1、畢業設計 題目名稱： 寧夏理工學院 智能節水噴灌系統的設計 學 院： 電氣信息工程學院 專業班級： 自動化13101 學生姓名： 賈磊 學 號： 40513131 指導教師： 姜順清 摘要寧夏理工學院的灌溉系統相對傳統，耗費大量人力，物力，財力。并且無法改善鹽堿地的土壤PH值。導致處于鹽堿地的校內植被大量死亡，生長速度慢。用寧夏理工學院智能節水灌溉系統，實施節水灌溉能對作物生長的土壤濕度進行自動監控的系統，它能對作物進行適時、適量的灌水，起到高效灌溉，節水、節能的作用，并且改善鹽堿地的土壤PH值，從而增加植被，綠化校園。因此，加速開發適合校區的可靠、低成本、高效率、先進的智能節水灌溉控制系統是

2、十分必要和緊迫的。關鍵詞智能 灌溉 土壤濕度 土壤鹽堿 Design of intelligent water-saving irrigation system in Ningxia Institute of Science and TechnologyAbstractThe irrigation system of Ningxia Institute of Science and Technology is relatively traditional, consuming a lot of manpower, material resources and financial resourc

3、es. And can not improve the pH value of saline soil. Resulting in a large number of vegetation in the saline alkali soil, the growth rate is slow. Ningxia Institute of Science and Technology intelligent water saving irrigation system, water-saving irrigation system can automatic monitoring of soil m

4、oisture for crop growth, it can timely and adequate irrigation of crops to efficient irrigation, water saving, energy saving effect, and improve the soil pH value of saline alkali soil, thus increasing vegetation, green campus. Therefore, it is very necessary and urgent to accelerate the development

5、 of reliable, low-cost, high efficiency and advanced intelligent water-saving irrigation control system.Key wordIntelligence、irrigation、soil moisture、Soil salinity 寧夏理工學院的智能節水灌溉系統1 設計研究背景1.1 節水灌溉系統概述 現代灌溉控制器的研究使用在我國農、林、及園藝為數不多，與發達國家相比，有較大的差距，還基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程的自動化控制系統，也是根據經驗法來確定每天灌溉次數和每次灌溉量，

6、如果灌溉量與作物實際需水量相比太少，便不能有效的促進作物健康成長；而灌溉量太多，肥水流失，又會造成資源浪費，同時傳統的灌溉法還需要相關專家的實時觀察并經驗指導生產，勞動生產率低，這也不能與現代化農業向優化、高效化方向發展要求同步。而寧夏理工學院的灌溉系統相對傳統，耗費大量人力，物力，財力。并且無法改善鹽堿地的土壤PH值。導致處于鹽堿地的校內植被大量死亡，生長速度慢。用寧夏理工學院智能節水灌溉系統，實施節水灌溉能對作物生長的土壤濕度進行自動監控的系統，它能對作物進行適時、適量的灌水，起到高效灌溉，節水、節能的作用，并且改善鹽堿地的土壤PH值，從而增加植被，綠化校園。因此，加速開發適合校區的可靠、

7、低成本、高效率、先進的智能節水灌溉控制系統是十分必要和緊迫的。單片機控制的滴灌節水灌溉系統，該系統可對不同土壤的濕度進行監控，并按照作物對土壤濕度的要求進行適時、適量灌水，其核心是單片機和PC機構成的控制部分，主要對土壤濕度與灌水量之間的關系、灌溉控制技術及設備系統的硬件、軟件編程各個部分進行實現。1.2 設計研究背景 生命之起源，水為必要條件，沒有了水，地球上的生命將會枯竭。 隨著21世紀的到來，能源危機將接踵而至。比能源危機更可怕的是，作為人類生命之源的水的短缺到了前所未有的程度，這一狀況還將隨著時間的推移和社會的發展繼續惡化。水資源危機己成為全球性的突出問題，越來越受到國際社會的重視和關

8、注。專家們曾預言，如果不注意保護水節約水，地球上剩下的最后一滴水將是人類的眼淚。利用科技手段緩解這一危機，將是人類主要的出路。當前，占世界人口總量40的80個國家缺水，其中26個國家嚴重缺水。我國有28萬億m3的水資源總量，全世界排第6位，但人均水資源不足世界水資源的14，排在世界人均占有水資源量的第109位，是世界上人均占有水資源最貧乏的13個國家之一，目前，我國每年缺水量近400億m3，其中農業缺水約300億m3。我國用水大戶仍然是農業用水，約占70，而農業用水的90是灌溉用水，因此節水首先要在農業節水上做文章。采用傳統的灌溉模式，灌溉定額普遍偏高，全國平均每畝實際灌水量達到450-500

9、 m3，超過實際需水量的1倍左右，有的地區高達2倍以上。與一些發達國家相比，我國農業的用水效率還是相當低的，灌溉水資源的浪費情況相當嚴重，節水的潛力十分巨大。據統計：目前我國灌溉水利用率只有40左右，水分生產率不足10 kgm 3；而發達國家的灌溉水利用率可達8090，水分生產率在20 kgm 3以上。如果采用先進的灌溉技術，將我國的灌水利用率提高到6070，則在目前情況下每年可節約灌溉用水O10O15萬億m3。這樣，通過發展節水灌溉，在減少(最起碼不增加)農業用水總量的前提下，滿足灌溉需要，同時把節約出來的水量用于城市生活、工業生產和生態用水，以水資源的可持續利用促進經濟社會的可持續發展。

10、1.2.1 寧夏理工學院的氣候特征及降水量 石嘴山市地處內陸，典型的溫帶大陸性氣候，全年日照充足，降水量集中，蒸發強烈，空氣干燥，溫差較大，無霜期短。夏熱而短促，春曖而多風，秋涼而短早，冬寒而漫長。年平均氣溫8.49.9。年最低平均氣溫-19.4-23.2，年最高平均氣溫32.436.1。年平均降水量的地理分布較為均勻，全市年平均降水量在167.5毫米188.8毫米。年蒸發量在1708.72512.6毫米，是降水量的1014倍，處于干旱半干旱地區。1.2.2寧夏理工學院的土壤特征寧夏理工學院校區內存在大量的鹽堿地地區。各種鹽堿土都是在一定的自然條件下形成的，其形成的實質主要是各種易溶性鹽類在地

11、面作水平方向與垂直方向的重新分配，從而使鹽分在集鹽地區的土壤表層逐漸積聚起來。影響鹽堿土形成的主要因素有：氣候條件，在我國東北、西北、華北的干旱、半干旱地區，降水量小，蒸發量大，溶解在水中的鹽分容易在土壤表層積聚。夏季雨水多而集中，大量可溶性鹽隨水滲到下層或流走，這就是“脫鹽”季節；春季地表水分蒸發強烈，地下水中的鹽分隨毛管水上升而聚集在土壤表層，這是主要的“返鹽”季節。東北、華北、半干旱地區的鹽堿土有明顯的“脫鹽”“返鹽”季節，而西北地區，由于降水量很少，土壤鹽分的季節性變化不明顯。地理條件，地形部位高低對鹽堿土的形成影響很大，地形高低直接影響地表水和地下水的運動，也就與鹽分的移動和積聚有密

12、切關系，從大地形看，水溶性鹽隨水從高處向低處移動，在低洼地帶積聚。鹽堿土主要分布在內陸盆地、山間洼地和平坦排水不暢的平原區，如松遼平原。從小地形（局部范圍內）來看，土壤積鹽情況與大地形正相反，鹽分往往積聚在局部的小凸處。土壤質地和地下水，質地粗細可影響土壤毛管水運動的速度與高度，一般來說，壤質土毛管水上升速度較快，高度也高，砂土和粘土積鹽均慢些。地下水影響土壤鹽堿的關鍵問題是地下水位的高低及地下水礦化度的大小，地下水位高，礦化度大，容易積鹽。河流和海水的影響，河流及渠道兩旁的土地，因河水側滲而使地下水位抬高，促使積鹽。沿海地區因海水浸漬，可形成濱海鹽堿土。耕作管理的不當，有些地方澆水時大水漫灌

13、，或低洼地區只灌不排，以致地下水位很快上升而積鹽，使原來的好地變成了鹽堿地，這個過程叫次生鹽漬化。為防止次生鹽漬化，水利設施要排灌配套，嚴禁大水漫灌，灌水后要及時耕鋤。1.3灌溉控制系統的發展趨勢和研究現狀綜述1.3.1 灌溉控制系統的發展趨勢隨著可編程控制器技術的發展，其發展趨勢將體現在以下幾個方面：進一步加快CPU的處理速度；變革操作控制方式；發展智能化模塊；進一步提高可靠性；提供更方便靈活的編程方法，讓PLC使用更加方便；PLC的結構和規模更趨向兩極分化，即大型化和小型化；PLC更加規范化，標準化；加強PLC的聯網功能；PLC存儲容量及存儲特性灌溉技術改進和發展趨勢主要包括以下幾個方面：

14、采用激光平地等技術進行精細平地，促進田間水均勻分布；田間灌水設施自動化；研究應用地面灌溉自適應控制系統，形成灌溉早期入滲速度，行水控制，停水時間和灌溉效率的水管理系統；建立區域供水管理系統，采用計算機，PLC等新技術進行水管理，并實現鐘建輕管向重改重管的改變。1.3.2 灌溉控制系統的研究現狀綜述我國把節水灌溉作為國民經濟可持續發展的一項重要措施和戰略任務，同時也是建設幫保護干旱、半干旱地區生態環境的一條重要途徑，目前，世界上許多工業國家把PLC的使用作為衡量電氣控制水平的標志，PLC匯集了超大規模集成電路的眾多優點，把它應用在節水灌溉控制系統中，能夠簡化硬件結構、提高可靠性、增加靈活性，可收

15、到人們常說的“以軟(件)代硬(件)”的效果，研制和推廣節水灌溉技術是實現農業現代化的需要。我國在開發灌溉自動控制系統方面與發達國家差距較大，還處于研制、試用階段，隨著水資源的日趨緊張及信息技術的發展，開發具有自主知識產權的節水灌溉控制系統不僅具有廣闊的市場前景，而且具有巨大的社會效益。灌溉控制系統設計已朝著自動化和智能化的方向發展，基于PLC的灌溉控制系統設計，介紹了可編程序控制器(PLC)在節水灌溉控制系統中的應用，系統能根據用戶要求設定各灌區的灌溉順序和灌溉時間，通過內置程序把濕度傳感器測定的土壤濕度信號輸入到PLC，與土壤最佳含水量對比，進一步控制電機和電磁閥的啟閉1。近三、四十年科技的

16、發展，拉開了新的農業技術革命的序幕。灌溉水管理技術的應用可以減少水在渠系調配過程中的損失，達到節水的目的。該技術還可以使水量分配合理，增加水量分布的均勻性，因此也是使作物增產增效的有效途徑。以色列、美國、荷蘭等國家對不同作物的灌溉制度進行了深入的研究，己取得了豐富的成果，主要體現在農業信息的獲取和及時處理、農業系統模擬、農業生產管理、農業專家系統、農業決策支持系統、農業計算機網絡應用和農產品貿易信息化等。國外研究狀況，國外由于節水灌溉發展時間長，電子技術水平較高，所以與節水灌溉配套的自動控制系統也較完善和先進。節水灌溉發達國家已普遍采用計算機控制灌溉系統，用埋在地下的濕度傳感器可以測得土壤濕度

17、信息，還有的智能系統能通過檢測植物莖、果的直徑變化，來決定對作物的灌溉計劃和灌溉量。在溫室等設施內較多使用小型灌溉控制器，這種設備通常能控制幾路或十幾路電磁閥，內有若干套灌溉管理程序，可預先設定灌水開始、結束時間和灌水間隔時間，操作方便，自動化、智能化控制運行精密、可靠，節省人力，對灌溉過程的控制可達到相當精度。近年來，發達國家為滿足對灌溉系統管理的靈活、準確、快捷的要求，將空間信息技術、計算機技術和網絡技術等高新技術應用到節水灌溉的控制與管理上來，這些技術是目前節水灌溉研究的熱點。國內研究狀況，我國的節水灌溉技術和設備自20世紀50年代從國外引進后，由于設計、管理及設備上的一些問題，沒有得到

18、大面積的應用，相配套的自動控制系統就更少了。到20世紀80年代，隨著經濟的發展，水資源的緊張及國家的重視，節水灌溉得到了迅猛地發展，從國外引進許多先進節水灌溉設備，同時我國在滴灌等節水灌溉技術上的研究也取得長足進步，但是在自動灌溉控制系統方面仍屬空白，與國外相比，我國技術還比較落后，基本上還沒有自行研制的成型的自動控制產品。那些引進的國外灌溉自動控制設備，是為國外的具體情況設計的，沒有考慮我國的氣候、土壤條件、作物類型等因素，并不適合我國的國情，不能充分發揮它的優勢。凡此種種，在我國推廣引進國外控制設備不可行的。目前我國許多溫室大棚都己配備了滴灌、噴灌等各種微水灌溉設備，但是缺乏與之配套的節水

19、灌溉自動控制產品，這些溫室大棚仍然采用手動開關閥門的方式來控制灌溉，耗費人力，而水的利用效率仍然不高。 因此，加速開發適合我國國情的成套、適用、可靠、低成本、高效率、先進的智能節水灌溉控制系統是十分必要和緊迫的，也是我國今后節水灌溉設備發展的主要方向。2 PLC在灌溉控制系統中的應用2.1 PLC的概述2.1.1 PLC的特點及發展史體積小；可靠性高；柔性好，可在線更改程序；對環境條件無要求；價格低廉 第一代：1969年1972年，代表產品有：美國DEC公司的PDP-14/L；日本立石電機公司的SCY-022；日本北辰電機公司的HOSC-20；第二代：1973年1975年，代表產品有：美國GE

20、公司的LOGISTROT；德國SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列；日本富士電機公司的SC系列；第三代：19761983年，代表產品有：美國GOULD公司的M84、484、584、684、884；德國SIEMENS公司的SIMATIC S5系列；日本三菱公司的MELPLAC-50、550；第四代：1983年現在，代表產品有：美國GOULD公司的A5900；德國西門子公司的S7系列；2.1.2 PLC發展方向 PLC網絡化技術的發展，其中有兩個趨勢：一方面，PLC網絡系統已經不再是自成體系的封閉系統，而是迅速向開放式系統發展，各大品牌 PLC除外形成自己各具特色的PLC網絡系統，完

21、成設備控制任務之外，還可以與上位計算機管理系統聯網，實現信息交流，成為整個信息管理系統的一部分;另一方面，現場總線技術得到廣泛的采用，PLC與其他安裝在現場的智能化設備，比如智能儀表、傳感器、智能型電磁閥、智能型驅動執行機構等，通過一根傳輸介質(比如雙絞線、同軸電纜、光纜)鏈接起來，并按照同一通信規約互相傳輸信息，由此構成一個現場工業控制網絡，這種網絡與單純的PLC遠程網絡相比，配置更靈活，擴展更方便，造價更低，性能價格比更好，也更具開放意義。PLC向高性能小型化方向發展，PLC的功能正越來越豐富，而體積則越來越小。比如三菱的FX-IS系列PLC，最小的機種，體積僅為 60×90&#

22、215;75mm，相當于一個繼電器，但卻具有高速計數、斜坡、交替輸出及16位四則運算等能力，還具有可調電位器時間設定功能。PLC已不再是早期那種只能進行開關量邏輯運算的產品了，而是具有越來越強的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計算機上才能具有的高級處理能力，如浮點數運算、PID調節、溫度控制、精確定位、步進驅動、報表統計等。從這種意義上說，PLC系統與DCS(集散控制系統)的差別越來越小了，用PLC同樣可以構成一個過程控制系統。PLC操作向簡易化方向發展。目前PLC推廣的難度之一就是復雜的編程使得用戶望而卻步，而且不同廠商PLC所有編程的語言也不盡相同，用戶往往需要掌握更多種編程語言，難度較

23、大。PID控制、網絡通信、高速計數器、位置控制、數據記錄、配方和文本顯示器等編程和應用也是PLC程序設計中的難點，用普通的方法對它們編程時，需要熟悉有關的特殊存儲器的意義，在編程時對它們賦值，運行時通過訪問它們來實現對應的功能。這些程序往往還與中斷有關，編程的過程既繁瑣又容易出錯，阻礙了PLC的進一步推廣應用。PLC的發展必然朝著操作簡化對復雜任務的編程，在這一點上西門子就充當了先行者，西門子S7-200的編程軟件設計了大量的編程向導，只需要在對話框中輸入一些參數，就可以自動生成包括中斷程序在內的用戶程序，大大方便了用戶的使用。2.2 PLC控制灌溉系統的優點 編程方便,現場可修改程序；維修方

24、便,采用模塊化結構；可靠性高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制裝置；數據可直接送入管理計算機；成本可與繼電器控制裝置競爭；輸入可以是交流115V；輸出為交流115V,2A以上,能直接驅動電磁閥,接觸器等；在擴展時,原系統只要很小變更；用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K；在灌溉控制系統中采用了PLC，用軟件實現對灌溉系統的自動控制，可靠性大大提高；去掉了大部分繼電器，控制系統結構簡單，外部線路簡化PLC可實現各種復雜的控制系統，方便地增加或改變控制功能；PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修；用于群控調配和管理，并提高灌溉控制系統運行效率；更改控制方案時不需改動硬件接線

25、；3 灌溉系統硬件設計3.1 總體設計3.1.1 設備配置灌溉設備：確定選用3臺IS單級單吸清水離心泵作為灌水泵，其型號初步確定為IS200-150-250，其滿足農業灌溉，水溫，泵流量的要求。同時分析計算，確定選用3臺型號為Y225S-4的三相鼠籠型異步電動機作為水泵的原動機。并初步確定搖臂式噴頭作為系統的灌水器。控制器;確定選用一臺可靠性和性價比比較高的FX2N系列PLC作為控制系統的主控元件。外圍設備：確定選用CJ10交流接觸器作為系統的自動控制電路，電動機的過載保護由熱繼電器實現。3.1.2電機啟動方法由電機及拖動基礎可知，三相交流異步電動機起動時電流較大，一般是額定電流的5-7倍。故

26、對功率較大的電動機，應采用降壓起動方式，Y-降壓起動是常用的方法之一。起動時，定子繞組首先接成星形，待轉速上升接近額定轉速時，再將定子繞組的接線換成三角形，電動機便進入全電壓正常運行狀態，這種起動方法的優點是設備簡單，經濟，起動電流小，缺點是起動轉矩小，且起動電壓不能按實際需要調節。系統采用Y-變換起動水泵電機來減少起動電流，減輕對電網形成的沖擊，減少能耗。該系統包括執行機構和控制機構兩部分。執行機構主要是電動機作為驅動源，通過控制各臺電機的啟動和停止來控制泵工作，從而給植物進行灌溉。控制機構主要是PLC可編程控制器。3.1.3 PLC對水泵電機控制方法當B類植物的土壤濕度低于最小值時，下液位

27、開關S2則閉合，開關量信號輸入PLC來控制水泵電機接通電源。當土壤濕度高于最大值時，上液位開關S1則閉合，此時開關信號輸入PLC來控制水泵斷電。A和C類植物通過PLC的土壤濕度以及土壤PH值來實現灌溉系統的起動和斷開。3.2 輸入和輸出接口輸入、輸出接口是PLC接受和發送各類信號接點的總稱，含主要用于連接開關量的輸入口、輸出口，以總線形式出現的總線擴展接口及以通信方式連接外部信號的通信口。開關量輸入口。開關量輸入接口用于鏈接按鈕、選擇開關行程開關、光電開關數字撥碼開關及各類傳感器的執行接點，是PLC的主要輸入接口。開關量輸入口有交流輸入和直流輸入兩種形式，此設計選用直流輸入單元。如圖3-1圖3

28、-1 直流輸入單元開關量輸出口。開關量輸出口用于連接繼電器、接觸器、電磁閥的線圈。是PLC的主要輸出接口。根據機內輸出器件的不同。PLC開關量輸出口通常有繼電器輸出、晶體管輸出、及晶閘管輸出三種輸出電路。此設計采用繼電器輸出方式。如圖3-2圖3-2 繼電器輸出方式3.3 輸入和輸出模塊的選擇可編程控制器輸入模塊是檢測并轉換來自現場設備（按鈕，限位開關，接近開關等）的高電平信號，模型類型分直流5、12、48、60V幾種；交流115V和220V兩種。模塊輸出的任務是將機器內部信號電平轉換為外部過程的控制信號。輸出模塊同時接通點數的電流累計值必須小于公共段所允許通過的電流值，輸出模塊的電流必須大于負

29、載電流的額定值。3.4 電源小型整體式可編程控制器內部設有一個開關電源，可為機內電路及擴展單元供電，另一方面還可為外部輸入元件及擴展模塊提供24V的DC電源。3.5 響應時間的分析可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠的接受持續時間小于掃描周期的輸入信號。系統響應時間是指輸入信號產生時刻與由此而使輸出信號狀態發生變化時刻的時間間隔。系統響應時間=輸入濾波時間+輸出濾波時間+掃描周期。3.6 機型的確定此設計PLC選型是關鍵，根據灌溉系統控制的要求，選用三菱FX2N-64MR-001，32點輸入，32點繼電器輸出，帶有RS232口及日歷時鐘功能，供電電源為24V 直流或100240 V交流，

30、同時可以控制4路AD、4路DA。系統可以方便地擴展輸入輸出口，系統中除液位傳感器為模擬信號外，其它輸入偷出信號均為開關量。3.7 控制系統的組成系統主要由PLC部分，土壤濕度傳感器土壤鹽堿度傳感器，執行器件等組成。控制系統結構示意圖如下：水泵2水泵3注水管噴頭1噴頭2水泵1水源PLC繼電器控制盤土壤濕度傳感器，土壤PH傳感器實時鐘信號梨A樹柳樹B桃樹C圖3-3 控制系統組成圖3.8 設備配置確定灌溉設備：確定選用3臺IS單級單吸清水離心泵作為灌水泵，其型號確定為IS200-150-250。同時分析計算，確定選用3臺型號為Y225S-4的三相鼠籠型異步電動機作為水泵的原動機。并確定搖臂式噴頭作為

31、系統的灌水器。 控制器;確定選用一臺可靠性和性價比比較高的FX2N系列PLC作為控制系統的主控元件，在此選用三菱FX2N-64MR-001。外圍設備：確定選用CJ10交流接觸器作為系統的自動控制電路，電動機的過載保護由熱繼電器實現 。CJ10交流接觸器中間的是三相電源線線，側邊的分別是一對常開觸點和一對常閉觸點，是用作自鎖和連鎖的。3.9 PLC輸入輸出點分配及系統結構框圖此設計PLC選型是關鍵，根據灌溉系統控制的要求，選用三菱FX2N-64MR-001，32點輸入，32點繼電器輸出，帶有RS232口及日歷時鐘功能，供電電源為24V 直流或100240 V交流，同時可以控制4路AD、4路DA。

32、系統可以方便地擴展入、出口，系統中除壓力傳感器為模擬信號外，其它輸入偷出信號均為開關量。3.9.1 PLC輸入輸出點分配表 3-1 PLC輸入點分配輸入設備名稱輸入點電機啟動按鈕X000停機按鈕X001土壤濕度傳感器開關X002土壤鹽堿度傳感器開關X003初始化脈沖M8002運行監視器M8000二號電磁閥置位開關X004表 3-2 PLC 輸出點分配輸出設備名稱輸出點一號電機星形接通Y000一號電機電機三角形接通Y001二號電機星形接通Y010二號電機三角形接通Y011三號電機星形接通Y020三號電機三角形接通Y021一號電磁閥Y002二號電磁閥Y003三號電磁閥Y004一號電磁閥指示燈Y00

33、5二號電磁閥指示燈Y006三號電磁閥指示燈Y0073.9.2 系統結構框圖 根據灌溉植物的特點，對其控制應滿足植物的需要，因此選用PLC作為灌溉控制系統的核心。系統由PLC控制器FX2N-64MR-001，24V直流電源電源，啟停按鈕，數據采集器件包括土壤濕度傳感器、土壤鹽堿度器，執行器件包括電磁閥，帶動水泵的電機。控制系統結構框圖如下：A/DPLC電源S土壤濕度土壤PH圖3-4 系統結構框圖4 控制系統各部分功能及設計控制系統包括電機Y-啟動。本系統除了土壤濕度傳感器以及土壤鹽堿傳感器輸入為模擬量外，其他輸入輸出均為數字量。編程控制器本身的抗干擾能力能滿足要求。PLC的容量包括IO點數，用戶

34、存儲器的容量。系統采用FPI可編程控制器專用編程軟件編制梯形圖。A類耐堿不耐旱植物：在不同地域，土壤濕度不同，當濕度位于最低點時土壤濕度傳感器輸入信號給PLC，控制X002閉合，一號電磁閥得電開啟，一號電磁閥指示燈亮，一號電機先星形連接。2秒后電機三角形連接，一號電機帶動水泵1工作，往水池里注水。當濕度位于最高點時，土壤濕度傳感器輸入信號給PLC,控制X004閉合 同時一號電磁閥斷電，一號電磁閥指示燈熄滅，一號電機停止工作，從而水泵1停止運轉，往水池里注水停止。B類耐旱不耐堿植物：在不同地域，土壤鹽堿地不同，當鹽堿地PH位于最高點時土壤鹽堿度度傳感器輸入信號給PLC，控制X003閉合，二號電磁

35、閥得電開啟，二號電磁閥指示燈亮，二號電機先星形連接。2秒后電機三角形連接，二號電機帶動水泵2工作，往水池里注水。當鹽堿度度PH值位于最高點時，土壤鹽堿度傳感器輸入信號給PLC,控制X004閉合 同時二號電磁閥斷電，二號電磁閥指示燈熄滅，二號電機停止工作，從而水泵2停止運轉，往水池里注水停止。C類不耐旱不耐堿植物：在不同地域，土壤鹽堿地不同，土壤濕度不同，當鹽堿地PH位于最高點時土壤鹽堿度度傳感器輸入信號給PLC，控制X003閉合，二號電磁閥得電開啟，二號電磁閥指示燈亮，二號電機先星形連接。2秒后電機三角形連接，二號電機帶動水泵2工作，往水池里注水。當鹽堿度度PH值位于最高點時，土壤鹽堿度傳感器

36、輸入信號給PLC,控制X004閉合 同時二號電磁閥斷電，二號電磁閥指示燈熄滅，二號電機停止工作，從而水泵2停止運轉，往水池里注水停止。當濕度位于最低點時土壤濕度傳感器輸入信號給PLC，控制X002閉合，一號電磁閥得電開啟，一號電磁閥指示燈亮，一號電機先星形連接。2秒后電機三角形連接，一號電機帶動水泵1工作，往水池里注水。當濕度位于最高點時，土壤濕度傳感器輸入信號給PLC,控制X004閉合 同時一號電磁閥斷電，一號電磁閥指示燈熄滅，一號電機停止工作，從而水泵1停止運轉，往水池里注水停止。在滿足以上兩種條件時，鹽堿度PH值高時，濕度較低時，應該滿足前者要求，當鹽堿度PH值正常或略低時，濕度較高時，

37、應該滿足后者要求。當滿足要求時，三號電磁閥啟動，三號電機啟動，開始澆水。到達要求后，停止澆水。 采用1號，2號，3號水泵分別控制注水管，噴頭1，噴頭2，以控制澆灌三種植物，土壤鹽堿度，土壤濕度信號輸入PLC，通過繼電器控制盤控制水泵1，水泵2，水泵3在設定的濕度以及PH值內啟停，從而控制灌溉三種不同的植物。4.1 軟件設計程序流程圖4.1.1 A類植物灌溉程序流程圖PLC初始化主程序自動？濕度S2?一號電磁閥啟動一號電機啟動濕度S1?一號電磁閥斷開一號電機停止圖 4-14.1.2 B類植物灌溉程序流程圖開始初始化自動？土壤鹽堿度在79？土壤鹽堿度在79二號電磁閥斷開二號電機停止二號電磁閥開啟二

38、號電機啟動 圖 4-24.1.3 C類植物灌溉程序流程圖開始初始化濕度以及鹽堿度是否達到標準？三號電磁閥開啟三號電機啟動三號電磁閥斷開三號電機停止圖 4-34.2 電機Y-啟動系統要求當按下啟動按鈕，首先電動機運行，帶動水泵抽水。同時系統中電機采用Y-啟動，啟動時繼電器KMy接通，過段時間，KMy斷開，繼電器KM接通，即完成Y-啟動。控制梯形圖與程序如下：4.3 A類植物灌溉控制A類耐堿不耐旱植物：在不同地域，土壤濕度不同，當濕度位于最低點時土壤濕度傳感器輸入信號給PLC，控制X002閉合，一號電磁閥得電開啟，一號電磁閥指示燈亮，一號電機先星形連接。2秒后電機三角形連接，一號電機帶動水泵1工作

39、，往水池里注水。當濕度位于最高點時，土壤濕度傳感器輸入信號給PLC,控制X004閉合 同時一號電磁閥斷電，一號電磁閥指示燈熄滅，一號電機停止工作，從而水泵1停止運轉，往水池里注水停止。控制梯形圖與程序如下：4.4 B類植物灌溉控制B類耐旱不耐堿植物：在不同地域，土壤鹽堿地不同，當鹽堿地PH位于最高點時土壤鹽堿度度傳感器輸入信號給PLC，控制X003閉合，二號電磁閥得電開啟，二號電磁閥指示燈亮，二號電機先星形連接。2秒后電機三角形連接，二號電機帶動水泵2工作，往水池里注水。當鹽堿度度PH值位于最高點時，土壤鹽堿度傳感器輸入信號給PLC,控制X004閉合 同時二號電磁閥斷電，二號電磁閥指示燈熄滅，二號電機停止工作，從而水泵2停止運轉，往水池里注水停止。控制梯形圖與程序如下：4.5 C類植物灌溉控制C類不耐旱不耐堿植物：在不同地域，土壤鹽堿地不同，土壤濕度不同，當鹽堿地PH位于最高點時土壤鹽堿度度傳感器輸入信號給PLC，控制X003閉合，二號電磁閥得電開啟，二號電磁閥指示燈亮，二號電機先星形連接。2秒后電機三角形連接，二號電機帶動水泵2工作，往水池里注水。當鹽堿度度PH值位于最高點時，土壤鹽堿度傳感器輸入信號給PLC,控制X004閉合 同時二號電磁閥斷電，二號電磁閥指示燈熄滅，二號電機停止工作，從而水泵2停止運轉，往水池里注水停止。當濕