组态课程设计--农田灌溉系统.doc

题 目 农田灌溉系统学 号 P091813239姓 名 王 杰同 组 人 任飞 王玉丽 朱利峰 朱咏赵佳专业班级 09级自动化2班学 院 电气工程学院 指导教师 王彩霞成 绩摘 要 本文介绍了引入MCGS组态软件辅助控制的液位定值控制系统设计方案，并实现对农作物的自动灌溉系统。系统阐述了MCGS设计的具体步骤和检测方法。作为本次课程设计小组的成员，本人负责的任务是报警系统的相关设置。关键词 监控 自动检测ABSTRACTThis paper introduces the design of the fixed value control system with MCGS software auxiliary control and realize the automatic irrigation monitoring of crops. The system describes the design of the specific steps and MCGS detection methods.Through the monitoring and real-time control of the irrigation system to make it automatic,water saving, convenient,fast and accurate.Finally to maintain soil moisture in a meet crop demand the reasonable scope,then through sprinkler irrigation technology,we can make the crops Irrigationed and realize the monitoring.Keywords : Irrigation, MCGS, Automatic绪 论近年来，随着我国综合国力的不断壮大，农产品价格不断上涨，水资源却日夜紧缺，水和土地是粮食生产的战略资源，我国70%的粮食来自灌溉土地，农业发展在很大程度上依赖于农田灌溉。而传统的灌溉方式由于主要靠农民用自备的小水泵或是靠人力挑水给农田灌溉，浇水量、浇水速度等都依靠人来控制，自动化程度比较低，直接影响了农产品的生长、质量和效益。为了充分发挥现有的节水设备作用，优化调度水资源，提高经济效益，研制和推广节水灌溉控制新技术是实现农业现代化的需要。结合大型农田水利灌区自动化系统的应用需求，对大规模农田水利灌区工程自动化控制系统灌溉关键技术进行研究，在灌区自动化系统的基础上，开发出满足农田水利灌溉自动化系统要求的高级应用软件，灌溉系统将更加节水节能，可降低灌溉成本，提高灌溉质量，是灌溉系统更加科学、方便，并大大提高管理水平。一、设计内容与要求设计要求本文主要对MCGS自动灌溉系统的检测进行了设计。其主要研究对象如下：1、设计对作物需水信息进行实时采集、检测与控制的硬件设备；2、设计合理实用的作物需水信息控制方法；3、作物需水信息控制方法的软件设计与实现；4、对作物进行合理灌溉。设计内容1用户窗口2实时数据库3运行策略二、设计思路此系统采用喷灌技术，喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系统或喷灌机组，形成具有一定压力的水，由喷头喷射到空中，形成细小的水滴，均匀的喷洒到土壤表面，为植物正常生长提供必要水分的一种先进的灌水方法。与传统的地面灌水方法相比，喷管具有节水、节能、省工等优点。土壤含水量的测定方法，从传统的烘干法，到电测法，直至现代应用的核技术手段，共有几十种。本设计由智能调节仪表采集PRO-F型传感器自动检测到的土壤的湿度，并将控制信号通过数据总线RS485总线传输给上位机组态软件，判断并控制继电器的通断控制电磁阀的开与关实现洒水。可以在种植区域内进行动态监控，使整个种植区的土壤湿度维持在一个适合作物生长的合理的范围内。田间系统阀门开启、关闭次序研究： 大型农田水利灌溉自动化控制系统拥有数量众多的干管、支管，各干管、支管的阀门呈树状分布，由于封闭式管道在输水过程中容易造成水锤，影响供水安全，上下级阀门之间需根据水利关系，严格遵守一定的次序开启或关闭。因此需要结合管道的复杂树状结构特点以及输水系统的水力学特点，计算干、支管之间的水力关系，从而确定干、支管上个阀门的开启、关闭次序，统一调度，做到安全供水。三、组态画面的设计1绘制农田自动灌溉系统运行组态画面精量灌溉试验区的组成和管线分布如下图所示，节水中心选取了期中的几个小区进行改造。未了描述直观，本文对试验区内需要改造的小区进行编号。 2绘制系统MCGS中心控制房界面其中采用了储水罐进行蓄水，对农田需水进行灌溉，而且对储水罐的水位采取实时监控，并产生报警数据和提示。3在用户窗口绘制图形画面 主要用于生成水位变化的动画显示画面、报警输出数据与曲线图表等。实时数据和历史数据，实时曲线和历史曲线 设置完毕后的数据显示窗口实时曲线是显示不同区域农田的土壤湿度的实时变化的曲线，通过该曲线可以形象的观察到农田湿度的动态变化。历史曲线是显示不同区域变化规律，如图所示。历史数据存入数据库，可以报表的形式打印出来，通过日报表、月报表和年报表，可对一些重要参数作短期、中期和长期的统计分析，达到科学灌溉的目的。4报警系统 当数据对象的值或状态改变时，根据实时数据对应数据判断是否报警或报警是否结束，并发报警信息；同时根据用户的组态设定，将报警信息存入指定数据库。4.1报警变量的设置农田湿度变量如rs1温度变量液位变量4.2农田适度报警系统(1)指示灯1号田 2号田 3号田 4号田(2)运行策略4.3液位报警系统4.4温度报警系统5运行与调试湿度报警（红色） 液位报警（红色） 温度报警（红色） 农田灌溉系统报警数据四、操作说明 该系统开发的主要界面：1中心控制室（系统控制界面）：实现系统控制软件化，通过计算机完成调节器上的手动控制；2农田（状态显示界面）：该界面是现场设备的运行情况，模拟系统的工艺流程；3实时报警处理：对农田系统实时采集的数据进行判断，发出报警信号，按技术要求处理并自动进行相应的设备控制。如各农田湿度情况，数位报警器等。4实时数据曲线显示：监视设备重要参数的变化趋势曲线，从而可以了解设备在一段时间的运行状况。如各农田的实时数据曲线 ，农田的历史曲线等。五、设计结论 该供水系统将控制技术、计算机网络控制技术等进行了集成，实现了各农田监控点的信息采集，并以动态曲线等形式对监测量进行分析、处理。该系统的作用是通过无线网络对农田灌溉用水量进行实时远程监控，将土壤湿度信息快递反馈给系统。监控系统可实现多画面的灵活转换，通过画面可显示系统的各种状态。该系统易于操作，运行稳定，且采用无线网络解决了有线传输带来的成本过高、布线复杂等问题，同时也实现了灌溉数据以报表的形式自动输出。又由于是远程监控，故实现了信息化进程。参考文献【1】 佚名，我国大型灌溉区基本情况.小开河网水利新闻【2】 滴溉系统的自动化控制的研究中国自动化网【3】 胡寿松，自动控制原理科学出版社【4】 李正军，计算机控制系统机械工业出版社 致 谢从接触课题到完成设计的这段时间里，指导