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    植物灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

    時(shí)間:2021-04-22 15:00:46 論文 我要投稿

    植物灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

      1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

    植物灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

      1.1主機(jī)選型

      可編程控制器的種類和型號(hào)可根據(jù)系統(tǒng)的大小和穩(wěn)定性的要求進(jìn)行調(diào)整。三菱﹑西門子﹑歐姆龍的小型機(jī)一般可以滿足要求,這里選用三菱FX2N系列,其體積小﹑配置靈活﹑價(jià)格適中,很適于在機(jī)電一體化產(chǎn)品中使用。因本系統(tǒng)只有數(shù)字量開關(guān)輸入,無模擬量輸入,故憑可編程控制器本身的抗干擾能力已能滿足要求,而不必另外增加其他抗干擾措施。

      1.2傳感器選擇

      土壤溫度傳感器:測(cè)試溫度的傳感器有很多種,較普遍使用的是熱電偶和熱電阻傳感器。本文采用熱電阻Pt100溫度傳感器進(jìn)行土壤溫度的數(shù)據(jù)采集,熱電阻的優(yōu)點(diǎn)是線性度好、精度高,有較好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,工作溫度范圍大,只要經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理就可以傳輸、顯示并記錄其溫度輸出。土壤濕度傳感器選擇由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所生產(chǎn)的FJA-10型負(fù)壓式土壤濕度計(jì)。該濕度計(jì)的測(cè)量范圍為0kPa~100kPa,測(cè)量精度為±2.5kPa;輸出電壓信號(hào)為0V~5V,供電電源為交流220V。雨量傳感器選用型號(hào)為FDY-01的翻斗型雨量傳感器,其輸出信號(hào)為單干式舌簧管通斷,工作強(qiáng)度為0℃~50℃。

      2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

      該灌溉系統(tǒng)的控制方式分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式,用戶可以通過按鈕自由選擇。自動(dòng)工作模式可根據(jù)不同植物的灌溉要求設(shè)定好參數(shù),滿足灌溉條件即可自動(dòng)進(jìn)行灌溉,并可根據(jù)溫、濕度傳感器的參數(shù)自動(dòng)停止灌溉。手動(dòng)控制模式通過按鈕手動(dòng)進(jìn)行各植物的灌溉和停止。當(dāng)降雨量達(dá)到一定值,或土壤中水份充足時(shí),或供水水管斷流時(shí),報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)。這時(shí)出現(xiàn)問題的種植區(qū)域報(bào)警燈點(diǎn)亮,發(fā)出報(bào)警聲音信號(hào),提醒操作人員。解決問題后,可以按下“消音”按鈕以解除鈴響。

      2.1硬件設(shè)計(jì)

      2.1.1I/O點(diǎn)估算

      輸入信號(hào)共需17個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn),考慮到以后可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整與擴(kuò)充,所以留15%的.備用點(diǎn),應(yīng)取3個(gè)點(diǎn)備用,這樣共需20個(gè)輸入點(diǎn)。輸出信號(hào):共需要14個(gè)輸出點(diǎn),考慮到以后可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整與擴(kuò)充,所以留15%的備用點(diǎn),應(yīng)取2個(gè)點(diǎn)備用,這樣共需16個(gè)輸出點(diǎn)。

      2.2軟件設(shè)計(jì)

      系統(tǒng)控制程序流程圖接通電源,按下總啟動(dòng)按鈕,系統(tǒng)啟動(dòng),人工選擇是自動(dòng)工作方式還是手動(dòng)工作方式。若選用自動(dòng)工作模式,首先確認(rèn)程序的時(shí)間設(shè)定有無錯(cuò)誤,如設(shè)定值正確,程序繼續(xù)將往下執(zhí)行,否則,則檢查電磁閥是否打開。程序運(yùn)行過程中遇到下雨或水泵斷水等情況,報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng),哪個(gè)種植區(qū)域出現(xiàn)問題,哪個(gè)區(qū)域報(bào)警指示燈亮。等消除報(bào)警音之后,程序可以繼續(xù)正常運(yùn)行,直到程序結(jié)束。當(dāng)按下手動(dòng)總開按鈕,自動(dòng)運(yùn)行模式停止,手動(dòng)運(yùn)行開始,手動(dòng)運(yùn)行指示燈亮。通過各種植區(qū)域手動(dòng)和停止按鈕來控制水泵和每個(gè)種植區(qū)域的電磁閥運(yùn)行。

      2.3人機(jī)界面

      MCGS即“監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)”,是一套基于Windows操作系統(tǒng)可用來快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)觸屏軟件系統(tǒng)。組態(tài)技術(shù)在節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠形成可視化人機(jī)界面,并能夠?qū)喔鹊倪\(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效、便捷的監(jiān)控。同時(shí),組態(tài)王軟件具有良好的擴(kuò)展性和設(shè)備硬件無關(guān)性,能夠根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)控制需要方便快捷地建立動(dòng)畫畫面和監(jiān)控系統(tǒng)以及形成各種數(shù)據(jù)報(bào)表。監(jiān)控畫面由主畫面、點(diǎn)動(dòng)控制、自動(dòng)控制、報(bào)警記錄及留言板等畫面組成,如圖3所示。主畫面為系統(tǒng)啟動(dòng)畫面,由各功能按鍵進(jìn)入各種植區(qū)域?qū)?yīng)的子畫面,進(jìn)行各功能參數(shù)的設(shè)定和系統(tǒng)監(jiān)控。

      3結(jié)語

      本文展示了一種基于觸摸屏和PLC控制的自動(dòng)灌溉系統(tǒng),針對(duì)不同植物的不同灌溉要求,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。

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