灌溉控制系统

灌溉控制系统设计1绪论1.1课题背景及目的1.1.1课题背景PLC的发展伴随着我国节水灌溉技术的发展，我国从70年代开始进行节水的地面灌溉技术的研究和应用工作，30多年来取得了显著的成绩，平整土地，推广小畦灌溉或沟灌是最早采用的改进技术，具有一定的节水效果，已普遍为农民所接受，我国科技工作者也对膜上灌河涌流灌的节水机理进行了一定的探索，在地面灌溉理论研究方面也取得了进展，尤其是畦田规格，单宽流量灌溉定额等节水因素优化，制定灌溉技术方案从而节约用水量，由于改进的地面灌溉技术简单实用，易于推广，对缓解和解决水资源短缺起了很大的作用。虽然我国在地面节水灌溉方面取得了一定的成就，但仍存在一些问题和需要深化研究的方面，包括地面灌水技术和节水机理，各种节水地面灌溉技术的适应条件，灌溉均匀度对作物的影响，以及各种改进地面灌溉技术的优化组合方式，另外波涌灌溉和激光平地水平畦灌等先进技术应用尚属空白，需要进一步研究解决和推广。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。在温室中培育苗木,适量的灌溉是其中一道很重要的技术环节。首要的是控制土壤湿度,既不能使土壤被水浸泡,又不可长期干旱。灌水量和灌水周期还应根据气候和用水量进行调节,以防止土壤湿度突然变化,影响苗木的生长,同时要根据当地的降水情况确定灌水的间隔和次数。因此,要做到定时定量的对其进行灌水和循环控制。目前,在一些大型的灌区采用一种用组态软件开发出的节水灌溉远程自动控制系统,但其价格昂贵,控制元件多,投资大,其经济因素及适用性和针对性对中小型的温室大棚而言并不适用。因此,以PLC为控制核心、灌溉控制系统设计PC机为上位控制机的温(网)室灌溉自动控制系统,能实现灌溉的定时、定量控制和循环控制。满足中小规模的温(网)室中灌溉的要求。1.1.2课题研究目的通过自动喷灌的PLC控制系统设计，使学生进一步熟悉有关PLC控制的理论知识。掌握PLC的结构、组成、工作原理，掌握根据控制要求用PLC进行控制系统设计及控制程序设计方案和步骤。熟悉掌握外文资料的查找、阅读与翻译。1.2.1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：进一步加快CPU的处理速度变革操作控制方式发展智能化模块进一步提高可靠性提供更方便灵活的编程方法，让PLC使用更加方便PLC的结构和规模更趋向两极分化，即大型化和小型化PLC更加规范化，标准化加强PLC的联网功能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：采用激光平地等技术进行精细平地，促进田间水均匀分布。田间灌水设施自动化。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。建立区域供水管理系统，采用计算机，PLC等新技术进行水管理，并实现钟建轻管向重改重管的改变。1.2.2灌溉控制系统的研究现状综述我国把节水灌溉作为国民经济可持续发展的一项重要措施和战略任务，同时灌溉控制系统设计也是建设帮保护干旱、半干旱地区生态环境的一条重要途径，目前，世界上许多工业国家把PLC的使用作为衡量电气控制水平的标志，PLC汇集了超大规模集成电路的众多优点，把它应用在节水灌溉控制系统中，能够简化硬件结构、提高可靠性、增加灵活性，可收到人们常说的“以软（件）代硬（件）”的效果，研制和推广节水灌溉技术是实现农业现代化的需要。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。灌溉控制系统设计已朝着自动化和智能化的方向发展，基于PLC的灌溉控制系统设计，介绍了可编程序控制器（PLC）在节水灌溉控制系统中的应用，系统能根据用户要求设定各灌区的灌溉顺序和灌溉时间，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［1。］近三、四十年科技的发展，拉开了新的农业技术革命的序幕。灌溉水管理技术的应用可以减少水在渠系调配过程中的损失，达到节水的目的。该技术还可以使水量分配合理，增加水量分布的均匀性，因此也是使作物增产增效的有效途径。以色列、美国、荷兰等国家对不同作物的灌溉制度进行了深入的研究，己取得了丰富的成果，主要体现在农业信息的获取和及时处理、农业系统模拟、农业生产管理、农业专家系统、农业决策支持系统、农业计算机网络应用和农产品贸易信息化等。一、国外研究状况国外由于节水灌溉发展时间长，电子技术水平较高，所以与节水灌溉配套的自动控制系统也较完善和先进。节水灌溉发达国家已普遍采用计算机控制灌溉系统，用埋在地下的湿度传感器可以测得土壤湿度信息，还有的智能系统能通过检测植物茎、果的直径变化，来决定对作物的灌溉计划和灌溉量。在温室等设施内较多使用小型灌溉控制器，这种设备通常能控制几路或十几路电磁阀，内有若干套灌溉管理程序，可预先设定灌水开始、结束时间和灌水间隔时间，操作方便，自动化、智能化控制运行精密、可靠，节省人力，对灌溉过程的控制可达到相当精度。近年来，发达国家为满足对灌溉系统管理的灵活、准确、快捷的要求，将灌溉控制系统设计空间信息技术、计算机技术和网络技术等高新技术应用到节水灌溉的控制与管理上来，这些技术是目前节水灌溉研究的热点。二、国内研究状况我国的节水灌溉技术和设备自20世纪50年代从国外引进后，由于设计、管理及设备上的一些问题，没有得到大面积的应用，相配套的自动控制系统就更少了。到20世纪80年代，随着经济的发展，水资源的紧张及国家的重视，节水灌溉得到了迅猛地发展，从国外引进许多先进节水灌溉设备，同时我国在滴灌等节水灌溉技术上的研究也取得长足进步，但是在自动灌溉控制系统方面仍属空白，与国外相比，我国技术还比较落后，基本上还没有自行研制的成型的自动控制产品。那些引进的国外灌溉自动控制设备，是为国外的具体情况设计的，没有考虑我国的气候、土壤条件、作物类型等因素，并不适合我国的国情，不能充分发挥它的优势。凡此种种，在我国推广引进国外控制设备不可行的。目前我国许多温室大棚都己配备了滴灌、喷灌等各种微水灌溉设备，但是缺乏与之配套的节水灌溉自动控制产品，这些温室大棚仍然采用手动开关阀门的方式来控制灌溉，耗费人力，而水的利用效率仍然不高。因此，加速开发适合我国国情的成套、适用、可靠、低成本、高效率、先进的智能节水灌溉控制系统是十分必要和紧迫的，也是我国今后节水灌溉设备发展的主要方向。1.3课题内容和任务本课题内容包括（1）方案总体设计，（2）灌溉控制系统设计，（3）程序的仿真与调试。课题任务要求为：用PLC控制植物的灌溉。A类植物是水生植物，要求通过液位开关控制液位在最小值和最大值之间。B类植物需要定时灌溉，要求6:00-6;30之间，23：00-23:30之间打开喷灌系统。C类植物需要每隔一天的晚上23:10灌溉一次，每次10分钟。灌溉控制系统设计2PLC在灌溉控制系统中的应用PLC的概述PLC的特点(1)体积小(2)可靠性高柔性好，可在线更改程序对环境条件无要求(5)价格低廉PLC发展史：第一代：1969年~1972年，代表产品有美国DEC公司的PDP-14/L日本立石电机公司的SCY-022日本北辰电机公司的H0SC-20第二代：1973年~1975年，代表产品有美国GE公司的LOGISTROT德国SIEMENS公司的SIMATICS3、S4系列日本富士电机公司的SC系列第三代：1976~1983年，代表产品有美国GOULD公司的M84、484、584、684、884德国SIEMENS公司的SIMATICS5系列日本三菱公司的MELPLAC-50、550第四代：1983年~现在，代表产品有美国GOULD公司的A5900德国西门子公司的S7系列PLC发展方向是PLC网络化技术的发展，其中有两个趋势：一方面，PLC网络系统灌溉控制系统设计已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除外形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分;另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质(比如双绞线、同轴电缆、光缆)链接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场工业控制网络，这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩展更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。是PLC向高性能小型化方向发展，PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的FX-IS系列PLC,最小的机种，体积仅为60刈0W5mm,相当于一个继电器，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位四则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了，而是具有越来越强的模拟量处理能力，以及其他过去只有在计算机上才能具有的高级处理能力，如浮点数运算、PID调节、温度控制、精确定位、步进驱动、报表统计等。从这种意义上说，PLC系统与DCS(集散控制系统)的差别越来越小了，用PLC同样可以构成一个过程控制系统。是PLC操作向简易化方向发展。目前PLC推广的难度之一就是复杂的编程使得用户望而却步，而且不同厂商PLC所有编程的语言也不尽相同，用户往往需要掌握更多种编程语言，难度较大。PID控制、网络通信、高速计数器、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用也是PLC程序设计中的难点，用普通的方法对它们编程时，需要熟悉有关的特殊存储器的意义，在编程时对它们赋值，运行时通过访问它们来实现对应的功能。这些程序往往还与中断有关，编程的过程既繁琐又容易出错，阻碍了PLC的进一步推广应用。PLC的发展必然朝着操作简化对复杂任务的编程，在这一点上西门子就充当了先行者，西门子S7-200的编程软件设计了大量的编程向导，只需要在对话框中输入一些参数，就可以自动生成包括中断程序在内的用户程序，大大方便了用户的使用。PLC的分类(一)按结构分：(1)整体型灌溉控制系统设计(2)组合型二)按1/O点数及内存容量分：超小型：小于64点，256Byet—lKB小型：65~128点，1—3.6KB中型：129~512点，3.6-13KB大型：513~896点，大于13KB超大型：大于896点，大于13KB2.2PLC控制灌溉系统的优点(1)编程方便,现场可修改程序(2)维修方便,采用模块化结构(3)可靠性高于继电器控制装置(4)体积小于继电器控制装置(5)数据可直接送入管理计算机(6)成本可与继电器控制装置竞争(7)输入可以是交流115V⑻输出为交流115V,2A以上,能直接驱动电磁阀接触器等在扩展时,原系统只要很小变更用户程序存储器容量至少能扩展到4K。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，可靠性大大提高去掉了大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修用于群控调配和管理，并提高灌溉控制系统运行效率更改控制方案时不需改动硬件接线3灌溉系统硬件设计3.1总体设计3.1.1设备配置灌溉设备：确定选用3台IS单级单吸清水离心泵作为灌水泵，其型号初步确定为IS2OO-15O-250其满足农业灌溉，水温，泵流量和扬程的要求。同时分析计算，确定选用3台型号为Y225S-4的三相鼠笼型异步电动机作为水泵的原动机。并初步确定摇臂式喷头作为系统的灌水器。控制器;确定选用一台可靠性和性价比比较高的FX2N系列PLC作为控制系统的主控元件。外围设备：确定选用CJ10交流接触器作为系统的自动控制电路，电动机的过载保护由热继电器实现。3.1.2电机启动方法由电机及拖动基础可知，三相交流异步电动机起动时电流较大，一般是额定电流的5-7倍。故对功率较大的电动机，应采用降压起动方式，Y-A降压起动是常用的方法之一。起动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升接近额定转速时，再将定子绕组的接线换成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态，这种起动方法的优点是设备简单，经济，起动电流小，缺点是起动转矩小，且起动电压不能按实际需要调节。系统采用Y-A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源，通过控制各台电机的启动和停止来控制泵工作，从而给植物进行灌溉。控制机构主要是PLC可编程控制器。3.1.3PLC对水泵电机控制方法当A类水生植物的水位低于最小值时，下液位开关S2则闭合，开关量信号输入PLC来控制水泵电机接通电源。当水位高于最大值时，上液位开关S1

则闭合，此时开关信号输入PLC来控制水泵断电。B和C类植物通过PLC的实时钟来实现灌溉系统在时间段的起动和断开。3.2输入和输出接口输入、输出接口是PLC接受和发送各类信号接点的总称，含主要用于连接开关量的输入口、输出口，以总线形式出现的总线扩展接口及以通信方式连接外部信号的通信口[2][。3](1)开关量输入口。开关量输入接口用于链接按钮、选择开关行程开关、光电开关数字拨码开关及各类传感器的执行接点，是PLC的主要输入接口。开关量输入口有交流输入和直流输入两种形式，此设计选用直流输入单元。如图3-1量输入口有交流输入和直流输入两种形式，此设计选用直流输入单元。如图3-1图3-1直流输入单元(2)开关量输出口。开关量输出口用于连接继电器、接触器、电磁阀的线圈。是PLC的主要输出接□。根据机内输出器件的不同。PLC开关量输出□通常有继电器输出、晶体管输出、及晶闸管输出三种输出电路。此设计采用继电器输出方式。如图3-2内部电路内部电路灌溉控制系统设计3.3输入和输出模块的选择可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备（按钮，限位开关，接近开关等）的高电平信号，模型类型分直流5、12、48、60V几种；交流115V和220V两种。模块输出的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号。输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共段所允许通过的电流值，输出模块的电流必须大于负载电流的额定值。3.4电源小型整体式可编程控制器内部设有一个开关电源，可为机内电路及扩展单元供电，另一方面还可为外部输入元件及扩展模块提供24V的DC电源。3.5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周期的输入信号。系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时刻的时间间隔。系统响应时间=输入滤波时间+输出滤波时间+扫描周期。3.6机型的确定此设计PLC选型是关键，根据灌溉系统控制的要求，选用三菱FX2N-64MR-001,32点输入，32点继电器输出，带有RS232□及日历/时钟功能，供电电源为24V直流或100一240V交流，同时可以控制4路A/D、4路D/A。系统可以方便地扩展输入输出□，系统中除液位传感器为模拟信号外，其它输入偷出信号均为开关量。3.7控制系统的组成系统主要由PLC部分，液位传感器，执行器件等组成。控制系统结构示意图如下［4：］

灌溉控制系统设计图3-3控制系统组成图3.8设备配置确定灌溉设备：确定选用3台IS单级单吸清水离心泵作为灌水泵，其型号确定为IS2OO-15O-250同时分析计算，确定选用3台型号为Y225S-4的三相鼠笼型异步电动机作为水泵的原动机。并确定摇臂式喷头作为系统的灌水器。控制器;确定选用一台可靠性和性价比比较高的FX2N系列PLC作为控制系统的主控元件，在此选用三菱FX2N-64MR-001。外围设备：确定选用CJ10交流接触器作为系统的自动控制电路，电动机的过载保护由热继电器实现。CJ10交流接触器中间的是三相电源线线，侧边的分别是一对常开触点和一对常闭触点，是用作自锁和连锁的。3.9PLC输入/输出点分配及系统结构框图此设计PLC选型是关键，根据灌溉系统控制的要求，选用三菱FX2N-64MR-001,32点输入，32点继电器输出，带有RS232□及日历/时钟功能，供电电源为24V直流或100一240V交流，同时可以控制4路A/D、4路

灌溉控制系统设计D／A。系统可以方便地扩展入、出口，系统中除压力传感器为模拟信号外，其它输入偷出信号均为开关量[5][。6]3・9・1PLC输入/输出点分配表3-1PLC输入点分配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—号电磁阀置位开关X004表3-2PLC输出点分配输出设备名称输出点号电机星形接通Y000号电机电机二角形接通Y001—号电机星形接通Y010—号电机二角形接通Y011二号电机星形接通Y020二号电机二角形接通Y021号电磁阀Y002—号电磁阀Y003二号电磁阀Y004号电磁阀指示灯Y005—号电磁阀指示灯Y006二号电磁阀指示灯Y0073.9.2系统结构框图

灌溉控制系统设计根据灌溉植物的特点，对其控制应满足植物的需要，因此选用PLC作为灌溉控制系统的核心。系统由PLC控制器FX2N-64MR-001,24V直流电源电源，启停按钮，数据采集器件包括压力传感器，实时钟，执行器件包括电磁阀，带动水泵的电机。控制系统的结构框图如下[7][10][：11]图3-4系统结构框图灌溉控制系统设计4控制系统各部分功能及设计控制系统包括电机Y-A启动。本系统除了液位传感器输入为模拟量外，其他输入/输出均为数字量。编程控制器本身的抗干扰能力能满足要求。PLC的容量包括I/O点数，用户存储器的容量。系统采用FPI可编程控制器专用编程软件编制梯形图。A类水生植物：在不同水位，水压不同，当水位位于最低点时压力传感器输入信号给PLC，控制X002闭合，一号电磁阀得电开启，一号电磁阀指示灯亮，一号电机先星形连接。2秒后电机三角形连接，一号电机带动水泵1工作，往水池里注水。当水位位于最高点时，压力传感器输入信号给PLC,控制X004闭合同时一号电磁阀断电，一号电磁阀指示灯熄灭，一号电机停止工作，从而水泵1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23：00二号电磁阀开启，二号电磁阀指示灯亮，二号电机启动，带动水泵2工作，到了23：30，二号电磁阀断开。二号电机停止运转，从而水泵2停止工作，停止对B类植物浇灌。在每天6:00二号电磁阀开启，二号电机转动带动水泵2工作，延续到6：30，二号电磁阀断开，二号电机停止运转。控制喷头1在6：00-6:30喷水。C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，每隔一天的晚上23;10灌溉一次，这里用两个计数器以达到延时10分钟的目的，这样就达到了每次浇灌10分钟的目的。每隔一天即隔48小时后的23:10喷头2再次喷水。三号电机运转带动水泵3工作，控制喷头2,浇灌C类植物。这里关键是把计数器作时间继电器用。采用1号,2号,3号水泵分别控制注水管,喷头1,喷头2,以控制浇灌三种植物,实时钟信号和液位传感器信号输入PLC,通过继电器控制盘控制水泵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。4.1软件设计程序流程图

自动水位兰S2?水位二S1?PLC初始化—号电磁阀断开—号电磁阀启动—号电机启动主程序a自动水位兰S2?水位二S1?PLC初始化—号电磁阀断开—号电磁阀启动—号电机启动主程序arh—号电机停止图4-14・1・2类植物灌溉程序流程图图4-2灌溉控制系统设计4・1・3（类植物灌溉程序流程图图4-34.1.4总体程序流程图图4-4总体程序流程图灌溉控制系统设计4.2电机丫-△启动系统要求当按下启动按钮，首先电动机运行，带动水泵抽水。同时系统中电机采用Y-A启动，启动时继电器KMy接通，过段时间，KMy断开，继电器KM△妾通，即完成Y-△启动[8][9]控制梯形图与程序如下：TOC\o"1-5"\h\zX001 X000-4^―—II cM100:_M100_X001 M100 Y001 T250-4^ 1I――J4 cY000: 250K2]Y000 T250洱「一II CY001:_YOO^I_ [END]0LDIX0011LDxooo20LDIX0011LDxooo2OF：M1003ANE：4OUTM1005LDIX0016ANDM1007MPS8ANIY0019MPS10ANIT25011OUTY00012MRP13OUTT25016MRP17ANI图4-6Y△启动程序图4-5Y△启动梯形图K24.3A类植物灌溉控制190F：Y00120ANE：第19页共53页21OUTY00122ENDT250灌溉控制系统设计当A类水生植物的水位低于最小值时，下液位开关S2则闭合，开关量信号输入PLC来控制水泵电机接通电源。当水位高于最大值时，上液位开关S1则闭合，此时开关信号输入PLC来控制水泵断电。控制梯形图与程序如下：0LDX0021ORY0022ANIMIDI3酗IX0014OUTY0025LDY0026OUTM1007OUTY0058LDM1009MPS10ANIY00111MPS12ANIT25013OUTY00014MPP15OUTT25018MPP19ANIY00020LDT25021ORY00122ANB23OUTY00124LDX00325OUTMIDI26END图4-7A类水生植物液位控制程序4.4B类植物灌溉控制B类植物通过PLC的实时钟来实现灌溉系统在时间段的启动和断开。时间可根据实际情况进行编程调整，B类植物定时灌溉要求为：6：00-6:30之间，23：00-23：30之间打开喷灌系统[13][1。4]4.4.1类植物在23:00-23:30之间灌溉控制梯形图和程序]]]]35YooeY003X00M100{END]67Y011X004-II-M103IMOVK23DI00]]]]35YooeY003X00M100{END]67Y011X004-II-M103IMOVK23DI00-{MOVKODI01-{MOVKODI02■{MOVK23D110-{MOVK80D111■{MOVKOD112―RDDI20D110D128Ml02Y010图4-9B类植物23:00-23：30之间控制梯形图灌溉控制系统设计0LD M80021MOVK23D1006MOVKOD10111MOVKOD10216MOVK23D11021MOVK30Dill26MOVKOD11231LDM800032TRDD12035LDX00436TZCPD100D110D123M10245LDM10346OUTY00347OUTY00648LDY00349ANIX00150OUTM10051LDM10052MPS53ANIYOU54MPS55ANIT25056OUTY01057MRP58OUTT250K261MRP62ANIY01063LDT25064ORYOU65ANB66OUTyou67..END图4-10B类植物23：00-23：30之间控制程序灌溉控制系统设计4・4・2类植物在6:00-6:30之间灌溉控制梯形图和程序031]3545Y003Y00648M10050]6GX004M106T250T卜Y011T031]3545Y003Y00648M10050]6GX004M106T250T卜Y011T卜-QdOVKBDIO-[}10VKODll-[}10VKOD12-QdOVKBD20-[}10VK30D21-[}10VKOD22―RDD100D20D103M105Y003T卜M100Y010图4-11B类植物6：00-6：30之间控制梯形图灌溉控制系统设计0LD M80021MOVKBDIOSMOVKODll11MOVKOD1216MOVKBD2021MOVK30D2126MOVKOD2231LDM800032TRDD10035LDX00436TZCPDIOD20D103M10545LDM10646OUTY00847OUTY00648LDY00349OUTM10050LDM10051MPS52ANIYOU53MPS54ANIT25055OUTY01056MPP57OUTT250K2SOMPP61ANIY01062LDT25063ORYOU64ANB65OUTyouSBEND图4-12B类植物6：00-6：30之间控制程序4.5C类植物灌溉控制C类植物通过PLC的实时钟来实现灌溉系统在时间段的启动或断开，时间可根据实际情况进行调整。C类植物需要每隔一天的晚上23:10灌溉一次，每次10分钟[15][1。6]灌溉控制系统设计■11117■III140M8002—I116MEILI0020M81II.I032Mill9Y004—1138Mil]9M1111141cijM711145Min50M7153Min58Mill9M112-[MOVK23D3U-QdOVKOD31醐KOD32—RDD130D32DI33M108CO61IIIIM71E：5Ml121170M71117r>Ml121178M711181Ml121186Y0041188MlLIO-[F：STCO<coK600-pSTC2<C2K60-pSTC3<C3K24M1UUY020图4-13C类植物灌溉控制梯形图灌溉控制系统设计0LDM80021MOVK23D306MOVKOD3111MOVKOD3216LDM800017TRDD13020LDM800021TCMPD30D31D32D133M10832LDM10933ORY00434ANICl35ANIC336OUTY00737OUTY00438LDM10939ORMill40OUTMill41LDCO42ORM7143RSTCO45LDMill46ANDM7247OUTCOK10050LDM7151RSTCl53LDMill54ANDCO55OUTClK6058LDM10959ORM11260OUTM112灌溉控制系统设计61LDCO62ORM7163RSTCO65LDM11266ANDM7267OUTCO70LDM7171RSTC273LDM11274ANDCO75OUTC278LDM7179RSTC381LDM11282ANDC283OUTC386LDY00487OUTM10088LDM10089MPS90ANIY02191MPS92ANIT25093OUTY02094MPPK600K60K2495OUTT25098MPP99ANIY020100LDT250101ORY021102ANB103OUTY021104END灌溉控制系统设计4.6灌溉控制系统总体程序和梯形图0LDX0021ORY0022ANIMIDI3ANIX0014OUTY0025LDY0026OUTM1007OUTY0058LDM1009MPS10ANIY00111MPS12ANIT25013OUTY00014MRP15OUTT250K218MPP19ANIY00020LDT25021ORY00122ANB23OUTY00124LDX00325OUTMIDI26LDM800227MOVK23D10032MOVKOD10137MOVKOD10242MOVK23D11047MOVK30Dill52MOVKOD11257LDM800058TFIDDI2061LDX00462TZCF1DI00D110D12371LDMl0372OUT¥00373OUT¥00G74LD¥00375ANIX00176OUTMl0011LDMl0078MPS79ANI¥01180MPS81ANIT25082OUTY01083MF'F184OUTT250K287MF'F188ANI¥01089LDT25090OF：YOU91ANEl92OUT¥01193LDM800294MOYK6D1099MOVK0Dll104MOVK0D12M102109MOVKE；D20114MOVK30D21119MOYK0D22124LDM8000125TF：DD100128LDK004129TZCF1D10D20138LDM106139OUTY003140OUTY006141LDYOOS142OUTM100143LDM100144MPS145ANIYOU14E：MPS147ANIT250148OUTY010149MF'F1150OUTT250K2153MPF1154ANIY010155LDT250156OF：YOU157AHEl158OUTyou159LDM8002160MOVK23D30165MOYKOD31170MOVKOD32D103M105175LDM8000176TFIDDI30179LDM8000180TCMF1D30D31191LDMl09192OF：YOLU193ANICl194ANIC3195OUT，Y，LILI7196OUTYOLU197LDMl09198OF：Mill199OUTMill200LDCO201OF：M71202RSTCO204LDMill205ANDM72206OUTCOK100209LDM71210RSTCl212LDMill213ANDCO214OUTClK80217LDMl09218OF：Ml12219OUTM112220LDCO221OF：M71222RSTCOMl12D32 D133 M108LDAND22E：OUTLDFISTLDANDOUTLDF：STLDANDOUTLDOUTLDMPSANIMPSANIOUTMPF1OUTMRPANILDOF：ANE：OUT2G3ENDM72COM71C2Ml12COC2C3Ml12C2C3Y004Ml00Ml00Y021T250Y020T250Yi〕2〔iT250Y021Y021KGOOK60K24K2灌溉控制系统设计5Minoj11.r'T_Y002Y0021I11M100IIY001T250― Y005LIU：:：YU00Y001{MOVK23DI00㈣KODI01{ldovKODI02{ldovK23D110㈣K3UD11{ldovKOD112DI2061Mli〕2CY003tYijiieMl03{MOV Kt；Dili{fmKODll{ldOVKODI2{fmh：eD20{ldOVK30D21{idovKOD22MyijijuIJt；]■{MOVh：23D30-[MOYh：0D31-[MOVh：0D32—RDD130D32DI33M10819119720020420H212217220224229YOO?jJ?263Ml122321I11263Ml122321I11237M71II240Ml1211245Yi：iii411247MlijOEND]TOC\o"1-5"\h\z<C2 K60 3-{RSTC3 ]<C3 K24 〕 C M1003 C Y0203<T250 K2 〕 CY021 ]图4-15总体梯形图5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GXDeveloper和GTSimulatoi®行程序的仿真与调试[17][18]。9]Y△启动程序仿真与调试5.1.1GXDeveloperY^启动梯形图逻辑测试图5-1Y△启动逻辑测试梯形图图5-2Y△启动程序正常运行图5.1.2GTSimulator△启动仿真调试按下启动按钮（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][2。1]如图:启动 停止电机星形接通 电机三角形接通图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A类植物灌溉控制仿真与调试5.2.1GXDeveloper类植物灌溉控制梯形图逻辑测试图5-5A类植物灌溉控制逻辑测试梯形图图5-6A类植物灌溉控制程序正常运行图5.2.2GTSimulator类植物灌溉控制仿真调试灌溉控制系统设计当液位＜S2时，下液位开关闭合，一号电磁阀开启，一号电磁阀图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，从而停止往水池里图5-8一号电机停止图B类植物灌溉控制仿真与调试灌溉控制系统设计5.3.1GXDeveloper类植物灌溉控制梯形图逻辑测试图5-9B类植物23:00-23:3灌溉控制逻辑测试梯形图图5-10B类植物6:00-6:3灌溉控制逻辑测试梯形图灌溉控制系统设计灌溉控制系统设计灌溉控制系统设计灌溉控制系统设计图5-11B类植物灌溉控制程序正常运行图5・3・2GTSimulator类植物灌溉控制仿真调试置位开关X004置于闭合状态，当时间处于23:00-23:3或6：00-6:30时，二号电磁阀开启，二号电磁阀指示灯亮，同时二号电机先星形启动，两秒后二号电机三角形启动。控制喷灌头浇灌B类植物。如图：置位开关二号电磁阀 二号电磁阀指示灯二号电机星形启动 二号电机三角形启动图5-12二号电机运行图当时间不处在23:00-23:30和6：00-6：30这两个时间段时，二号电机停止运行，不进行浇灌。如图：图5-13二号电机停止图C类植物灌溉控制仿真与调试5.4.1GXDeveloper类植物灌溉控制梯形图逻辑测试灌溉控制系统设计图5-15C类植物灌溉控制程序正常运行图5.4.2GTSimulator类植物灌溉控制仿真调试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;10灌溉一次，即隔48小时后的23:10喷头2喷水，每次10分钟。可把计数

器作时间继电器用。在23：00时，三号电磁阀开启，三号电磁阀指示灯亮，同

时三号电机先星形启动，两秒后三号电机三角形启动，控制喷灌头灌溉C类植灌溉控制系统设计号电磁阀 三号电磁阀指示灯号电机星形启动 三号电机三角形启动图5-17三号电机停止图灌溉控制系统设计6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，有过陈老师指点后的豁然，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。这次毕业设计的题目是灌溉控制系统设计。因为是基于PLC的灌溉控制系统的设计，选的PLC也是三菱FX-2N系列的。所以在设计之初，我并没有马上着手设计，而是在图书馆借了几本有关三菱FX-2N的书，好好的看了一个星期，对这次毕业设计的整体思路有了个大概的了解。这里我要感谢陈老师给我的指点，尽管整体思路有了，但真正实施起来还是经常会碰到困难，陈老师每周两次的答疑给了我很多的指点。让我顺利的完成了毕业设计。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，重点是关于PLC，这就要求必须的对PLC有全面的了解。大学期间学的PLC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。毕业设计的目的不是最后完成毕业设计，而是获取知识，解决问题的能力。通过这次毕业设计，我获得了知识，锻炼了能力，为以后的读研和工作打下了良好的基础。总之，这三个月是我人生中无法忘怀的时光，我学到了很多。灌溉控制系统设计参考文献张兵，袁寿其，成立，蒋惠凤.基于PLC的全自动灌溉控制系统设计.《广西水利水电》2004年第3期官平，谢守勇.基于PLC的灌溉控制系统设计.节水灌溉，2006年06期王丽波。基于PLC的植物灌溉控制系统设计。自动化技术与应用，2007年09期纪建伟，哈峥，李征明，徐明克，左仲善。基于PLC的水稻灌溉自动控制系统研究，节水灌溉，2011，（03）龙建明，李雅茹，基于液位继电器的蔬菜大棚节水控制系统设计J】陕西农业科学，2011，（07）夏洪，林刚勇，朱兆优，徐雯。一种PLC控制的自动灌溉系统【J】机床与液压，2007，（07）解建军。PLC技术在节水灌溉工程设计中的应用【J】陕西农业科学，2007，（04）三菱电机自动化有限公司。FX系列PLC用户手册。2004三菱FX系列PLC应用系统设计指南／杨青杰主编.北京：机械工业出版社，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】•北京：科学出版社，2004宋伯生主编。PLC编程应用指南【M】.出版社：机械工业出版社。2007范永生，王銘编。电气控制与PLC应用【M】.北京：中国电力出版社，2007赵再军主编。机电一体化概论【M】•浙江大学出版社廖常初主编。PLC基础与应用【M】.机械工业出版社丁学恭主编。电气控制与PLC【M】•浙江大学出版社求是科变猪。PLC应用开发技术与工程实践【M】•人民邮电出版社汪晓平等编著。可编程控制器系统开发实例导航【M】•人民邮电出版社.Renat（SilviodaFrotaRibeiroFuzzylogicbasedautomatedirrigationtrol[21]SouzaM.,PereiraS.L.,FontanaC.F.,andDiasE.M.,(2008)IntegratedManagementandOptimizationoftheSanitationCycleUsingIntelligentAutomationSystemsandCommunicationNetworks,WSEASTrans