自动浇水控制系统

自动浇水控制系统

◆贺洪

输入输出

名称代号输入编号名称代号输出编号水浸传感器ＳＱＸ０室外浇草电磁阀ＹＶ０Ｙ０水压传感器开关ＳＹＸ１室外盆栽电磁阀ＹＶ１Ｙ１变频器异常输出ＥＲＸ２室内喷洒电磁阀ＹＶ２Ｙ２

变频器启动信号ＫＡＹ３

自来水开启电磁阀ＫＢＹ４

报警声ＥＬＹ５

名称软元件名称软元件水源：水井Ｍ３０２室外盆栽开始分Ｄ３４水源：自来水Ｍ３０３室外盆栽结束时Ｄ４３确认Ｍ３０４室外盆栽结束分Ｄ４４启动Ｍ３０１间隔Ｄ３７停止Ｍ３００时长Ｄ３８当前时间：时Ｄ３室内盆栽开始时Ｄ５３当前时间：分Ｄ４室外盆栽开始分Ｄ５４当前时间：秒Ｄ５室外盆栽结束时Ｄ６３室外草木开始时Ｄ１３室外盆栽结束分Ｄ６４室外草木开始分Ｄ１４间隔Ｄ５７室外草木结束时Ｄ２３时长Ｄ５８室外草木结束分Ｄ２４室外草木Ｙ０间隔Ｄ１７室外盆栽Ｙ１时长Ｄ１８室内盆栽Ｙ２室外盆栽开始时Ｄ３３故障报警Ｙ５

ＨＡＮＤＳＯＮＰＲＯＪＥＣＴＳ制作天地

笔者单位有多块草坪，室外有几处盆景，办公楼

里也有盆景，平时由专职工人负责浇水，遇到假期，还要安排工人加班。于是，笔者设计制作了一套ＰＣＬ系统，实现了浇水工作的自动控制和无人值守。

一、控制要求

①利用水井或切换到自来水网供水。

②在设定的时间段内，什么时间开始浇水、间隔多长时间、浇多长时间可以预先设定，浇完水能自动关闭，既可实现单次也能实现周期性多次浇水。

③遇到阴雨天，控制系统会根据降雨量多少，可自动实现停止室外草木和盆栽花卉的浇水，而室内的盆栽花木按时进行。

④操作直观方便，具有良好的人机界面。

二、设计方案

采用三菱ＦＸ２Ｎ－３２ＭＲ型ＰＬＣ、三菱的ＦＦＲ－Ｅ５４０－７．５ｋ－ＣＨ变频器、供水系统水泵：额定功率为７．５ｋＷ，额定电压为３８０Ｖ，额定频率为５０Ｈｚ。触摸屏选用三菱Ｆ９４０ＧＯＴ－ＳＷＤ。

1．输入和输出点分配

如表１所示。

表１输入和输出点分配

2.触摸屏软元件设置

触摸屏软元件如表２所示。

表２触摸屏软元件设置

3.硬件接线图

如图１所示。

４．变频器参数设置

Ｐｒ．７３＝０，Ｐｒ７９＝１，Ｐｒ．１２８＝２０，Ｐｒ．１２９＝０．１％￣１０００％，Ｐｒ．１３０＝１￣３６００，Ｐｒ．１３１＝０￣１００％，Ｐｒ．１３２＝０￣１００％，

Ｐｒ．１３３＝０￣１００％，Ｐｒ．１３４＝０．０１￣１０ｓ，Ｐｒ．９０２＝０Ｖ，Ｐｒ９０３＝５Ｖ，Ｐｒ．９０４＝４ｍＡ，Ｐｒ．９０５＝２０ｍＡ。

三、软件系统设计

梯形图程序如图２所示。

四、系统控制过程

1.人机界面

人机界面采用三菱的Ｆ９４０ＧＯＴ－ＳＷＤ触摸

21

２００９年第３期电子制作

制作天

地ＨＡＮＤＳＯＮＰＲＯＪＥＣＴＳ

电子制作２００９年第３期

屏，主要由运行监控、操作界面、时间设定等模块组成，如图３所示。

2.系统控制流程

流程如图４所示。控制过程：

①通过人机界面选择水源，并设定三个地区的浇水时间参数后，按启动，系统以后每天只要一到设定时间便开始工作，单次或周期多次根据条件工作相应的时长。如果是下雨天，通过水浸传感器系统得到信号Ｘ０，便关闭室外的ＹＶ０、ＹＶ１电磁阀，不浇水，而室内的供水电磁阀ＹＶ２继续按时打开。

②如果水源选择是水井，

系统经输出端Ｙ３通过中间继

电器控制变频器的启动和停

止，再由变频器控制水泵的启

动停止和运行。

③水压传感器的模拟输

出信号（变频器４、５端）控制变

频器的输出频率；再由变频器

的输出频率控制水泵的转速，

从而达到自动控制管网水压和

节约电能的目的。

④当电磁阀不动作而使

供水堵塞时，水压传感器发出

开关信号Ｘ１后，经延时２ｍｉｎ后确认，ＰＬＣ立即停止变频器运行，达到停止水泵工作的目的。

⑤系统发生故障时，变频器的Ａ、Ｃ两端输出异常开关闭信号Ｘ２，ＰＬＣ立即停止变频器运行，停止所有电磁阀工作。同时输出Ｙ５报警。

⑥因为只有一台水泵，所以利用变频器内置的电子过电流保护实现电动机的过载保护功能。

⑦一般情况下，以水井作为水源。如果是直接接到公共自来水网，系统会通过Ｙ３关闭变频器，水泵不运行。同时输出端Ｙ４开启自来水电磁阀，由自来直接给浇水系统供水。

⑧水浸传感器、水压传感器工作的２４Ｖ直流电压由ＰＬＣ供给。

编者：读者如有更好的设计方案，实现既节省器材又达到同样的目的。欢迎来稿。

图2（续）

图

4

ＨＡＮＤＳＯＮＰＲＯＪＥＣＴＳ

制作天地

23

２００９年第３期电子制作