【灌溉系统】-灌溉控制系统项目设计方案

灌溉控制系统项目设计方案灌溉控制系统项目设计方案灌溉控制系统项目设计方案1绪论课题背景及目的课题背景PLC7030多年来取得了显著的成绩，平整土地，PLC为控制核心、PC课题研究目的PLCPLC（2）掌握PLCPLC（3）熟悉掌握外文资料的查找、阅读与翻译。灌溉控制系统的发展趋势和研究现状综述灌溉控制系统的发展趋势随着可编程控制器技术的发展，其发展趋势将体现在以下几个方面：（1）进一步加快CPU的处理速度（2）变革操作控制方式（3）发展智能化模块（4）进一步提高可靠性（5）提供更方便灵活的编程方法，让PLC使用更加方便PLCPLC（8）加强PLC的联网功能（9）PLC存储容量及存储特性灌溉技术改进和发展趋势主要包括以下几个方面：（1）采用激光平地等技术进行精细平地，促进田间水均匀分布。（2）田间灌水设施自动化。（3）研究应用地面灌溉自适应控制系统，形成灌溉早期入渗速度，行水控制，停水时间和灌溉效率的水管理系统。（4）灌溉控制系统的研究现状综述PLCPLC(PLC)在节水灌溉控制系统中的应用，系统能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]一、国外研究状况二、国研究状况2050了。到2080课题容和任务本课题容包括1)（2）灌溉控制系统设计（3）程序的仿真PLCAB6：00-6;30，23：00-23：30C23:1010PLCPLCPLC（1）体积小（2）可靠性高（3）柔性好，可在线更改程序（4）对环境条件无要求（5）价格低廉PLC：第一代：1969年~1972年，代表产品有DECPDP-14/LSCY-022HOSC-20第二代：1973年~1975年，代表产品有GELOGISTROTSIEMENSSIMATICS3、S4SCGOULDM84、484、584、684、884SIEMENSSIMATICS5MELPLAC-50、550第四代：1983~现在，代表产品有GOULDA5900S7PLC（1）PLCPLC除PLCPLC（2）PLCFX-ISPLC，60×90×75mm，16PLCPIDDCS(集散控制系统)PLCPLCPLCPLCPIDPLCPLCPLC就可以自动生成包括中断程序在的用户程序，大大方便了用户的使用。PLC（一）按结构分：（1）整体型(2)组合型(二)按I/O点数及存容量分：（1）超小型：小于64点，256Byet～1KB（2）小型：65~128点，1～3.6KB（3）中型：129~512点，3.6～13KB（4）大型：513~896点，大于13KB（5）超大型：大于896点，大于13KBPLC编程方便,现场可修改程序维修方便,采用模块化结构可靠性高于继电器控制装置体积小于继电器控制装置数据可直接送入管理计算机成本可与继电器控制装置竞争115V115V,2A在扩展时,原系统只要很小变更4K。（11）在灌溉控制系统中采用了PLC，用软件实现对灌溉系统的自动控制，可靠性大大提高（12）去掉了大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化PLCPLC（15）用于群控调配和管理，并提高灌溉控制系统运行效率（16）更改控制方案时不需改动硬件接线灌溉系统硬件设计总体设计设备配置(1)3ISIS200-150-250，其满足农业灌溉，水温，泵流量和扬程的要求。同3Y225S-4FX2NPLC（3）CJ10电机启动方法5-7降压起动是常用的方法之一。Y-△变换起动水泵电机来减少起动电流，减轻对电网形成的冲击，减少能耗。该系统包括执行机构和控制机构两部分。执行机构主要是电动机作为驱动PLCPLCAS2PLCS1PLC（2BCPLC输入和输出接口PLC3]（1）开关量输入口。开关量输入接口用于按钮、选择开关行程开关、光电开PLC3-1图3-1直流输入单元PLCPLC3-2图3-2继电器输出方式输入和输出模块的选择（5、12、48、60V115V220V两种。电源小型整体式可编程控制器部设有一个开关电源，可为机电路及扩展单元供24VDC响应时间的分析可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠的接受持续时间小于扫描机型的确定PLCRS23224V100～240V4A／D、4D／A。偷出信号均为开关量。控制系统的组成PLC[]PLCPLC继电器控制盘号231注水管12水源器设备配置确定

图3-3控制系统组成图(1)3ISIS200-150-250。同时分析计算，确定选用3Y225S-4FX2NPLCFX2N-64MR-001。(3)CJ10CJ10PLCPLCRS23224V100～240V4A／D、4D／A。6]PLC输入设备名称输入点电机启动按钮X000输入设备名称输入点电机启动按钮X000停机按钮X001液位开关（下）X002液位开关（上）X003初始化脉冲M8002运行监视器M8000二号电磁阀置位开关X004输出设备名称输出点一号电机星形接通Y000输出设备名称输出点一号电机星形接通Y000一号电机电机三角形接通Y001二号电机星形接通Y010二号电机三角形接通Y011三号电机星形接通Y020三号电机三角形接通Y021一号电磁阀Y002二号电磁阀Y003三号电磁阀Y004一号电磁阀指示灯Y005二号电磁阀指示灯二号电磁阀指示灯Y006三号电磁阀指示灯Y007系统结构框图PLCPLCFX2N-64MR-001，24V[11]SSPLCA/D电源图3-4系统结构框图控制系统各部分功能及设计控制系统包括电机Y-△启动。本系统除了液位传感器输入为模拟量外，其PLCI／OFPIAPLC，X00221PLC,X0041停止运转，往水池里注水停止。B类植物：通过实时钟来实现灌溉系统在规定时间段的启动或断开，在每天23：00223：30，二号电磁阀断开。二号电机停止运转，从而水泵2B26：30，16：00-6：30C23;1010104823:10232，C11，喷头2，以控制浇灌三1，水泵2，水泵3在设定时间的启停，从而控制灌溉三种不同的植物。软件设计程序流程图A主程序主程序PLC初始化自动？S2?一号电磁阀断开机停止一号电磁阀启动一号电机启动S1?图4-1B开始开始初始化自动？时间在23：00-23：30？二号电磁阀断开6：00-30？停止二号电磁阀开启二号电机启动图4-2C开始开始初始化23：00-23：10？三号电磁阀开启三号电机启动三号电磁阀断开三号电机停止图4-3总体程序流程图图4-4总体程序流程图Y-△启动Y-△KMyKM接△图4-5Y-△启动梯形图Y-△图4-5Y-△启动梯形图A

图4-6Y-△启动程序AS2PLCS1PLC控制梯形图与程序如下：图图4-7A图4-8A类水生植物液位控制梯形图BBPLC00-23：30[13][14]B23：00-23：30图4-9B类植物23：00-23：30之间控制梯形图图4-10B类植物23：00-23：30之间控制程序B6：00-6：30图4-11B类植物6：00-6：30之间控制梯形图图4-12B类植物6：00-6：30之间控制程序CCPLCC23:1010分钟[15][16]图4-13C类植物灌溉控制梯形图图4-14C类植物灌溉控制程序灌溉控制系统总体程序和梯形图图4-15总体程序图图4-15总体梯形图程序的仿真与调试PLC仿真软件是模拟PLC的运行情况验证和PLC连接离线情况下程序的逻辑关系或数据传递或执行或输出或监控等是否合符控制要求。在这里采用 GXDeveloperGTSimulator[19]Y-△启动程序仿真与调试GXDeveloperY-图图5-1Y-△启动逻辑测试梯形图图5-2Y-△启动程序正常运行图GTSimulatorY-按下启动按钮（启动开关和停止开关为点动开关，电机先星形接通，两秒后，星形接通断开，电机三角形接通[20][如图:图5-3电机接通图按下停止按钮，电机停止运转。如图：图5-4电机停止图AGXDeveloperA图5-5A5-6AGTSimulatorA当液位≤S2图5-7一号电机运行图当液位≥S1时，上液位开关闭合，控制一号电机停止，从而停止往水池里注水。如图：图5-8一号电机停止图BGXDeveloperB图5-9B类植物23:00-23:30灌溉控制逻辑测试梯形图图5-10B类植物6:00-6:30灌溉控制逻辑测试梯形图图5-11B类植物灌溉控制程序正常运行图GTSimulatorBX00423:00-23:30B图5-12二号电机运行图23:00-23:30图5-13二号电机停止图CGXDeveloperC图5-14C类植物灌溉控制逻辑测试梯形图图5-15C类植物灌溉控制程序正常运行图GTSimulatorC通过实时钟来实现灌溉系统在规定时间段的启动或断开，每隔一天的晚上23;104823:1021023：00C图5-16三号电机运行图图5-17三号电机停止图总结时间很快，为期三个月的毕业设计就这么结束了，接下来就要进行答辩了，答辩完了大学生活也就真正意义上的结束了。回想这一段时间，有过毕业设计着手前的迷惘，有过老师指点后的豁然，有过毕业设计完成后的释然。个中滋味，只有真正经历过的人才会体会。PLCPLCFX-2NFX-2N毕业设计是对自己大学知识的总结与提炼。马虎不得。在这次毕业设计中，PLCPLC的皮毛完全不能应付毕业设计。查资料，问老师，和同学讨论，自己思考。毕业设计总之，这三个月是我人生中无法忘怀的时光，我学到了很多。参考文献PLC3PLC，200606PLC200709期PLC2011（03）龙建明，雅茹，基于液位继电器的蔬菜大棚节水控制系统设计【J】农业科2011（07）PLCJ】机床与2007（07）PLCJ2007（04）三菱电机自动化。FXPLC2004FXPLC，2008.4高钦和。可编程控制设计技术与设计实例【M】2005胡寿松等。自动控制原理【M】.：科学，2004宋伯生主编。PLCM】.：机械工业。2007PLCM】.：中国电力，2007再军主编。机电一体化概论【M】.大学廖常初主编。PLCM】.机械工业PLC【M】.大学科变猪。PLCM】.人民邮电汪晓平等编著。可编程控制器系统开发实例导航【M】.人民邮电[20].Renato Silvio da Frota Ribeiro Fuzzy logic based automatedirrigationcontrolsystemoptimizedvianeuralnetworks1998[21]SouzaM.,PereiraS.L.,FontanaC.F.,andDiasE.M.,(2008)IntegratedManagementandOptimizationoftheSanitationCycleUsingIntelligentAutomationSystemsandCommunicationNetworks,WSEASTransactionsonSystemsandControl,Issue4,Volume3,April.致同时，我还要感同组的所有同学，我们一起答疑，一起探讨，你们也给了我很多的帮助。你们，。附录A 植物灌溉控制图图1植物灌溉控制硬件接线图图2Y-△起动电路图附录B 植物灌溉控制程序1LDX00227 MOV K0 D1012ORY00228 MOV K0 D1023ANIM10129 MOV K23 D1104ANIX00130 MOV K30 D1115OUTY00231 MOV K0 D1126LDY00232 LD M80007OUTM10033 TRD D1208OUTY00534 LD X0049LDM10035 TZCP D100 D110D123M10210MPS36 LD M10311ANIY00137 OUT Y00312MPS38 OUT Y00613ANIT25039 LD Y00314OUTY00040 ANI X00115MPP41 OUT M10016OUTT250K242 LD M10017MPP43 MPS18ANIY00044 ANI Y01119LDT25045 MPS20ORY00146 ANI T25021ANB47 OUT Y01022OUTY00148 MPP23LDX00349 OUT T250 K224OUTM10150 MPP25LDM800251 ANI Y01026MOVK23D10052 LD T25053ORY01182 LDT25054ANB83OR Y01155OUTY01184ANB56LDM800285OUT Y01157MOVK6D1086LD M800258MOVK0D1187 MOV K23 D3059MOVK0D1288 MOV K0 D3160MOVK6D2089 MOV K0 D3261MOVK30D2190 LD M800062MOVK0D2291 TRD D13063LDM800092 LD M800064TRDD10093 TCMPD30D31D32D133M10865LDX00494 LD M10966TZCPD10D20D103M10595 OR Y00467LDM10696 ANI C168OUTY00397 ANI C369OUTY00698 OUT Y00770LDY00399 OUT Y00471OUTM100100 LD M10972LDM100101 OR M11173MPS102 OUT M11174ANIY011103 LD C075MPS104 OR M7176ANIT250105 RST C077OUTY010106 LD M11178MPP107 AND M7279OUTT250K2108 OUT C0 K10080MPP109 LD M7181ANIY010110 RST C1111LDM111140 OUT Y020112 AND C0 141 MPP113OUTC1 K60142OUT T250 K2114LDM109143MPP115ORM112144ANI Y020116OUTM112145LD T250117LDC0146OR Y021118ORM71147ANB119RSTC0148OUT Y021120LDM112149END121ANDM72122OUTC0 K600123LDM71124RSTC2125LDM112126ANDC0127128OUTLDC2 K60M71129RSTC3130LDM112131ANDC2132OUTC3K24133LDY004134OUTM100135LDM100136MPS137ANIY021138MPS139ANIT250农业的发展很大长度依赖于水利灌溉工程，在很多水利工程中因为灌溉渠道的不合格时农业灌溉中浪费了大量的水资源，如果遇上降雨量较低的年份，就会造成水库远端的农田供水不足，无法到达灌溉的效果，或者浪费了大量的水资源。所以加强农田水利工程的渠道施工管理格外重要。1农田水利的设计原则农田水利的设计原则就是要从农田的输水需求出发，确保水资源的能够覆盖农田。所以这就要求水利设施有几个方面必须做好。第一，确保水库的水量充足，同时防渗透效果较好；第二，做好水闸的可靠性，水闸是水利资源的大门，水闸的可靠性不仅影响着灌溉工作，也影响下游大量农田、村镇的安全问题。第三，水利渠道的渗水的工作。渠道的防渗水效果影响了农田水利的实际功用，是水利工程的终端。也是影响水利灌溉的最后一个环节。水利灌溉的具体要求如下：（1）灌溉渠道在设计中保证水资源达到水资源的最大利用，在水资源的输送时无可避免的会损失一定的水资源，所以需要把水资源的损失控制在最小的方面。提高水资源的管理和资源的利用率。（2）保证水利渠道能够具有集水、排涝等功能，同时有条件是可能采用是水资源做好动力的运用，比如形成水利资源发电等，是水力资源不仅能够利用与灌溉，还可以用于发电等，让资源得到最大程度的使用。（3）渠道与效益成正比，有些渠道的设计不合理，其渠道设计与水库过远，不能有效的输水，或者输水的的代价过大。不如直接打井比较划算，所以像这样的渠道设计就不合理。所以渠道建立需要前期的计算，对于一些造价较高，效果不好。经济效益低的方案采用打深层井或者其他的方式的解决农田灌溉问题。（4）渠道的管理需要配合当地的水利资源，同时渠道的建设应该符合生态的特点，在渠道的施工时，尽量不破坏周围的生态系统，渠道尽量沿着农田的边缘进行修建，一般这样做法主要原因就是离农田的较近，比较方面与灌溉，另外在农田的边缘也便于维修，同时水资源渗透的就会在农田的内起到一个灌溉工作。2水利渠道设计的内容在水利渠道的设计工作中，要考虑多种因素对灌溉渠的影响。其主要因素包括渠道的外在自然因素以及渠道施工内在因素。外在因素主要的内容包括地质土质、水文、温度变化等。其中地质土质是影响渠道水渗透的重要因素。温度的变化可以影响渠道裂缝的产生以及扩大。气候因素影响了渠道的修建规模，渠道其主要功能是输水，但是在防水处理做好的情况下，用于存水也是一个新的用途。内在因素就是渠道的设计因素，主要包括渠道外形的设计、防水处理、混凝土配比、防冻处理等。在渠道的设计中，渠道的外形设计包含了渠道的大小以及形状，常见的渠道形状有矩形、梯形等，不同的设计有不同的优点，矩形便于施工占用面积小、梯形面积较大，但是存水量大，同时渠道底下水压小，有利于延长渠道的寿命。同时水渠的另一个重要施工就是防水层的处理，有些小型渠道不是采用混凝土施工，是直接开挖排水渠。这样的渠道一般渗水严重，可以采用利用防水材料对渠道进行铺设，然后在上面添加黏土或者沙土等防水效果好的材料，同时注意清理周围石块防止破坏防水效果。另外灌溉渠道的修建一定要与水利设施相互配套，避免大闸小渠挥着小闸大渠等现象，渠道和水利设施不配套的后果非常严重，一种是渠道过大，渗水面积增大，水流失增加。第二是渠道过小，水流很大，这带来的危害将更大，一方面强大的水的动力会对渠道的壁造成巨大的危害，如果水位太高，出现漫堤，就会对上游农田造成洪涝灾害。所以渠道与水利设施一定要做好配套工作，利用科学的技术原则，对水资源的管理产生科学的管理，提升水利渠道的合理利用率。切实发挥水利工程的意义，杜绝大量的投资得不到回报的现象。3某水利工程渠道设计的应用分析现有一处水利工程其建于20世纪60年代末，因为考虑当时的技术水平以及有关设备不完善，为了更好的实现农田的输水工作需要对该水利设施就行重新修建，现在该渠道的问题包括渠道渗水严重，渠道的底部升高。渠道局部堵塞等。同时渠道与农田距离较远。针对这些问题对渠道进行重修和管理。