灌溉控制系统项目设计方案

1、灌溉控制系统项目设计方案1 绪论1.1 课题背景及目的课题背景PLC的发展伴随着我国节水灌溉技术的发展，我国从70 年代开始进行节水的地面灌溉技术的研究和应用工作， 30 多年来取得了显著的成绩，平整土地，推广小畦灌溉或沟灌是最早采用的改进技术， 具有一定的节水效果， 已普遍为农民所接受，我国科技工作者也对膜上灌河涌流灌的节水机理进行了一定的探索，在地面灌溉理论研究方面也取得了进展， 尤其是畦田规格， 单宽流量灌溉定额等节水因素优化， 制定灌溉技术方案从而节约用水量， 由于改进的地面灌溉技术简单实用，易于推广，对缓解和解决水资源短缺起了很大的作用。虽然我国在地面节水灌溉方面取得了一定的成就，但

2、仍存在一些问题和需要深化研究的方面， 包括地面灌水技术和节水机理，各种节水地面灌溉技术的适应条件，灌溉均匀度对作物的影响，以及各种改进地面灌溉技术的优化组合方式，另外波涌灌溉和激光平地水平畦灌等先进技术应用尚属空白，需要进一步研究解决和推广。当前，随着电气信息技术在节水灌溉工程中的应用， 发达国家如美国、 以色列、荷兰、加拿大、澳大利亚等成功开发了一系列用途广泛、功能极强的灌溉控制器。而我国在开发灌溉自动控制系统方面与发达国家差距较大，还处于研制、试用阶段，随着水资源的日趋紧及信息技术的发展， 开发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅具有广阔的市场前景，而且具有巨大的社会效益。在温室中培育苗

3、木 , 适量的灌溉是其中一道很重要的技术环节。 首要的是控制土壤湿度 , 既不能使土壤被水浸泡 , 又不可长期干旱。灌水量和灌水周期还应根据气候和用水量进行调节,以防止土壤湿度突然变化,影响苗木的生长 ,同时要根据当地的降水情况确定灌水的间隔和次数。因此 ,要做到定时定量的对其进行灌水和循环控制。 目前 ,在一些大型的灌区采用一种用组态软件开发出的节水灌溉远程自动控制系统,但其价格昂贵 ,控制元件多 ,投资大 ,其经济因素及适用性和针对性对中小型的温室大棚而言并不适用。因此,以 PLC 为控制核心、 PC 机为上位控制机的温 ( 网)室灌溉自动控制系统 ,能实现灌溉的定时、定量控制和循环控制。

4、满足中小规模的温( 网 ) 室中灌溉的要求。课题研究目的（ 1）通过自动喷灌的 PLC控制系统设计， 使学生进一步熟悉有关 PLC控制的理论知识。（ 2）掌握 PLC的结构、组成、工作原理，掌握根据控制要求用 PLC进行控制系统设计及控制程序设计方案和步骤。（ 3）熟悉掌握外文资料的查找、阅读与翻译。1.2 灌溉控制系统的发展趋势和研究现状综述灌溉控制系统的发展趋势随着可编程控制器技术的发展，其发展趋势将体现在以下几个方面：（ 1）进一步加快 CPU的处理速度（ 2）变革操作控制方式（ 3）发展智能化模块（ 4）进一步提高可靠性（ 5）提供更方便灵活的编程方法，让 PLC使用更加方便（ 6）

5、PLC的结构和规模更趋向两极分化，即大型化和小型化（ 7） PLC更加规化，标准化（ 8）加强 PLC的联网功能（ 9） PLC存储容量及存储特性灌溉技术改进和发展趋势主要包括以下几个方面：（ 1）采用激光平地等技术进行精细平地，促进田间水均匀分布。（ 2）田间灌水设施自动化。（ 3）研究应用地面灌溉自适应控制系统， 形成灌溉早期入渗速度， 行水控制，停水时间和灌溉效率的水管理系统。（ 4）建立区域供水管理系统，采用计算机， PLC等新技术进行水管理，并实现钟建轻管向重改重管的改变。灌溉控制系统的研究现状综述我国把节水灌溉作为国民经济可持续发展的一项重要措施和战略任务， 同时也是建设帮保护干旱

6、、 半干旱地区生态环境的一条重要途径， 目前，世界上许多工业国家把 PLC的使用作为衡量电气控制水平的标志， PLC汇集了超大规模集成电路的众多优点， 把它应用在节水灌溉控制系统中， 能够简化硬件结构、 提高可靠性、增加灵活性，可收到人们常说的“以软 ( 件) 代硬 ( 件) ”的效果，研制和推广节水灌溉技术是实现农业现代化的需要。我国在开发灌溉自动控制系统方面与发达国家差距较大， 还处于研制、试用阶段，随着水资源的日趋紧及信息技术的发展， 开发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅具有广阔的市场前景，而且具有巨大的社会效益。灌溉控制系统设计已朝着自动化和智能化的方向发展， 基于 PLC的灌溉

7、控制系统设计，介绍了可编程序控制器 (PLC)在节水灌溉控制系统中的应用，系统能根据用户要求设定各灌区的灌溉顺序和灌溉时间， 通过置程序把湿度传感器测定的土壤湿度信号输入到 PLC，与土壤最佳含水量对比，进一步控制电机和电磁阀的启闭 1 。近三、四十年科技的发展， 拉开了新的农业技术革命的序幕。 灌溉水管理技术的应用可以减少水在渠系调配过程中的损失， 达到节水的目的。 该技术还可以使水量分配合理，增加水量分布的均匀性， 因此也是使作物增产增效的有效途径。以色列、美国、荷兰等国家对不同作物的灌溉制度进行了深入的研究， 己取得了丰富的成果， 主要体现在农业信息的获取和及时处理、 农业系统模拟、 农

8、业生产管理、农业专家系统、 农业决策支持系统、 农业计算机网络应用和农产品贸易信息化等。一、国外研究状况国外由于节水灌溉发展时间长， 电子技术水平较高， 所以与节水灌溉配套的自动控制系统也较完善和先进。 节水灌溉发达国家已普遍采用计算机控制灌溉系统，用埋在地下的湿度传感器可以测得土壤湿度信息， 还有的智能系统能通过检测植物茎、果的直径变化， 来决定对作物的灌溉计划和灌溉量。 在温室等设施较多使用小型灌溉控制器， 这种设备通常能控制几路或十几路电磁阀， 有若干套灌溉管理程序，可预先设定灌水开始、结束时间和灌水间隔时间，操作方便，自动化、智能化控制运行精密、 可靠，节省人力，对灌溉过程的控制可达到

9、相当精度。近年来，发达国家为满足对灌溉系统管理的灵活、准确、快捷的要求，将空间信息技术、计算机技术和网络技术等高新技术应用到节水灌溉的控制与管理上来，这些技术是目前节水灌溉研究的热点。二、国研究状况我国的节水灌溉技术和设备自 20 世纪 50 年代从国外引进后， 由于设计、管理及设备上的一些问题， 没有得到大面积的应用， 相配套的自动控制系统就更少了。到 20 世纪 80 年代，随着经济的发展，水资源的紧及国家的重视，节水灌溉得到了迅猛地发展， 从国外引进许多先进节水灌溉设备， 同时我国在滴灌等节水灌溉技术上的研究也取得长足进步， 但是在自动灌溉控制系统方面仍属空白， 与国外相比，我国技术还比

10、较落后， 基本上还没有自行研制的成型的自动控制产品。那些引进的国外灌溉自动控制设备， 是为国外的具体情况设计的， 没有考虑我国的气候、土壤条件、作物类型等因素，并不适合我国的国情，不能充分发挥它的优势。凡此种种，在我国推广引进国外控制设备不可行的。 目前我国许多温室大棚都己配备了滴灌、 喷灌等各种微水灌溉设备， 但是缺乏与之配套的节水灌溉自动控制产品，这些温室大棚仍然采用手动开关阀门的方式来控制灌溉， 耗费人力，而水的利用效率仍然不高。 因此，加速开发适合我国国情的成套、适用、可靠、低成本、高效率、先进的智能节水灌溉控制系统是十分必要和紧迫的， 也是我国今后节水灌溉设备发展的主要方向。1.3

11、课题容和任务本课题容包括（ 1) 方案总体设计，（2）灌溉控制系统设计，（3）程序的仿真与调试。课题任务要求为：用PLC控制植物的灌溉。 A 类植物是水生植物，要求通过液位开关控制液位在最小值和最大值之间。B 类植物需要定时灌溉， 要求 6：00-6;30 之间， 23：00-23 ：30 之间打开喷灌系统。 C 类植物需要每隔一天的晚上 23:10 灌溉一次，每次 10 分钟。2 PLC 在灌溉控制系统中的应用2.1 PLC 的概述的特点（ 1）体积小（ 2）可靠性高（ 3）柔性好，可在线更改程序（ 4）对环境条件无要求（ 5）价格低廉发展史 ：第一代： 1969 年1972 年，代表产品有

12、(1) 美国 DEC公司的 PDP-14/L(2) 日本立石电机公司的 SCY-022(3) 日本北辰电机公司的 HOSC-20第二代： 1973 年1975 年，代表产品有(1) 美国 GE公司的 LOGISTROT(2) 德国 SIEMENS公司的 SIMATIC S3、 S4 系列(3) 日本富士电机公司的 SC系列第三代： 19761983年，代表产品有(1) 美国 GOULD公司的 M84、 484、584、684、884(2) 德国 SIEMENS公司的 SIMATIC S5 系列(3) 日本三菱公司的 MELPLAC-50、550第四代： 1983 年现在，代表产品有(1) 美国

13、 GOULD公司的 A5900(2) 德国西门子公司的 S7 系列发展方向（ 1）是 PLC网络化技术的发展，其中有两个趋势：一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌 PLC 除外形成自己各具特色的 PLC网络系统，完成设备控制任务之外， 还可以与上位计算机管理系统联网， 实现信息交流， 成为整个信息管理系统的一部分 ; 另一方面，现场总线技术得到广泛的采用， PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质 ( 比如双绞线、同轴电缆、光缆 ) 起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此

14、构成一个现场工业控制网络，这种网络与单纯的 PLC远程网络相比，配置更灵活，扩展更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。（ 2）是 PLC向高性能小型化方向发展， PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的 FX-IS 系列 PLC，最小的机种，体积仅为 60×90×75mm，相当于一个继电器，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及 16 位四则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能。 PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了， 而是具有越来越强的模拟量处理能力， 以及其他过去只有在计算机上才能具有的高级处理能力，如浮点数运算、 PID 调节

15、、温度控制、精确定位、步进驱动、报表统计等。从这种意义上说， PLC系统与 DCS(集散控制系统 )的差别越来越小了，用PLC同样可以构成一个过程控制系统。（ 3）是 PLC操作向简易化方向发展。 目前 PLC推广的难度之一就是复杂的编程使得用户望而却步， 而且不同厂商 PLC所有编程的语言也不尽相同， 用户往往需要掌握更多种编程语言，难度较大。 PID 控制、网络通信、高速计数器、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用也是 PLC程序设计中的难点，用普通的方法对它们编程时， 需要熟悉有关的特殊存储器的意义， 在编程时对它们赋值，运行时通过访问它们来实现对应的功能。这些程序往往还与中

16、断有关，编程的过程既繁琐又容易出错，阻碍了 PLC的进一步推广应用。 PLC的发展必然朝着操作简化对复杂任务的编程，在这一点上西门子就充当了先行者，西门子 S7-200 的编程软件设计了大量的编程向导，只需要在对话框中输入一些参数，就可以自动生成包括中断程序在的用户程序，大大方便了用户的使用。的分类（一）按结构分：（ 1）整体型(2) 组合型( 二) 按 I/O 点数及存容量分：（ 1）超小型：小于 64 点， 256Byet 1KB（ 2）小 型： 65128点， 13.6KB（ 3）中 型： 129512点， 3.6 13KB（ 4）大 型： 513896点，大于 13KB（ 5）超大型：

17、大于 896 点，大于 13KB2.2 PLC 控制灌溉系统的优点(1) 编程方便 , 现场可修改程序(2) 维修方便 , 采用模块化结构(3) 可靠性高于继电器控制装置(4) 体积小于继电器控制装置(5) 数据可直接送入管理计算机(6) 成本可与继电器控制装置竞争(7) 输入可以是交流 115V(8) 输出为交流 115V,2A 以上 , 能直接驱动电磁阀 , 接触器等(9) 在扩展时 , 原系统只要很小变更(10) 用户程序存储器容量至少能扩展到 4K。（ 11）在灌溉控制系统中采用了 PLC，用软件实现对灌溉系统的自动控制，可靠性大大提高（ 12）去掉了大部分继电器，控制系统结构简单，外

18、部线路简化（ 13）PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能（ 14）PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修（ 15）用于群控调配和管理，并提高灌溉控制系统运行效率（ 16）更改控制方案时不需改动硬件接线3 灌溉系统硬件设计3.1 总体设计设备配置(1) 灌溉设备：确定选用 3 台 IS 单级单吸清水离心泵作为灌水泵，其型号初步确定为 IS200-150-250 ，其满足农业灌溉，水温，泵流量和扬程的要求。同时分析计算，确定选用 3 台型号为 Y225S-4 的三相鼠笼型异步电动机作为水泵的原动机。并初步确定摇臂式喷头作为系统的灌水器。（ 2）控制器 ;

19、 确定选用一台可靠性和性价比比较高的 FX2N系列 PLC作为控制系统的主控元件。（ 3）外围设备：确定选用 CJ10 交流接触器作为系统的自动控制电路，电动机的过载保护由热继电器实现。电机启动方法由电机及拖动基础可知， 三相交流异步电动机起动时电流较大， 一般是额定电流的 5-7 倍。故对功率较大的电动机， 应采用降压起动方式， Y-降压起动是常用的方法之一。起动时，定子绕组首先接成星形， 待转速上升接近额定转速时， 再将定子绕组的接线换成三角形， 电动机便进入全电压正常运行状态， 这种起动方法的优点是设备简单，经济，起动电流小，缺点是起动转矩小，且起动电压不能按实际需要调节。系统采用 Y-

20、 变换起动水泵电机来减少起动电流，减轻对电网形成的冲击，减少能耗。该系统包括执行机构和控制机构两部分。执行机构主要是电动机作为驱动源，通过控制各台电机的启动和停止来控制泵工作， 从而给植物进行灌溉。 控制机构主要是 PLC可编程控制器。对水泵电机控制方法(1)当 A 类水生植物的水位低于最小值时，下液位开关S2 则闭合，开关量信号输入PLC来控制水泵电机接通电源。当水位高于最大值时，上液位开关S1则闭合，此时开关信号输入PLC来控制水泵断电。（ 2）B和 C类植物通过 PLC的实时钟来实现灌溉系统在时间段的起动和断开。3.2 输入和输出接口输入、输出接口是 PLC接受和发送各类信号接点的总称，

21、含主要用于连接开关量的输入口、 输出口，以总线形式出现的总线扩展接口及以通信方式连接外部信号的通信口 23 。（ 1）开关量输入口。开关量输入接口用于按钮、选择开关行程开关、光电开关数字拨码开关及各类传感器的执行接点， 是 PLC的主要输入接口。 开关量输入口有交流输入和直流输入两种形式，此设计选用直流输入单元。如图3-1图 3-1 直流输入单元(2) 开关量输出口。开关量输出口用于连接继电器、 接触器、电磁阀的线圈。是 PLC的主要输出接口。根据机输出器件的不同。 PLC开关量输出口通常有继电器输出、晶体管输出、及晶闸管输出三种输出电路。 此设计采用继电器输出方式。如图 3-2图 3-2继电

22、器输出方式3.3 输入和输出模块的选择可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备（按钮，限位开关，接近开关等）的高电平信号，模型类型分直流5、12、48、 60V 几种；交流115V 和220V两种。模块输出的任务是将机器部信号电平转换为外部过程的控制信号。输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共段所允许通过的电流值，输出模块的电流必须大于负载电流的额定值。3.4 电源小型整体式可编程控制器部设有一个开关电源，可为机电路及扩展单元供电，另一方面还可为外部输入元件及扩展模块提供24V 的 DC电源。3.5 响应时间的分析可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠的接受持续时间小于扫描周期的

23、输入信号。系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时刻的时间间隔。系统响应时间 =输入滤波时间 +输出滤波时间 +扫描周期。3.6 机型的确定此设计 PLC 选型是关键，根据灌溉系统控制的要求，选用三菱FX2N-64MR-001，32 点输入，32 点继电器输出，带有 RS232口及日历时钟功能，供电电源为 24V 直流或 100240 V 交流，同时可以控制 4 路 A D、 4 路 DA。系统可以方便地扩展输入输出口， 系统中除液位传感器为模拟信号外， 其它输入偷出信号均为开关量。3.7 控制系统的组成系统主要由 PLC部分，液位传感器， 执行器件等组成。 控制系统结

24、构示意图如下 4 ：PLC继电器控制盘实时钟信号水泵2水泵3水泵1注水管喷头1喷头2水源液位传感器图 3-3控制系统组成图3.8 设备配置确定(1) 灌溉设备：确定选用 3 台 IS 单级单吸清水离心泵作为灌水泵，其型号确定为 IS200-150-250 。同时分析计算，确定选用 3 台型号为 Y225S-4 的三相鼠笼型异步电动机作为水泵的原动机。并确定摇臂式喷头作为系统的灌水器。（ 2）控制器 ; 确定选用一台可靠性和性价比比较高的 FX2N系列 PLC作为控制系统的主控元件，在此选用三菱 FX2N-64MR-001。(3) 外围设备：确定选用 CJ10 交流接触器作为系统的自动控制电路，

25、电动机的过载保护由热继电器实现 。CJ10 交流接触器中间的是三相电源线线，侧边的分别是一对常开触点和一对常闭触点，是用作自锁和连锁的。3.9 PLC 输入输出点分配及系统结构框图此设计PLC 选型是关键，根据灌溉系统控制的要求，选用三菱FX2N-64MR-001，32 点输入，32 点继电器输出，带有 RS232口及日历时钟功能，供电电源为 24V 直流或 100240 V 交流，同时可以控制4 路 A D、 4 路 DA。系统可以方便地扩展入、 出口，系统中除压力传感器为模拟信号外， 其它输入偷出信号均为开关量 56 。输入输出点分配表 3-1 PLC 输入点分配输入设备名称输入点电机启动

26、按钮X000停机按钮X001液位开关（下）X002液位开关（上）X003初始化脉冲M8002运行监视器M8000二号电磁阀置位开关X004表 3-2 PLC 输出点分配输出设备名称输出点一号电机星形接通Y000一号电机电机三角形接通Y001二号电机星形接通Y010二号电机三角形接通Y011三号电机星形接通Y020三号电机三角形接通Y021一号电磁阀Y002二号电磁阀Y003三号电磁阀Y004一号电磁阀指示灯Y005二号电磁阀指示灯Y006三号电磁阀指示灯Y007系统结构框图根据灌溉植物的特点， 对其控制应满足植物的需要，因此选用 PLC作为灌溉控制系统的核心。系统由PLC控制器 FX2N-64

27、MR-001， 24V 直流电源电源，启停按钮，数据采集器件包括压力传感器，实时钟，执行器件包括电磁阀，带动水泵的电机。控制系统的结构框图如下71011：SPLCA/D电源图 3-4系统结构框图4 控制系统各部分功能及设计控制系统包括电机Y-启动。本系统除了液位传感器输入为模拟量外，其他输入输出均为数字量。编程控制器本身的抗干扰能力能满足要求。PLC的容量包括 I O点数，用户存储器的容量。系统采用FPI 可编程控制器专用编程软件编制梯形图。A 类水生植物：在不同水位，水压不同，当水位位于最低点时压力传感器输入信号给 PLC，控制 X002 闭合，一号电磁阀得电开启，一号电磁阀指示灯亮，一号电

28、机先星形连接。 2 秒后电机三角形连接，一号电机带动水泵 1 工作，往水池里注水。当水位位于最高点时， 压力传感器输入信号给 PLC,控制 X004 闭合 同时一号电磁阀断电，一号电磁阀指示灯熄灭，一号电机停止工作，从而水泵1停止运转，往水池里注水停止。B 类植物：通过实时钟来实现灌溉系统在规定时间段的启动或断开，在每天23：00 二号电磁阀开启，二号电磁阀指示灯亮，二号电机启动，带动水泵2 工作，到了 23：30，二号电磁阀断开。二号电机停止运转，从而水泵2 停止工作，停止对 B 类植物浇灌。在每天 6：00 二号电磁阀开启，二号电机转动带动水泵2工作，延续到 6： 30，二号电磁阀断开，二

29、号电机停止运转。控制喷头1在 6：00-6 ：30 喷水。C类植物：通过实时钟来实现灌溉系统在规定时间段的启动或断开，每隔一天的晚上 23;10 灌溉一次，这里用两个计数器以达到延时10 分钟的目的，这样就达到了每次浇灌 10 分钟的目的。每隔一天即隔 48 小时后的 23:10喷头 2再次喷水。三号电机运转带动水泵3 工作，控制喷头 2，浇灌 C类植物。这里关键是把计数器作时间继电器用。采用 1 号，2 号，3 号水泵分别控制注水管，喷头 1，喷头 2，以控制浇灌三种植物，实时钟信号和液位传感器信号输入 PLC，通过继电器控制盘控制水泵 1，水泵 2，水泵 3 在设定时间的启停，从而控制灌溉

30、三种不同的植物。4.1 软件设计程序流程图类植物灌溉程序流程图主程序PLC 初始化自动？水 位 S2?一号电磁阀启动一号电机启动一号电磁阀一 号 电断开机停止水 位 S1?图 4-1类植物灌溉程序流程图开始初始化自动？时间在 6：00-6：30？二号电磁阀开启二号电机启动时间在23：00-23 ： 30？二号电磁阀断开二号电机停止图 4-2类植物灌溉程序流程图开始初始化每隔一天 23：三号电磁阀三号电机启00-23 ： 10？开启动三号电磁阀断开三号电机停止图 4-3总体程序流程图图 4-4总体程序流程图4.2 电机 Y-启动系统要求当按下启动按钮， 首先电动机运行， 带动水泵抽水。 同时系统

31、中电机采用 Y-启动，启动时继电器 KMy接通，过段时间， KMy断开，继电器 KM接通，即完成 Y-启动 89 。控制梯形图与程序如下：图 4-5 Y-启动梯形图图 4-6 Y- 启动程序4.3 A 类植物灌溉控制当 A 类水生植物的水位低于最小值时，下液位开关S2 则闭合，开关量信号输入 PLC来控制水泵电机接通电源。当水位高于最大值时，上液位开关S1 则闭合，此时开关信号输入PLC来控制水泵断电。控制梯形图与程序如下：图 4-7 A类水生植物液位控制程序图 4-8 A类水生植物液位控制梯形图4.4 B 类植物灌溉控制B 类植物通过 PLC的实时钟来实现灌溉系统在时间段的启动和断开。时间可

32、根据实际情况进行编程调整，B 类植物定时灌溉要求为： 6：00-6 ：30 之间， 23：00-23 ：30 之间打开喷灌系统 1314 。类植物在 23：00-23 ： 30 之间灌溉控制梯形图和程序图 4-9 B类植物 23： 00-23 ：30 之间控制梯形图图 4-10 B类植物 23： 00-23 ：30 之间控制程序类植物在 6：00-6 ：30 之间灌溉控制梯形图和程序图 4-11 B类植物 6：00-6 ： 30 之间控制梯形图图 4-12 B 类植物 6：00-6 ： 30 之间控制程序4.5 C 类植物灌溉控制C类植物通过 PLC的实时钟来实现灌溉系统在时间段的启动或断开，

33、 时间可根据实际情况进行调整。 C类植物需要每隔一天的晚上 23:10 灌溉一次，每次 10分钟 1516。图 4-13 C 类植物灌溉控制梯形图图 4-14 C类植物灌溉控制程序4.6 灌溉控制系统总体程序和梯形图图 4-15总体程序图图 4-15总体梯形图5 程序的仿真与调试PLC仿真软件是模拟PLC的运行情况， 验证和 PLC连接离线情况下程序的逻辑关系或数据传递或执行或输出或监控等是否合符控制要求。在这里采用GXDeveloper和 GT Simulator进行程序的仿真与调试 171819 。5.1 Y- 启动程序仿真与调试启动梯形图逻辑测试图 5-1 Y-启动逻辑测试梯形图图 5-

34、2 Y- 启动程序正常运行图启动仿真调试按下启动按钮（启动开关和停止开关为点动开关），电机先星形接通，两秒后，星形接通断开，电机三角形接通2021 。如图 :图 5-3电机接通图按下停止按钮，电机停止运转。如图：图 5-4电机停止图5.2 A 类植物灌溉控制仿真与调试类植物灌溉控制梯形图逻辑测试图 5-5 A类植物灌溉控制逻辑测试梯形图图 5-6 A 类植物灌溉控制程序正常运行图类植物灌溉控制仿真调试当液位 S2 时，下液位开关闭合，一号电磁阀开启，一号电磁阀指示灯亮，一号电机先星形启动，两秒后一号电机三角形启动。如图：图 5-7一号电机运行图当液位 S1 时，上液位开关闭合，控制一号电机停止

35、，从而停止往水池里注水。如图：图 5-8一号电机停止图5.3 B 类植物灌溉控制仿真与调试类植物灌溉控制梯形图逻辑测试图 5-9 B类植物 23:00-23:30灌溉控制逻辑测试梯形图图 5-10 B类植物 6:00-6:30灌溉控制逻辑测试梯形图图 5-11 B类植物灌溉控制程序正常运行图类植物灌溉控制仿真调试置位开关X004 置于闭合状态， 当时间处于23:00-23:30或 6：00-6 ：30 时，二号电磁阀开启， 二号电磁阀指示灯亮， 同时二号电机先星形启动， 两秒后二号电机三角形启动。控制喷灌头浇灌B 类植物。如图：图 5-12二号电机运行图当时间不处在 23:00-23:30和

36、6：00-6 ：30 这两个时间段时， 二号电机停止运行，不进行浇灌。如图：图 5-13二号电机停止图5.4 C 类植物灌溉控制仿真与调试类植物灌溉控制梯形图逻辑测试图 5-14 C类植物灌溉控制逻辑测试梯形图图 5-15 C 类植物灌溉控制程序正常运行图类植物灌溉控制仿真调试通过实时钟来实现灌溉系统在规定时间段的启动或断开，每隔一天的晚上23;10 灌溉一次，即隔 48 小时后的 23:10 喷头 2 喷水，每次 10 分钟。可把计数器作时间继电器用。在23：00 时，三号电磁阀开启，三号电磁阀指示灯亮，同时三号电机先星形启动， 两秒后三号电机三角形启动， 控制喷灌头灌溉C类植物。如图：图

37、5-16三号电机运行图图 5-17三号电机停止图6 总结时间很快，为期三个月的毕业设计就这么结束了，接下来就要进行答辩了，答辩完了大学生活也就真正意义上的结束了。 回想这一段时间， 有过毕业设计着手前的迷惘，有过老师指点后的豁然，有过毕业设计完成后的释然。个中滋味，只有真正经历过的人才会体会。这次毕业设计的题目是灌溉控制系统设计。 因为是基于 PLC的灌溉控制系统的设计，选的 PLC也是三菱 FX-2N系列的。所以在设计之初， 我并没有马上着手设计，而是在图书馆借了几本有关三菱 FX-2N的书，好好的看了一个星期， 对这次毕业设计的整体思路有了个大概的了解。 这里我要感老师给我的指点， 尽管整体思路有了，但真正实施起来还是经常会碰到困难， 老师每周两次的答疑给了我很多的指点。让我顺利的完成了毕业设计。毕业设计是对自己大学知识的总结与提炼。马虎不得。在这次毕业设计中，重点是关于 PL