PLC 在農田自動灌溉系統中的應用

李 遠

(漯河職業技術學院，462000，河南漯河)

1 灌溉總體方案

以往的灌溉工程，很多沒有配套完整的灌溉系統，灌水時只能采用大水漫灌或人工灑水，不但造成水資源浪費，而且往往由于不能及時灌水、過量灌水或灌水不足，難以控制灌水均勻度，對作物的正常生長產生不良影響。傳統的地面大水漫灌已不能滿足現代灌溉的要求，采用高效的灌水方式勢在必行。噴灌以其節水、節能、省工和灌水質量高等優點，越來越被人們所認識。近年來噴灌發展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趨勢。

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，要求通過液位開關控制液位在最小值和最大值之間。B 類植物需要定時灌溉，要求6:00—6:30 之間，23:00—23:30 之間打開噴灌系統。C 類植物需要每隔1 d 的23:00 灌溉一次，每次10 min。

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PC 控制器FX2N-32MR-001、220 V 交流電源、啟停按鈕、數據采集器件（包括液位開關、實時鐘）、執行器（包括電磁閥、帶動水泵的電機）等組成。

2 控制系統設計

2.1 灌溉流程設計

A 類水生植物:在不同水位，水壓不同，當水位位于最低點時液位開關輸出信號給PLC，控制X002 閉合，1 號電磁閥得電開啟，1 號電磁閥指示燈亮，1 號電機先星形連接，2 s 后電機三角形連接，1 號電機帶動1號水泵工作，往水池里注水。當水位位于最高點時，液位開關輸入信號給PLC，控制輸入端X003 閉合，同時1 號電磁閥斷電，1 號電磁閥指示燈熄滅，1 號電機停止工作，從而1 號水泵停止運轉，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:通過時鐘來實現灌溉系統在規定時間段的啟動或斷開，在每天23:00，2 號電磁閥開啟，2 號電磁閥指示燈亮，2 號電機啟動，帶動2 號水泵工作，到了23:30，2 號電磁閥斷開，2 號電機停止運轉，從而2號水泵停止工作，停止對B 類植物澆灌。在每天6:00，2 號電磁閥開啟，2 號電機轉動帶動2 號水泵工作，延續到6:30，2 號電磁閥斷開，2 號電機停止運轉。控制噴頭6:00—6:30 和23:00—23:30 噴水。

C 類植物:通過時鐘來實現灌溉系統在規定時間段的啟動或斷開，每隔1 d 的晚上23:00 灌溉一次，這里用兩個計數器已達到延時10 min 的目的，這樣就達到了每次澆灌10 min 的目的。每隔1 d 即隔48 h 的23:00，3 號電機運轉帶動3 號水泵工作，控制噴頭，澆灌C 類植物。這里關鍵是把計數器作為時間繼電器用。

2.2 系統I/O 接線

根據系統控制要求，共分配了5 個輸入、12 個輸出，接線圖如圖2 所示。

圖2 系統接線圖

3 系統仿真調試

系統采用MCGS 實現畫面的制作，如圖3 所示。

圖3 系統仿真畫面

（1）按下開始，當A 類植物液位低時，1 號電機開始灌溉。

（2）當A 類植物液位高時，1 號電機停止灌溉。

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

（4）當時間超過6:30 或23:30，1 號電機停止灌溉。

（5）每隔1 d 的23:00，C 類植物需要灌溉，3 號電機開始灌溉。

（6）計時器開始工作，10 min 后，3 號電機停止工作，灌溉結束。