一.什么是PLC自動澆灌系統(tǒng)？

就是系統(tǒng)采用自行研制的濕度傳感器監(jiān)測土壤的濕度情況，當土壤濕度低于所要求的值后，自動開啟水泵電機和電磁閥，對該土壤澆水，當濕度達到所要求的值后，停止?jié)菜?/span>

為滿足不同作物或同種作物在不同生長期對土壤濕度要求的不同，本系統(tǒng)采用PLC多路控制，在PLC的程序中設定相應的比較值（上下限），以便每一路均可設定不同的濕度控制范圍。工作中把傳感器的當前信號與程序的設定值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果決定土壤是否需要澆水，若當前信號達到設定的下限值，則開啟澆灌系統(tǒng)對作物進行灌溉;當土壤濕度達到設定的上限，則關(guān)閉澆灌系統(tǒng)。

二.電氣原理

上圖 中輸入電壓是AC220V?？諝忾_關(guān)選用DC47-60 C5。 是一種即有手動開關(guān)作用又能自動進行欠電壓、失電壓、過載和短路保護的開關(guān)。KHDY1開關(guān)電源具有兩路輸出，一路是DC24V，為PLC供電；另一路是DC5V ， 為濕度傳感器電路和水位自動控制電路提供電源。KHDY2開關(guān)電源輸出DC24V,  為電磁閥和繼電器提供電源。兩個開關(guān)電源均為50W。

PLC控制接線圖

上圖中 PLC（可編程邏輯控制器）[1]采用的是TAIAN GENIE，型號為10HR-D。電源電壓為直流24V，本身帶有LCD顯示屏及按鍵操作盤，可方便地編輯程序及修改程序。具有6個開關(guān)輸入點，2個類比輸入點，4個RELAY繼電器輸出點。當主令開關(guān)SA1打到自動工作方式,然后再按下SB3按鈕，此裝置進入自動工作狀態(tài)。當主令開關(guān)SA1置于手動工作方式下,然后再按下SB1按鈕，此裝置1路工作。按下SB2按鈕，此裝置2路工作。

當水箱的水位下降到下限時，水位控制器控制繼電器J3閉合，通過PLC的邏輯控制控制水泵電機停止工作，保護了水泵電機，同時控制面板上蜂鳴器發(fā)出報警聲、報警指示燈閃亮，提示為水箱加水。SB4是緊急停止按鈕，當它按下時PLC停止工作，并且報警指示燈亮。  

在輸入電路中串入FU1保險進行保護，在輸出電路中串入FU2保險進行保護。  濕度檢測裝置是我們自行研制的[2] 。此電路用了比較器電路、R-S觸發(fā)器電路、門電路、輸出電路等。把濕度信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號送入到PLC的類比輸入端A1、A2，與PLC的上下限比較，以確定是否需要澆灌。  水泵電機采用直流電機，控制直流電機的電樞電壓，就能控制電機的轉(zhuǎn)速，而控制電機的轉(zhuǎn)速就能控制水泵的出水量，再結(jié)合軟件控制，使電機間歇運轉(zhuǎn)，正好達到滴灌。  

三.PLC原理

當主令開關(guān)打到自動狀態(tài)時，輸入點I1閉合，按下自動按鈕SB3，輸入點I4閉合，中間繼電器M9輸出為1并自鎖，系統(tǒng)處于自動狀態(tài)。第一路濕度傳感器的輸出信號已接入PLC的模擬輸入端A1，作為當前值，G1為上限類比比較器，其參考值可以根據(jù)要求隨意定；G2為下限類比比較器，其參考值可以根據(jù)要求隨意定。當A1>=G1時，繼電器M2輸出為0，繼電器M4輸出為0，輸出繼電器Q1為0，1號水閥YV1關(guān)閉。時間繼電器T1、T2輸出為0，繼電器M3輸出為0，輸出繼電器Q3為0，水泵關(guān)閉。當A1<=G2時，繼電器M2輸出為1，繼電器M4輸出為1，輸出繼電器Q1為1，1號水閥YV1打開。時間繼電器T1為1并延時5秒后斷開M3,水泵打水5秒鐘；T2延時15秒后斷開T1,T2也輸出為0，T1又為1并延時5秒后斷開M3,水泵打水5秒鐘；T2延時15秒后斷開T1,T2也輸出為0，T1又為1，就這樣周而復始，使水泵打水5秒、停15秒。（時間繼電器所控時間可按要求隨意定）。

第二路濕度傳感器的輸出信號已接入PLC的模擬輸入端A2，作為當前值，G3為上限類比比較器，其參考值可以根據(jù)要求隨意定；G4為下限類比比較器，其參考值可以根據(jù)要求隨意定。工作原理與第一路相同。當水位下降到下限時，輸入點I6為1，中間繼電器MA為1，斷開輸出繼電器Q3，水泵停止工作，并接通輸出繼電器Q4，使蜂鳴器發(fā)出聲音報警，達到保護的目的。

四.發(fā)展前景

當前國內(nèi)的澆灌系統(tǒng)多采用時間控制，澆水量完全由時間決定，不能精確控制土壤的濕度。有些澆灌系統(tǒng)雖然也采用濕度控制，但沒有根據(jù)土壤不同的濕度要求實現(xiàn)多路控制和每一路的自由調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)采用PLC控制多路不同土壤，澆灌的開啟和停止完全由土壤的濕度信號控制，能使土壤的濕度值保持在作物生長所需要的最佳范圍之內(nèi)。這樣既有利于作物的生長，又能節(jié)約寶貴的水資源。

本系統(tǒng)可用于農(nóng)場大片田地的澆灌管理，也可用于家庭名貴花草的養(yǎng)護，只需選擇合適的傳感器和調(diào)整PLC程序中濕度的設定值即可。本系統(tǒng)由于成本低，適用的范圍寬，其推廣應用的前景是比較樂觀的。