組態(tài)課程設(shè)計--農(nóng)田灌溉系統(tǒng)

1、<p>　　題 目 農(nóng)田灌溉系統(tǒng)</p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　姓 名 </p><p><b>　　同 組 人 </b></p><p>　　專業(yè)班級 09級自動化2班</p><p>　

2、　學(xué) 院 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　成 績</b></p><p>　　摘 要 本文介紹了引入MCGS組態(tài)軟件輔助控制的液位定值控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并實現(xiàn)對農(nóng)作物的自動灌溉系統(tǒng)。系統(tǒng)闡述了MCGS設(shè)計的具體步驟和檢測方法。</p>&

3、lt;p>　　作為本次課程設(shè)計小組的成員，本人負責的任務(wù)是報警系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置。</p><p>　　關(guān)鍵詞 監(jiān)控 　ＭＣＧＳ　自動檢測</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper introduces the design of the fixed value control syst

4、em 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.</p><p>　　Through the monito

5、ring and real-time control of the irrigation system to make it automatic,water saving, convenient,fast and accurate.</p><p>　　Finally to maintain soil moisture in a meet crop demand the reasonable scope,then

6、 through sprinkler irrigation technology,we can make the crops </p><p>　　Irrigationed and realize the monitoring.</p><p>　　Keywords : Irrigation, MCGS, Automatic</p><p><b>　

7、　緒 論</b></p><p>　　近年來，隨著我國綜合國力的不斷壯大，農(nóng)產(chǎn)品價格不斷上漲，水資源卻日夜緊缺，水和土地是糧食生產(chǎn)的戰(zhàn)略資源，我國70%的糧食來自灌溉土地，農(nóng)業(yè)發(fā)展在很大程度上依賴于農(nóng)田灌溉。而傳統(tǒng)的灌溉方式由于主要靠農(nóng)民用自備的小水泵或是靠人力挑水給農(nóng)田灌溉，澆水量、澆水速度等都依靠人來控制，自動化程度比較低，直接影響了農(nóng)產(chǎn)品的生長、質(zhì)量和效益。</p><p&g

8、t;　　為了充分發(fā)揮現(xiàn)有的節(jié)水設(shè)備作用，優(yōu)化調(diào)度水資源，提高經(jīng)濟效益，研制和推廣節(jié)水灌溉控制新技術(shù)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需要。結(jié)合大型農(nóng)田水利灌區(qū)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用需求，對大規(guī)模農(nóng)田水利灌區(qū)工程自動化控制系統(tǒng)灌溉關(guān)鍵技術(shù)進行研究，在灌區(qū)自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出滿足農(nóng)田水利灌溉自動化系統(tǒng)要求的高級應(yīng)用軟件，灌溉系統(tǒng)將更加節(jié)水節(jié)能，可降低灌溉成本，提高灌溉質(zhì)量，是灌溉系統(tǒng)更加科學(xué)、方便，并大大提高管理水平。</p><p&g

9、t;<b>　　一、設(shè)計內(nèi)容與要求</b></p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　本文主要對MCGS自動灌溉系統(tǒng)的檢測進行了設(shè)計。其主要研究對象如下：</p><p>　　1、設(shè)計對作物需水信息進行實時采集、檢測與控制的硬件設(shè)備；</p><p>　　2、設(shè)計合理實用的作

10、物需水信息控制方法；</p><p>　　3、作物需水信息控制方法的軟件設(shè)計與實現(xiàn)；</p><p>　　4、對作物進行合理灌溉。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　1用戶窗口</b></p><p><b>　　2實時數(shù)據(jù)庫

11、</b></p><p><b>　　3運行策略</b></p><p><b>　　二、設(shè)計思路</b></p><p>　　此系統(tǒng)采用噴灌技術(shù)，噴灌是將灌溉水通過由噴灌設(shè)備組成的噴灌系統(tǒng)或噴灌機組，形成具有一定壓力的水，由噴頭噴射到空中，形成細小的水滴，均勻的噴灑到土壤表面，為植物正常生長提供必要水分的一種

12、先進的灌水方法。與傳統(tǒng)的地面灌水方法相比，噴管具有節(jié)水、節(jié)能、省工等優(yōu)點。</p><p>　　土壤含水量的測定方法，從傳統(tǒng)的烘干法，到電測法，直至現(xiàn)代應(yīng)用的核技術(shù)手段，共有幾十種。本設(shè)計由智能調(diào)節(jié)儀表采集PRO-F型傳感器自動檢測到的土壤的濕度，并將控制信號通過數(shù)據(jù)總線RS485總線傳輸給上位機組態(tài)軟件，判斷并控制繼電器的通斷控制電磁閥的開與關(guān)實現(xiàn)灑水。可以在種植區(qū)域內(nèi)進行動態(tài)監(jiān)控，使整個種植區(qū)的土壤濕度維持在

13、一個適合作物生長的合理的范圍內(nèi)。</p><p>　　田間系統(tǒng)閥門開啟、關(guān)閉次序研究：</p><p>　　大型農(nóng)田水利灌溉自動化控制系統(tǒng)擁有數(shù)量眾多的干管、支管，各干管、支管的閥門呈樹狀分布，由于封閉式管道在輸水過程中容易造成水錘，影響供水安全，上下級閥門之間需根據(jù)水利關(guān)系，嚴格遵守一定的次序開啟或關(guān)閉。因此需要結(jié)合管道的復(fù)雜樹狀結(jié)構(gòu)特點以及輸水系統(tǒng)的水力學(xué)特點，計算干、支管之間的水力關(guān)

14、系，從而確定干、支管上個閥門的開啟、關(guān)閉次序，統(tǒng)一調(diào)度，做到安全供水。</p><p><b>　　三、組態(tài)畫面的設(shè)計</b></p><p>　　1繪制農(nóng)田自動灌溉系統(tǒng)運行組態(tài)畫面</p><p>　　精量灌溉試驗區(qū)的組成和管線分布如下圖所示，節(jié)水中心選取了期中的幾個小區(qū)進行改造。未了描述直觀，本文對試驗區(qū)內(nèi)需要改造的小區(qū)進行編號。

15、 </p><p>　　2繪制系統(tǒng)MCGS中心控制房界面</p><p>　　其中采用了儲水罐進行蓄水，對農(nóng)田需水進行灌溉，而且對儲水罐的水位采取實時監(jiān)控，并產(chǎn)生報警數(shù)據(jù)和提示。</p><p>　　3在用戶窗口繪制圖形畫面</p><p>　　主要用于生成水位變化的動畫顯示畫面、報警輸出數(shù)據(jù)與曲線圖表等。</p><

16、p>　　實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，實時曲線和歷史曲線</p><p>　　設(shè)置完畢后的數(shù)據(jù)顯示窗口</p><p>　　實時曲線是顯示不同區(qū)域農(nóng)田的土壤濕度的實時變化的曲線，通過該曲線可以形象的觀察到農(nóng)田濕度的動態(tài)變化。歷史曲線是顯示不同區(qū)域變化規(guī)律，如圖所示。歷史數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，可以報表的形式打印出來，通過日報表、月報表和年報表，可對一些重要參數(shù)作短期、中期和長期的統(tǒng)計分析，達到科學(xué)灌溉

17、的目的。</p><p><b>　　4報警系統(tǒng)</b></p><p>　　當數(shù)據(jù)對象的值或狀態(tài)改變時，根據(jù)實時數(shù)據(jù)對應(yīng)數(shù)據(jù)判斷是否報警或報警是否結(jié)束，并發(fā)報警信息；同時根據(jù)用戶的組態(tài)設(shè)定，將報警信息存入指定數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　4.1報警變量的設(shè)置</p><p>　　農(nóng)田濕度變量如rs1</p>

18、<p><b>　　溫度變量</b></p><p><b>　　液位變量</b></p><p>　　4.2農(nóng)田適度報警系統(tǒng)</p><p><b>　　(1)指示燈</b></p><p>　　1號田 2號田 3號田

19、 4號田</p><p><b>　　(2)運行策略</b></p><p><b>　　4.3液位報警系統(tǒng)</b></p><p><b>　　4.4溫度報警系統(tǒng)</b></p><p><b>　　5運行與調(diào)試</b></p>

20、;<p>　　濕度報警（紅色） 液位報警（紅色） 溫度報警（紅色）</p><p>　　農(nóng)田灌溉系統(tǒng)報警數(shù)據(jù)</p><p><b>　　四、操作說明</b></p><p>　　該系統(tǒng)開發(fā)的主要界面：1中心控制室（系統(tǒng)控制界面）：實現(xiàn)系統(tǒng)控制軟件化，通過計算機完成調(diào)節(jié)器上的手動控制；2農(nóng)田（狀態(tài)顯示界面）：該界面是現(xiàn)場

21、設(shè)備的運行情況，模擬系統(tǒng)的工藝流程；3實時報警處理：對農(nóng)田系統(tǒng)實時采集的數(shù)據(jù)進行判斷，發(fā)出報警信號，按技術(shù)要求處理并自動進行相應(yīng)的設(shè)備控制。如各農(nóng)田濕度情況，數(shù)位報警器等。4實時數(shù)據(jù)曲線顯示：監(jiān)視設(shè)備重要參數(shù)的變化趨勢曲線，從而可以了解設(shè)備在一段時間的運行狀況。如各農(nóng)田的實時數(shù)據(jù)曲線 ，農(nóng)田的歷史曲線等。</p><p><b>　　五、設(shè)計結(jié)論</b></p><p&g

22、t;　　該供水系統(tǒng)將控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等進行了集成，實現(xiàn)了各農(nóng)田監(jiān)控點的信息采集，并以動態(tài)曲線等形式對監(jiān)測量進行分析、處理。該系統(tǒng)的作用是通過無線網(wǎng)絡(luò)對農(nóng)田灌溉用水量進行實時遠程監(jiān)控，將土壤濕度信息快遞反饋給系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)多畫面的靈活轉(zhuǎn)換，通過畫面可顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)。該系統(tǒng)易于操作，運行穩(wěn)定，且采用無線網(wǎng)絡(luò)解決了有線傳輸帶來的成本過高、布線復(fù)雜等問題，同時也實現(xiàn)了灌溉數(shù)據(jù)以報表的形式自動輸出。又由于是遠程監(jiān)控，故實現(xiàn)了

23、信息化進程。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　佚名，《我國大型灌溉區(qū)基本情況》.小開河網(wǎng)水利新聞</p><p>　　《滴溉系統(tǒng)的自動化控制的研究》中國自動化網(wǎng)</p><p>　　胡壽松，《自動控制原理》科學(xué)出版社</p><p>　　李正軍，《計算機控制系統(tǒng)》

24、機械工業(yè)出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　從接觸課題到完成設(shè)計的這段時間里，指導(dǎo)老師給了我們許多的幫助與支持，使得我從中學(xué)習并積累了很多的知識，并獲得了一定的經(jīng)驗。王老師的淵博的知識、嚴謹治學(xué)的作風和孜孜不倦的教誨深深的影響著我，是我受益匪淺，在此，謹向?qū)熤乱宰畛绺叩木匆夂妥钪孕牡母兄x！</p><p>