基于管控一體化技術的滴灌控制系統設計探究

摘要：近年來各個行業的發展都受到了多方關注，所以對行業發展的扶持力度也較之前獲得了極大的提高。農業，作為我國發展眾多行業的基礎性產業，其在現在以及未來的發展之中占據的地位越來越高。同時，目前隨著全球農業的不斷發展，急需對農業進行一次技術上的革新。新時期應該突出農業的集約化模式，所以必須開展有序、有規模的種植，所以必須對農業處理技術進行完善和創新。滴灌控制系統作為一種自動化控制的綜合技術，其將多種技術進行整理和聯系，主要包括無線傳感、人機交流、變頻等相關技術。有研究結果表示，一體化控制系統其不但能夠實現農產品的增產增收，還能夠進一步的提高水資源的利用率，所以對于未來農業行業的發展尤其是擴大化種植意義突出。本文就基于此系統展開分析。

關鍵詞：管理控制一體化技術滴管控制優化農業工作

0引言

相較于世界上的其他國家而言，我國一直占據著世界上農業大國的重要地位，而對于農業發展來說，其最基本的需求就是對于水資源的需求。但是，目前水資源保護以及嚴重的消耗問題已經成為一個全球化的問題，而水資源問題，會直接影響到農業產業的發展，還會進一步降低最終的產量。所以，如何解決用水問題，不但是農業發展過程中的基本問題，還是國家前進過程中的主要阻礙。滴灌控制系統是新時期農業發展中的技術型產物，在逐漸應用的過程中發現此技術能夠直接改善農業用水問題，且不會受到外界因素以及條件的影響，所以未來應用價值極大，可以在農業種植生產過程中推廣應用。

1滴灌控制系統設計的意義

對于農業大國而言，節水能夠起到雙重的作用，即：加速水利工程發展建設、農業可持續發展，同時還符合當下我國對于資源可持續發展的追求。分析當下應用的眾多灌溉方法，其最終所取得的效果均不一致，但是從節水效果上進行分析，目前應用效果最好的就是微灌。分析我國傳統的農業灌注工作，其主要是借助于經驗，而經驗就是依靠于人工，所以其灌注的效果還是沒有預期想象的要好，即便也進行了系統的改善和更改，但是耗費的資源較多且成本較高，所以滴灌系統如何優化已經成為農業發展的障礙。新時期背景下，我國急迫建立一個集約化、大面積的農業產業，所以探索出更加適合農業灌溉的技術已經是首要需要解決的問題了。而計算機、總線以及無線傳感等相關技術的聯合應用，對于生產灌溉自動管控一體化的構建尤為重要，而此系統的實施，將直接作用于農業的發展，實現資本節約、水資源最大利用的雙重效果。

2滴灌控制系統以及應用實例

2.1案例不足分析

以某市農業生態園作為此次試驗研究的應用案例，其在規劃過程中進行分析，需要用地在130hm2以上，整個農業生態園中包含了蔬菜、果蔬以及鮮花等等，整個園區配置了相應的灌溉所需設備，但是園區并未配備文章中所說的自動化灌溉控制系統，其仍舊采取了常規性的人力操作，最終出現了人力耗費大、水資源利用差的局面。同時，還存在著人員問題，因為此灌溉是依據工作人員的經驗進行，所以常常發生灌溉不足或者灌溉過剩的局面，直接影響園區產量。

2.2滴灌控制系統方案規劃

將生態園區的不足問題作為研究的背景，首先對其特點進行分析，并在此基礎上討論管控方案。方案設計中借助了一臺工控機進行集中管理，同時將其作為主站控制終端，在主站的基礎上，對歸屬于總線下的從站系統進行分散處理，然后將從站系統與無線通信結合來對滴灌從站進行管理，最后完成滴灌管理（集中、分散）。方案中將工控機PLC作為控制主導，這樣做的效果就是降低了傳統管控工作存在的大量信息量問題。方案中將視窗控制中心作為實現人與機器之間交流的位置，在此設備中加入其他的技術，例如無線傳感以及現場總線技術等，最終完成管理一體化。而從結果的研究來看，其直接解決了案例中存在的不足問題，例如布線、產量、水源等問題，真正實現了一體化管控。下面就是此園區的管控圖。

從圖中來看，此圖中涉及到三個層級，具體分為管理級、監控級以及現場級。首先，管理級。以太網與計算機之間的有效通信。工控機與管理層建立聯系，能夠直接收集園區的生產信息以及具體的滴灌實施計劃等等。其次，監控級。方案中工控機、PLC兩者聯合，最終成為管控的核心，在此同時配備其他軟件（STEP7）進行管理。最后，現場級。此層級是由兩方面組成的，即：樞紐區、灌溉現場區，由于農業生產過程中有其自身所獨有的特點（所需地域廣、研究對象多等等），基于以上特點在灌溉現場敷設了無線從站，借助傳感器以及溫度等條件將信息輸送出去。

3軟件設計

3.1控制軟件

首先需要對滴管系統進行一個詳細的分析，并結合系統最終使用過程中想要實現的控制需求來對相應的控制部分加以分解?？刂瞥绦虻拈_發，其需要借助模塊化以及結構化編程等相關設計，按照需求將作為關鍵的模塊放置于主循環組織之中，而對于具有實時性以及頻率等方面要求相對較高的程序放置于OB35定時循環中斷組織塊中，同時將用于開機準備的相關程序，例如復位以及置位等程序置于OBI00的初始化模塊之中。

3.2監控軟件

監控界面，其需要借助西門子組態軟件———WinCC，在此組態軟件之中含有針對性的通道單元、軟PLC通訊。但是相對于常規系統來說，此系統對于監控的設備以及顯示的具體數據有較為迫切的需求，借助對系統的分類，將絕大多數的信息都顯示在同一個界面之中。同時，根據設備狀態以及系統的參數來進行相應界面的設置，最終每一個界面都能夠借助點擊按鈕來進行所需畫面的切換處理。在以上功能系統實現的基礎上，還可以通過利用傳感器、電磁閥這樣的設備來對每一個階段運行的具體狀態進行選擇。

4結語

對于農業大國而言，其需要不斷加大對于農業整個產業的開發和利用，但是水資源危機在全球范圍內的出現，如何保護水資源就成為了主要研究的方向之一，對于農業這類急需水資源的產業結構，其必須尋求更好的發展途徑。結合本文所涉及到的案例進行分析，傳統灌溉在新時期的應用，最終所收獲到的效果是有限的，而滴灌儼然已經成為當前農業發展必須的技術手段，且在應用的過程中具有較多優點，節省水資源、提升產量等等。所以，未來滴灌還有進一步實施以及改善的空間，可以促進農業的發展，可以推廣應用。

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