基于PLC的自动浇灌系统设计分析.docVIP

湖南工业职业技术学院 Hunan Industry Polytechnic 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 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。 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。 5 1.1 课题背景及目的 5 1.2 课题研究现状 5 1.2.1 国外研究现状 5 1.2.2 国内发展现状 6 1.3 目的和意义 6 1.3.1 研究目的 6 1.3.2 研究意义 7 第2章 系统器件选择设计 8 2.1 PLC的选型 8 2.1.1PLC机型的选择 8 2.1.2PLC容量的选择 8 2.2电动机启动方式 9 2.2.1电动机启动方式的选择 9 2.1.2电动机电气控制电路 10 2.2.3电动机的PLC控制程序编写 10 2.3温度、湿度传感器的选型 11 2.3.1温度传感器的选择 11 2.3.2湿度传感器的选择 13 2.4模块的选择 15 2.4.1模块的认识 15 2.4.2 EM235配置 17 2.5系统所需电源的选择 18 第3章 系统的软件设计 19 3.1常用PLC程序的设计方法 19 3.2温度监控程序的设计 19 3.3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，更不断研究各种必威体育精装版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