智能化施肥灌溉控制系统毕业设计.doc

1 绪 论 农业生产中，各种各样的农产业、蔬菜瓜果在生产过程中出现了很多不便和浪费，而智能化施肥灌溉控制系统设计通过实际应用带动生产。通过智能化施肥灌溉不仅能节水、节肥，提高肥料利用率施肥是将施肥与灌溉结合在一起的一种先进农业技术，它是通过压力灌溉系统，配合使用固体或液体肥料，从而产生含有作物营养需求的灌溉水。农民浇地一般都采用大水漫灌，这是一种落后的、粗放的灌溉方式，其缺点较多。一是浪费水严重；二是大量多余水渗入地下，导致地下水位升高，水蒸发量增大，作物产量下降；三是肥料流失严重。许多供作物生长的有机成分溶入水中，渗入地下，造成肥料深层渗漏。灌水量较多，致使灌溉成本升高，特别是蓄水灌溉区域，浪费电力、更为突出农业发展水平对施肥灌溉管理的要求,进一步证明农作物自动化控制施肥灌溉的必要性。本课题主要是对施肥灌溉及对营养液摄取的研究。 现简便易行的灌溉方式，方式投资少，见效快，每亩次灌水量高达70～80立方米，比实际作物需水量高出40%左右土壤是一个复杂的四维异质体，其中包含许多使植物养分失效的因子，无机化学肥料施入土壤后，只有部分养分被作物吸收有的分子或离子以气态损失，有的则被土壤固定，有的则随地下水而流失污染了水源、河流和湖泊。化肥利用率低造成环境污染动化控制是现代农业发展的必由之路。很多新农业的出现要求产量价值高、技术水平拓展，希望避免铺张浪费让先进技术带动生产。如何提高施肥灌溉的研发质量，缩短设计周期，降低研发成本，借助计算机、PLC控制作为新的设计工具，来进行智能化施肥灌溉技术的研发，已成为此项技术控制设计工作人员密切关心和研讨的问题。 1.2 施肥灌溉技术的历史、现状与发展趋势 智能化施肥灌溉技术根据所需灌溉施肥的农产物不同，可以分为几类其目的都是将水源和肥料灌进农作物中。能使农作物获得所需的水分肥料补充，所以得到了农业生产行业中的广泛认可，相信在不久此项技术将会普遍得到农业行业的推广，农产业也将会上升一个阶段。 在我国施肥灌溉技术的发展始于1974年，随着科学技术的推广，这种施肥灌溉技术在不断的发展进步。智能化施肥系统是通过可编程控制器进行灌溉，把农作物生长发育的两个基本因素水分和养分相结合建立施肥和灌溉的技术系统。、高产、优质、高效、环保等优点成为现代农业技术的重要组成部分，在发达国家的农业生产中。从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对控制精度要求的不断提高，该控制技术也将迅速发展，当前采用基于PLC 的控制系统进行设计。 1.2.3 施肥灌溉技术的发展趋势 ??? 当前，应农业需要社会开始参与和关注高效的施肥灌溉技术了。施肥灌溉的实质就是“适合灌溉施肥的肥料+正确科学的施肥方法+节约用水”，农业若能达到这样会有很好的的发展前景。而智能化施肥灌溉技术在施肥灌溉过程中，配合各个地区区域特征、气候特征及种子品种、耕作方法、施肥配套设备等，全面开展这项系统工程，真正做到了“水从管来，肥随水走，省肥省水，均衡高效，作物品质好”的效果处理能力也较强。如果通过智能化施肥灌溉这套方法科学规范的操作，可以实现将市场上现有的优质复合肥和农民的设施结合起来，既降低成本，又能最大化提高肥料利用率。 智能化施肥灌溉技术除了向大中发展之外，向精24V．50Hz，为电磁阀和继电器供电；直流24V对土壤水分传感器、采集模块、输出模块和通信模块供电。为给系统提供稳定可靠的工作电压，对于交流24V电源选择控制变压器，而直流24V电源则选用线性开关电源。其输入电压可为110／220／380V，输出为24VDC，3A。 图3-2 供电电源 此外，为保护系统硬件设备不易被损坏，在系统总输入电源前加一个单相高精度全自动交流稳压器TND．1000VA，具有延时、过压、欠压及过流等保护功能。该稳压器对交流220V电源可控制精度在±3％以内，提高了系统的可靠性和安全性。选择了一个中间继电器，在P24、FW端子之间连接一对常开开关触点，通过对继电器的电磁线圈通电，断电，即可控制变频器启，停。 (2)中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行 (3)采集模块 土壤水分传感器的输