基于PLC的植物灌溉控制系统设计

自动化控制 • Automatic Control

114 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】PLC 植物 灌溉 控制系统 设计随着我国科学技术的不断发展壮大，现实中有很多的人工操作已经被自动化操作替代，我国把节水灌溉作为国民经济发展的重点项目，同时对半干旱地区的生态环境也有所改善，

利用PLC 系统后，不仅大大节约了人工成本，也使自动化系统在现实生活中得到广泛应用，

目前大多数工业地区用PLC 系统作为电器控制水平的衡量标准。根据环境监测得出的结论，对植物进行自动浇灌，该系统为配合控制，并且对检测到的参数进行准确的实时监测，以此对所浇灌的植物进行控制。1 系统组成1.1 PLC的造型及扩展模块的选定可编程控制器是以微处理器作为基础，综合了一种新型的工业控制装置系统，如计算机，自动控制及通信系统等技术，它的优点是：结构比较简单，编程很方便，可靠性非常高等。它广泛适用于工业生产过程，和工业装置的自动化控制中，成为工业控制的重要手段，和工业中重要的基础控制设备。随着我国

科技的不断创新，PLC 的功能也在不断完善并加强，PLC 系统的工作方式与工业控制计算机相比较是不完相同的，同时它的开发与计算机进行控制的开发相比也是不完全相同，因此，PLC 控制系统的设计理念遵循原则是：尽最大极限地满足被控对象所要达到的控制要求，同时尽量使控制系统变得越来越简单，而且经济适用，使用户更加方便的进行使用及合理的维护，充分保证系统的安全可靠性，最终达到一定的可扩展性。本控制系统分为A ，B ，C 三个模块，根据不同的区域以及不同植物的生长规律和要求，利用灌溉系统进行不同控制要求。基于PLC 的植物灌溉控制系统设计

文/靳瑞生 裴瑞婷

如在A 区我们釆用喷雾式灌溉，年喷3分钟，

然后休息6分钟，工作时间以早九晚五为准。在B 区我们釆用旋转式的喷头进行灌溉，分为两个小组来进行灌溉，每组每工作5分钟，休息20分钟，从每天早上九点开始，到下午两点结束。在C 区同样分为两个小组进行交替灌溉工作，每隔两天进行灌溉一次，工作系统分手动和自动两种控制工作方式，如果遇到天气变化或者阴雨天气，系统将自动停止对植物的灌溉，同时系统还受时间的控制，对植物的温度及湿度都有一定的测试控制功能，也就是说，当植物的温度和湿度都达到某一个设定的控制点时，系统将会自动报警，并且能自动改变该程序的运行方式，还能运用自动和手动

功能来控制水泵的运行，和停止，更有效地控

制各个电磁阀的开和关。

1.2 触摸屏的选择

根据系统显示以及控制的相关需求，我

们所选用的触摸屏型号为LEVI777A 富昌维控

触摸屏，该屏幕尺寸为10.2寸，分辨率可以达到800x400，COM1为其通讯端口，输入范围可以达到28VDC 范围内。1.3 传感器的选择在选择传感器的过程中，需要综合考虑传感器所测量的灵敏度，准确度，稳定性。因此我们在本次研究中采用的型号为HYDZ-102WS ，温度和湿度变送器以及一体投入式的

液位传感变送器，型号为TS-8020D 。图1所

示的就是温度和湿度变送器。

这种变送器能够同时对环境中的温度

和湿度进行参数模拟，并输出信号为20毫

安范围内，传输量程为1米，湿度可以达到

100%RH ，温度在零下40℃到120℃，可以在

12到24VDC 的电压范围内运行。我们选择的一体投入式液位传感变送器型号TS-8020D ，在其投入水中时即可以完成测量，准确测量末端到液面的高度，且量程为一米范围内，工作电压为24VDC ，输出信号控制在4到20毫安范围内。2 植物浇灌系统PLC相关程序设计我们所采用的植物灌溉系统是一种循环程序的控制流程图，当系统进行正常运行时，首先会进入初始化状态，需要对各个寄存器进行赋值，变送器可以采集参数，并将这些参数转化为实际的温度信号和湿度信号，储存于计算机中，然后系统会自动检测本次程序是自动式还是手动式。如果是自动控制，则需要将寄存器中的储存值和设定温度上限以及湿度下限进行比较，如果都上限和湿度值低于下限，此时会开启指示灯，如果温度没有达到上限时或者湿度也没有低于下限时，则此时电磁阀和指示灯会处于关闭状态。如果液位值超过上限，电磁阀和指示灯会同时关闭，以防灌溉过多水分，如果选择手动控制时则需要人为进行电磁阀按钮的控制。3 小结在本次研究中，我们基于PLC 植物灌溉控制系统，实现了对植物的自动灌溉，通过对一些参数的监测能够准确对植物灌溉进行自动化控制，包括温度，湿度以及液位值。结果发现该系统能够稳定运行，而且在数据处理，检测方面具有较强的能力，操作简便，具有广泛的使用价值。参考文献[1]赵镭,谢守勇,詹攀,黄河.

基于PLC

的灌溉压力控制系统研究简[J].西南大学学报(自然科学版),2016,38(12).作者简介靳瑞生（1972-），男，甘肃省武威市人。工学学士。教研室主任/副教授。研究方向为机电一体化。裴瑞婷（1992-），女，甘肃省武威市人。工学学士。助教。研究方向为机电一体化。作者单位甘肃畜牧工程职业技术学院 甘肃省武威市 733006图1（a）温、湿度变送器图（b）液位传感变送器