淺談植物灌溉控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用

包世健

【摘 ? 要】 現(xiàn)如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的研發(fā)都處于不斷提升與進(jìn)步，這就使得在自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)廣泛。而通過(guò)在對(duì)植物灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，將PLC技術(shù)當(dāng)中的三菱FX2N這種系列當(dāng)做核心的主要控制器，不僅能夠?qū)⒅参镞M(jìn)行灌溉的時(shí)間進(jìn)行定時(shí)、量份進(jìn)行控制的自動(dòng)化目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，還能夠?qū)λY源起到很大程度的節(jié)約作用。本文對(duì)PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)進(jìn)行闡述，進(jìn)而提出在植物灌溉控制系統(tǒng)當(dāng)中PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 植物灌溉;控制系統(tǒng);PLC技術(shù)

Application of PLC in plant irrigation control system

Bao Shijian

[Abstract] ?It can not only realize the automatic target of timing and quantity control of plant irrigation， but also save water resources to a great extent. In this paper， the structure and characteristics of PLC technology are described， and then put forward the practical application of PLC technology in plant irrigation control system.

[Keywords] plant irrigation; Control system; The PLC technology

中國(guó)是屬于一個(gè)水資源較為缺乏的國(guó)家，而近幾年在中國(guó)部分地區(qū)當(dāng)中頻繁出現(xiàn)干旱的現(xiàn)象并且實(shí)際面積都較大。使用以往較為傳統(tǒng)的方式進(jìn)行灌溉就會(huì)出現(xiàn)水資源嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象，這就使得在對(duì)植物進(jìn)行灌溉的過(guò)程中問(wèn)題不斷增加，所以傳統(tǒng)方式已經(jīng)不適合再使用到現(xiàn)如今的灌溉工作當(dāng)中。PLC這種技術(shù)不僅整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在靈活與可靠方面的性能都較強(qiáng)，在其用應(yīng)用這種技術(shù)不僅可以在對(duì)植物進(jìn)行自動(dòng)化澆水，還能大幅減少水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，從而更加適合現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。

1 ?PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

PLC這種技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)就是由：電源、中央處理器、接口與I/0電路、儲(chǔ)存器等配件所組成。在這些組成配件當(dāng)中電源將系統(tǒng)電源、掉電保護(hù)、備用電源等全部包含其中，主要作用就是能夠使控制器進(jìn)行正常運(yùn)行，并在電路出現(xiàn)短路現(xiàn)象時(shí)使用備用電源使其能夠正常進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。中央處理器有被人們稱之為CPU，其自身具有較強(qiáng)的邏輯和運(yùn)算功能，主要作用就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)助調(diào)整。而在接口與I/0電路當(dāng)中的接口電路主要作用就是將PLC與現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中的設(shè)施和外部設(shè)施進(jìn)行構(gòu)建相互連接的通道，I/0電路的主要作用就是在輸入電路將所輸入的信號(hào)進(jìn)行隔離、電評(píng)的實(shí)際轉(zhuǎn)化與PLC實(shí)際輸出的最終結(jié)果進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)化，還能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中的設(shè)施起到驅(qū)動(dòng)作用。儲(chǔ)存器的作用顧名思義就是將所用信息數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存的配件，能夠?qū)⒖刂葡到y(tǒng)當(dāng)中用戶程序與監(jiān)控等詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存[1]。

2 ?在植物灌溉控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 ?對(duì)于控制的實(shí)際要求

由于植物灌溉控制系統(tǒng)需要根據(jù)不同的植物生長(zhǎng)特點(diǎn)與對(duì)水分、養(yǎng)分的4要求將實(shí)際灌溉控制系統(tǒng)分為兩個(gè)不同的區(qū)域，并針對(duì)兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的植物制定出不同的灌溉要求，將PLC控制技術(shù)實(shí)際應(yīng)用在植物灌溉控制系統(tǒng)中同時(shí)將PLC控制技術(shù)作為重要控制器為植物灌溉工作進(jìn)行控制，其對(duì)于控制的實(shí)際要求主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先是針對(duì)第一個(gè)區(qū)域內(nèi)植物進(jìn)行灌溉工作時(shí)可以采用普通灌溉的方式，運(yùn)用普通噴灑裝置對(duì)植物進(jìn)行灌溉，每灌溉2～4分鐘時(shí)需要停止灌溉10～15分鐘，這樣一來(lái)不僅可以確保植物能夠充分吸收水分同時(shí)還可以確保灌溉工作進(jìn)行的過(guò)程中不會(huì)因水分過(guò)多對(duì)植物的根莖造成損傷。其次是針對(duì)第二個(gè)區(qū)域內(nèi)植物進(jìn)行灌溉工作時(shí)可以采用旋轉(zhuǎn)式灌溉額方式，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)式噴灑裝置對(duì)植物進(jìn)行灌溉，沒(méi)灌溉5～7分鐘時(shí)需要停止灌溉30～40分鐘，這樣一來(lái)就可以確保第二個(gè)區(qū)域內(nèi)的植物能夠?qū)⒐喔鹊乃殖浞值奈?，為第二個(gè)區(qū)域內(nèi)植物的實(shí)際成長(zhǎng)提供保障?？刂葡到y(tǒng)的實(shí)際操作方式主要分為手動(dòng)控制與自動(dòng)控制，在實(shí)際對(duì)植物灌溉工作進(jìn)行控制的過(guò)程中可以通過(guò)手動(dòng)控制或自動(dòng)控制的方式將實(shí)際運(yùn)行中的噴灑裝置暫停，此外手動(dòng)控制與自動(dòng)控制還可以在電磁閥進(jìn)行時(shí)將電磁閥關(guān)閉，在通過(guò)自動(dòng)控制對(duì)植物灌溉工作進(jìn)行控制時(shí)不僅能夠有效提高實(shí)際灌溉工作的效率同時(shí)還可以有效降低相關(guān)工作人員的工作壓力。將自動(dòng)控制實(shí)際應(yīng)用在植物灌溉控制工作中能夠使得灌溉在遇到陰雨天氣時(shí)自動(dòng)停止灌溉工作，以免出現(xiàn)由于水分過(guò)多對(duì)植物造成的傷害，同時(shí)自動(dòng)控制還可以通過(guò)自身的傳感器對(duì)周邊的溫度、濕度、風(fēng)速以及天氣情況進(jìn)行測(cè)量，并針對(duì)實(shí)際周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，例如當(dāng)植物灌溉區(qū)域內(nèi)的濕度較高，這時(shí)自動(dòng)控制會(huì)針對(duì)實(shí)際濕度發(fā)出警報(bào)并運(yùn)行改變程序提高溫度來(lái)蒸發(fā)植物灌溉區(qū)域內(nèi)存在的大量潮濕空氣[2]。

2.2 ?對(duì)于硬件的實(shí)際設(shè)計(jì)

在將PLC技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到植物灌溉控制系統(tǒng)中時(shí)需要對(duì)控制系統(tǒng)的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便能夠有效提高植物灌溉控制系統(tǒng)的實(shí)際工作效率，從而為植物的生長(zhǎng)起到一定的推動(dòng)作用。由于植物灌溉控制系統(tǒng)需要根據(jù)不同的植物生長(zhǎng)特點(diǎn)對(duì)灌溉工作進(jìn)行區(qū)域劃分，因此就需要針對(duì)植物灌溉區(qū)域的劃分對(duì)控制系統(tǒng)的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，各個(gè)區(qū)域內(nèi)植物對(duì)于水分的需求不同在實(shí)際設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件時(shí)就需要針對(duì)各個(gè)區(qū)域內(nèi)采用不同數(shù)量的電磁閥，以便能夠有效控制灌溉，例如第一個(gè)區(qū)域內(nèi)植物對(duì)于水分的要求較高因此就需要在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置3～5個(gè)電磁閥，以便能夠?yàn)楣喔瓤刂葡到y(tǒng)提供實(shí)際灌溉所需的水資源，第二個(gè)區(qū)域內(nèi)植物對(duì)于水分要求較低就需要在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置1個(gè)或兩個(gè)電磁閥來(lái)對(duì)實(shí)際灌溉工作進(jìn)行控制，同時(shí)在設(shè)計(jì)好相應(yīng)的電磁閥只有可以通過(guò)采用一個(gè)繼電器來(lái)對(duì)水泵進(jìn)行控制，以便能夠有效提高植物灌溉控制系統(tǒng)的實(shí)際工作效率。與此同時(shí)，需要為兩個(gè)不同的區(qū)域設(shè)計(jì)出不同的頻率傳感器來(lái)控制兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的溫度與濕度。如第一個(gè)區(qū)域內(nèi)植物所需水分較大，在實(shí)際灌溉過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槟芗皶r(shí)關(guān)閉灌溉系統(tǒng)而導(dǎo)致植物水分過(guò)多，當(dāng)區(qū)域內(nèi)濕度較高時(shí)就需要及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施來(lái)降低該區(qū)域內(nèi)的濕度。

此外，需要為傳感器設(shè)計(jì)出報(bào)警系統(tǒng)，以便能夠在該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)溫度或濕度較高的情況時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，從而確保相關(guān)工作人員能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決。在灌溉控制系統(tǒng)中實(shí)際應(yīng)用PLC控制技術(shù)時(shí)可以針對(duì)PLC控制技術(shù)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，主要設(shè)置PLC控制技術(shù)的輸入信號(hào)點(diǎn)數(shù)、輸出信號(hào)點(diǎn)數(shù)、用戶程序長(zhǎng)短以及自動(dòng)控制等功能，同時(shí)還需要根據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)際要求將輸入信號(hào)點(diǎn)數(shù)設(shè)置為12點(diǎn)、輸出信號(hào)點(diǎn)數(shù)設(shè)置為15點(diǎn)，以便能夠確保實(shí)際植物灌溉控制系統(tǒng)的實(shí)際工作效率可以得到良好的保障。由于PLC控制系統(tǒng)的實(shí)際操作較為簡(jiǎn)單快捷，使得相關(guān)工作人員在通過(guò)PLC控制系統(tǒng)對(duì)植物灌溉工作進(jìn)行控制時(shí)能夠順利應(yīng)用PLC 控制系統(tǒng)，從而能夠有效提高實(shí)際灌溉工作的效率，為植物的生長(zhǎng)起到一定的推動(dòng)作用[3]。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在本文當(dāng)中將PLC這種技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到對(duì)植物進(jìn)行灌溉的控制系統(tǒng)當(dāng)中，并在灌溉控制系統(tǒng)當(dāng)中將PLC當(dāng)做主要控制器，這樣不僅能夠在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)較為簡(jiǎn)單，也能夠保證抗干擾、靈活等各方面的性能穩(wěn)定。通過(guò)PLC技術(shù)的應(yīng)用還能夠?qū)⑺Y源進(jìn)行節(jié)約，從而為我國(guó)缺少水資源的現(xiàn)象起到一定程度的緩和作用。

參考文獻(xiàn)：

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