基于PLC的温室智能灌溉控制系统研究
基于PLC的温室智能灌溉控制系统研究摘要水资源的匮乏是当今世界面临的重大问题之一已引起了世界各国的广泛关注。农业生产是我国第一用水大户水资源的紧缺凸显出节水农业的重要意义。温室作为农业生产中重要的一部分在农业节水中扮演着越来越重要的角色。我国温室大棚绝大多数采用传统的沟畦灌水的利用率只有40%温室灌溉设备和系统较发达国家落后引进的设备价格昂贵品种较少满足不了农业生产发展的需要。正是在这样的背景下从我国温室灌溉系统和设备现状出发展开了温室灌溉控制系统的研究。本文从影响作物生长的湿度环境入手分析确定了温室灌溉决策因子通过对比分析选用滴灌方式进行温室灌溉在此基础上提出以PLC作为现场控制器设计了一套用于温室灌溉的控制系统。文章对整体方案进行了设计构思提出以PLC作为下位机的分布式控制系统。之后对控制系统的硬件部分进行了设计选用了三菱公司FX2N系列PLC以及专用的A/D转换模块并对传感器进行了选择。根据温室灌溉环境的特点将模糊控制理论引入到灌溉控制系统中温室土壤具有时滞性、非线性和纯滞后性等特点而模糊控制的鲁棒性强可以满足系统的要求。根据长期操作者的灌溉经验和农业部门对灌溉实践的总结参照一些成功的温室灌溉实例编制了模糊控制规则设计了模糊控制器。模糊控制器就以PLC为载体通过PLC程序的编制使模糊控制得以很好的实现。根据滴灌水运动规律本文制定了一套灌溉控制策略依据策略进行PLC程序的编制实现了温室灌溉控制系统的自动闭环控制。并用组态软件设计了上位机人机界面实现了系统的监控、报警、数据采集、实时和历史信息的查询、手动和自动开关的转换的功能。通过模拟实验验证说明了程序和上位机界面的可行性并用MATLAB软件进行仿真验证说明模糊控制器在灌溉控制中的优越性。系统达到总体设计要求为温室灌溉控制的研究开发提供了一种思路方法。关键词温室灌溉土壤湿度控制策略PLC模糊控制
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