基于plc控制技術(shù)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于基于PLC控制技術(shù)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制技術(shù)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：水是一切生命過程中不可替代的基本要素，水資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。我國(guó)是世界上13個(gè)貧水國(guó)之一，人均水資源占有量2300立方米，只有世界人均水平的14，居世界第109位。而且時(shí)空分布很不均勻，南多北少，東多西少；夏秋多，冬春少；占國(guó)土面積50％以上的華北、西北、東北地區(qū)的水資源量?jī)H占全國(guó)總量的20％左右。近年來，隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水

2、平的提高，水資源供需矛盾日益尖銳，農(nóng)業(yè)干旱缺水和水資源短缺已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要制約因素，而且加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。按現(xiàn)狀用水量統(tǒng)計(jì)，全國(guó)中等干旱年缺水358億立方米，其中農(nóng)業(yè)灌溉缺水300億立方米。20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)農(nóng)業(yè)年均受旱面積達(dá)2000萬公頃以上，全國(guó)660多個(gè)城市中有一半以上發(fā)生水危機(jī)，北方河流斷流的問題日益突出，缺水已從北方蔓延到南方的許多地區(qū)。由于地表水資源不足導(dǎo)致地下水超采，全國(guó)區(qū)域性地下水降落漏斗面積已

3、達(dá)8.2萬平方公里。發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)用水比重一般為總用水量的50％左右。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水比重已從1980年的88％下降到目前的70％左右，今后還會(huì)繼續(xù)下降，農(nóng)業(yè)干旱缺水的局面不可逆轉(zhuǎn)。北方地區(qū)水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)很高，開源的潛力不大。南方還有一些開發(fā)潛力，但主要集中在西南地區(qū)。我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費(fèi)的問題普遍存在。目前全國(guó)灌溉水利用率約為43％，單方水糧食生產(chǎn)率只有10公斤左右，大大低于發(fā)達(dá)國(guó)家灌溉水利用率708

4、0%、單方水糧食生產(chǎn)率2.0公斤以上的水平。通過采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)改造傳統(tǒng)灌溉農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)適時(shí)適量的“精細(xì)灌溉”，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。在灌溉系統(tǒng)合理地推廣自動(dòng)化控制，不僅可以提高資源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的成本。本次設(shè)計(jì)是采用PLC控制多路不同的土壤濕度，澆灌的開啟和停止完全由土壤的濕度信號(hào)控制，能使土壤的濕度值保持在作物生長(zhǎng)所需要的最佳范圍之內(nèi)。這樣既有利于作物的生長(zhǎng)，又能

5、節(jié)約寶貴的水資源。關(guān)鍵詞：自動(dòng)澆灌PLC濕度傳感器；農(nóng)業(yè)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)圖2PLC控制接線圖圖2中PLC（可編程邏輯控制器）[1]采用的是TAIANGENIE，型號(hào)為10HRD。電源電壓為直流24V，本身帶有LCD顯示屏及按鍵操作盤，可方便地編輯程序及修改程序。具有6個(gè)開關(guān)輸入點(diǎn)，2個(gè)類比輸入點(diǎn)，4個(gè)RELAY繼電器輸出點(diǎn)。當(dāng)主令開關(guān)SA1打到自動(dòng)工作方式然后再按下SB3按鈕，此裝置進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)。當(dāng)主令開關(guān)SA1置于手動(dòng)工作方式下然后再

6、按下SB1按鈕，此裝置1路工作。按下SB2按鈕，此裝置2路工作。當(dāng)水箱的水位下降到下限時(shí)，水位控制器控制繼電器J3閉合，通過PLC的邏輯控制控制水泵電機(jī)停止工作，保護(hù)了水泵電機(jī)，同時(shí)控制面板上蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲、報(bào)警指示燈閃亮，提示為水箱加水。SB4是緊急停止按鈕，當(dāng)它按下時(shí)PLC停止工作，并且報(bào)警指示燈亮。在輸入電路中串入FU1保險(xiǎn)進(jìn)行保護(hù)，在輸出電路中串入FU2保險(xiǎn)進(jìn)行保護(hù)。濕度檢測(cè)裝置是我們自行研制的[2]。此電路用了比較器電路、R