设计了电气传动部分的设计方案和PLC控制的程序流程图。

关键词：可编程控制器；秸秆的切割；自动控制；顺序控制

可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，他是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展 成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC。

龙源期刊网

基于PLC控制的全自动洗衣机系统设计

作者：钱源 陈光 王三秀 吕志鹏 张耀

来源：《科技视界》2017年第10期

【摘 要】本文建立了基于组态王6.53与三菱FX2N系列PLC的全自动洗衣机仿真系统。该系统能够实现上位PC对于洗衣机系统的实时监控，还可以实现直接对系统的控制。

【关键词】可编程控制器；组态王；洗衣机；仿真

0 引言

洗衣服对于每个家庭来说是一项繁重而又不可避免的家务，在现代社会，洗衣机在我们生活中的扮演了一个非常重要的角色。现在市场上全自动洗衣机主要的控制方式有单片机控制和PLC控制两种。单片机即微型控制器，一个小而完善的计算机系统，但因为它对使用环境有一定要求，不能在有电磁干扰、严重粉尘的环境下使用，并且寿命也不很长，因此能满足一些家用洗衣机，而工业上运用较少。而PLC即可编程序控制器，虽然生产成本高于单片机，但是其稳定性高，耗电少，运行速度快，使用寿命长，对于使用环境要求不苛刻，输入输出接口多，但却可以提高全自动洗衣机的性能，避免传统控制的一些弊端。因此，本文将采用PLC对全自动洗衣机进行控制，并通过组态软件对洗衣机运行过程进行监控。

1 程序设计

进水、洗涤、排水、脱水是全自动洗衣机的4个基本预先设定好的不同程序，洗衣时根据选择，按启动按钮后洗衣的全过程就会自动完成。在全自动洗衣机洗衣过程中，上述4个过程是自动依次运行并且实现循环，直至蜂鸣器响起结束。进水、洗涤、排水和脱水是通过高低水位传感器、进水电磁阀、排水电磁阀与控制程序配合着才产生的动作，从而实现自动控制。高低水位传感器控制洗衣过程中水位位置，进水电磁阀和排水电磁阀就起着进水、排水的作用。当进行进水时，进水电磁阀打开，水位到达高水位传感器时，电磁阀闭合，停止进水。在排水时，排水电磁阀打开，水位降至低水位传感器时，排水电磁阀闭合，停止排水。脱水时，电机启动，进行排水。最终洗衣完成，蜂鸣器响起，提示洗衣完成。在洗衣过程中，如想直接停止当前动作，则按下停止按钮，洗衣机立即停止工作，回复初始状态。如果直接想进行脱水，直接按下脱水按钮，洗衣机进入脱水程序，脱水完成时蜂鸣器响起。

广西水利水电ＧＸ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ＆ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　２００４（３）　

农田水利·　

基于ＰＬＣ的全自动灌溉控制系统的设计＊　

张兵，袁寿其，成　立，将惠凤　

（江苏大学，江苏镇江２１２０１３）　

［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；梯形图　［中图分类号］￥２７５；ＴＰ３１１．１　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００３—１５１０（２００４）０３—００１６—０３　

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。而我国在开发灌溉自动控制系统方面与　

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，　。　

本文以松下公司ＦＰ１系列的ＰＬＣ为核心，选用　

ＣＡＯＣ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　ＰＩ　输入／输出点分配及系统结构框图　

本文所选用的ＣＡＯＣ可编程序控制器输入２４　

点（Ｘ０～Ｘ２３），输出１６点（Ｙ０～Ｙ１５），带有ＲＳ２３２　口及日历埘钟功能，供电电源为２４　Ｖ直流或１００　２４０　Ｖ交流，同时可以控制４路ＡＩＤ、４路Ｄ／Ａ。