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基于组态软件实现自动灌溉系统的监控 摘 要 本文介绍了引入MCGS组态软件辅助控制的液位定值控制系统设计方案，并实现对农作物的自动灌溉监控。系统的阐述了MCGS设计的具体步骤和检测方法。 通过对灌溉系统的监测和实时控制，达到自动、节水、方便、快速、准确的目的。最终达到使土壤湿度保持在一个满足作物需求的合理范围内，再利用喷灌技术，对农作物进行灌溉并实现监控。 关键词 监控 MCGS 自动检测 ABSTRACT This paper introduces the design of the fixed value control system with MCGS software auxiliary control and realize the automatic irrigation monitoring of crops. The system describes the design of the specific steps and MCGS detection methods. Through the monitoring and real-time control of the irrigation system to make it automatic, water saving, convenient, fast and accurate. Finally to maintain soil moisture in a meet crop demand the reasonable scope，then through sprinkler irrigation technology, we can make the crops irrigationed and realize the monitoring. Keywords: Irrigation，MCGS，Automatic 1.引言 近年来，随着我国综合国力的不断壮大，农产品价格不断上涨，水资源却日夜紧缺，水和土地是粮食生产的战略资源，我国70％的粮食来自灌溉土地，农业发展在很大程度上依赖于农田灌溉。面传统的灌溉方式由于主要靠农民用自备的小水泵或是靠人力挑水给农田灌溉，浇水量、浇水速度等都依靠人来控制，自动化程度低，直接影响了农产品的生长、质量和效益。 虽然水资源的总量居世界第六位，但是人均占有量约为世界人均水量的1/4，排在世界110位，已被联合国列为13个贫水国家之一，同时，我国水资源的分布很不均匀，有些地区的人均占有量甚至低于世界最贫水的国家埃及和以色列的水平。我国农业用水量约为总用水量的80%，农业灌溉用水的利用率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%。建立农田节水灌溉的自动化系统，采用高效的灌水方式已势在必行。一方面可以集中管理，加强控制;一方面可以按时按需定量供水，严格控制灌溉用水量，达到节水用水目的，另一方面，可以通过自动量测设备，实施精确计量，为按方收费提供依据，促进用水观念更新，为农业生产和人民生活带来巨大的社会效益和经济利益。 2.设计内容与要求 本文主要对MCGS自动灌溉系统的监测进行了设计。其主要研究内容为如下； 1．设计对作物需水信息进行实时采集、监测与控制的硬件设备； 2．设计合理实用的作物需水信息控制方法； 3．作物需水信息控制方法的软件设计与实现； 4．对作物进行合理灌溉. 3.设计思路 3.1农田土壤湿度的采集 本系统选择土壤水分作为控制对象，即选择了土壤作为灌溉的对象。 MCGS组态软件作为上位机监控组态软件。MCGS 5.1 提供了解决实际工程问题的方案和开发平台，并能够完成现场的数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、报表输出及企业监控网络等功能。 控制信号传输原理在多个区位设立土壤湿度观测点，则系统由多套传感器与位式调节仪组成，其控制信号传输原理及硬件结构如图2 所示。在控制回路中，测量区位1 的土壤湿度传感器1 把采集到的湿度信号经过A/D 转换器转换成1-5VDC 电压信号传输给位式调节仪1，位式调节仪1 将其变为4-20mA 电流信号，该数字信号经RS485 总线传送给上位机，上位机采集到的数字信号在组态软件中由PID 控制器进行处理得出控制信号，控制信号经RS485 送给D/A转换器，最后转换得到的模拟信号驱动调节阀作相应的动作。如果对应由多套传感器与位式调节仪组成系统，所有的信号均通过RS485 总线传送给上位机组态软件，组态软件根据PID 算法将做出相应的计算，分别控制对应的电动阀做出相应的动作。控制系统的流程图如图3 所示。 3.2灌溉方式分析： 此系统采用喷灌技术，喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系