李 遠(yuǎn)

(漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，462000，河南漯河)

1 灌溉總體方案

以往的灌溉工程，很多沒(méi)有配套完整的灌溉系統(tǒng)，灌水時(shí)只能采用大水漫灌或人工灑水，不但造成水資源浪費(fèi)，而且往往由于不能及時(shí)灌水、過(guò)量灌水或灌水不足，難以控制灌水均勻度，對(duì)作物的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。傳統(tǒng)的地面大水漫灌已不能滿足現(xiàn)代灌溉的要求，采用高效的灌水方式勢(shì)在必行。噴灌以其節(jié)水、節(jié)能、省工和灌水質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)。近年來(lái)噴灌發(fā)展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趨勢(shì)。

用PLC（可編程邏輯控制器）控制植物的灌溉。A類植物是水生植物，要求通過(guò)液位開關(guān)控制液位在最小值和最大值之間。B 類植物需要定時(shí)灌溉，要求6:00—6:30 之間，23:00—23:30 之間打開噴灌系統(tǒng)。C 類植物需要每隔1 d 的23:00 灌溉一次，每次10 min。

根據(jù)灌溉植物的特點(diǎn)，對(duì)其控制應(yīng)滿足植物的需要，因此選用PLC 作為灌溉控制系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)由PC 控制器FX2N-32MR-001、220 V 交流電源、啟停按鈕、數(shù)據(jù)采集器件（包括液位開關(guān)、實(shí)時(shí)鐘）、執(zhí)行器（包括電磁閥、帶動(dòng)水泵的電機(jī)）等組成。

2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 灌溉流程設(shè)計(jì)

A 類水生植物:在不同水位，水壓不同，當(dāng)水位位于最低點(diǎn)時(shí)液位開關(guān)輸出信號(hào)給PLC，控制X002 閉合，1 號(hào)電磁閥得電開啟，1 號(hào)電磁閥指示燈亮，1 號(hào)電機(jī)先星形連接，2 s 后電機(jī)三角形連接，1 號(hào)電機(jī)帶動(dòng)1號(hào)水泵工作，往水池里注水。當(dāng)水位位于最高點(diǎn)時(shí)，液位開關(guān)輸入信號(hào)給PLC，控制輸入端X003 閉合，同時(shí)1 號(hào)電磁閥斷電，1 號(hào)電磁閥指示燈熄滅，1 號(hào)電機(jī)停止工作，從而1 號(hào)水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，往水池里注水停止。如圖1 所示。

圖1 A 類植物灌溉流程圖

B 類植物:通過(guò)時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間段的啟動(dòng)或斷開，在每天23:00，2 號(hào)電磁閥開啟，2 號(hào)電磁閥指示燈亮，2 號(hào)電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)2 號(hào)水泵工作，到了23:30，2 號(hào)電磁閥斷開，2 號(hào)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而2號(hào)水泵停止工作，停止對(duì)B 類植物澆灌。在每天6:00，2 號(hào)電磁閥開啟，2 號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)2 號(hào)水泵工作，延續(xù)到6:30，2 號(hào)電磁閥斷開，2 號(hào)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂茋婎^6:00—6:30 和23:00—23:30 噴水。

C 類植物:通過(guò)時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間段的啟動(dòng)或斷開，每隔1 d 的晚上23:00 灌溉一次，這里用兩個(gè)計(jì)數(shù)器已達(dá)到延時(shí)10 min 的目的，這樣就達(dá)到了每次澆灌10 min 的目的。每隔1 d 即隔48 h 的23:00，3 號(hào)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)3 號(hào)水泵工作，控制噴頭，澆灌C 類植物。這里關(guān)鍵是把計(jì)數(shù)器作為時(shí)間繼電器用。

2.2 系統(tǒng)I/O 接線

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，共分配了5 個(gè)輸入、12 個(gè)輸出，接線圖如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)接線圖

3 系統(tǒng)仿真調(diào)試

系統(tǒng)采用MCGS 實(shí)現(xiàn)畫面的制作，如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)仿真畫面

（1）按下開始，當(dāng)A 類植物液位低時(shí)，1 號(hào)電機(jī)開始灌溉。

（2）當(dāng)A 類植物液位高時(shí)，1 號(hào)電機(jī)停止灌溉。

（3）每天6:00—6:30 和23:00—23:30，B 類植物需要灌溉，2 號(hào)電機(jī)開始灌溉。

（4）當(dāng)時(shí)間超過(guò)6:30 或23:30，1 號(hào)電機(jī)停止灌溉。

（5）每隔1 d 的23:00，C 類植物需要灌溉，3 號(hào)電機(jī)開始灌溉。

（6）計(jì)時(shí)器開始工作，10 min 后，3 號(hào)電機(jī)停止工作，灌溉結(jié)束。