淺談植物灌溉控制系統中PLC技術的應用

包世健

【摘 ? 要】 現如今社會經濟的發展與科學技術的研發都處于不斷提升與進步，這就使得在自動化控制系統當中PLC技術的應用越發廣泛。而通過在對植物灌溉控制系統的設計過程中，將PLC技術當中的三菱FX2N這種系列當做核心的主要控制器，不僅能夠將植物進行灌溉的時間進行定時、量份進行控制的自動化目標進行實現，還能夠對水資源起到很大程度的節約作用。本文對PLC技術的結構與特點進行闡述，進而提出在植物灌溉控制系統當中PLC技術的實際應用。

【關鍵詞】 植物灌溉;控制系統;PLC技術

Application of PLC in plant irrigation control system

Bao Shijian

[Abstract] ?It can not only realize the automatic target of timing and quantity control of plant irrigation， but also save water resources to a great extent. In this paper， the structure and characteristics of PLC technology are described， and then put forward the practical application of PLC technology in plant irrigation control system.

[Keywords] plant irrigation; Control system; The PLC technology

中國是屬于一個水資源較為缺乏的國家，而近幾年在中國部分地區當中頻繁出現干旱的現象并且實際面積都較大。使用以往較為傳統的方式進行灌溉就會出現水資源嚴重浪費的現象，這就使得在對植物進行灌溉的過程中問題不斷增加，所以傳統方式已經不適合再使用到現如今的灌溉工作當中。PLC這種技術不僅整體結構較為簡單，在靈活與可靠方面的性能都較強，在其用應用這種技術不僅可以在對植物進行自動化澆水，還能大幅減少水資源浪費的現象，從而更加適合現如今農業發展的需求。

1 ?PLC技術的結構與特點

PLC這種技術的主要結構就是由：電源、中央處理器、接口與I/0電路、儲存器等配件所組成。在這些組成配件當中電源將系統電源、掉電保護、備用電源等全部包含其中，主要作用就是能夠使控制器進行正常運行，并在電路出現短路現象時使用備用電源使其能夠正常進行運轉。中央處理器有被人們稱之為CPU，其自身具有較強的邏輯和運算功能，主要作用就是對整個系統進行協助調整。而在接口與I/0電路當中的接口電路主要作用就是將PLC與現場當中的設施和外部設施進行構建相互連接的通道，I/0電路的主要作用就是在輸入電路將所輸入的信號進行隔離、電評的實際轉化與PLC實際輸出的最終結果進行放大和轉化，還能夠對現場當中的設施起到驅動作用。儲存器的作用顧名思義就是將所用信息數據進行儲存的配件，能夠將控制系統當中用戶程序與監控等詳細數據進行儲存[1]。

2 ?在植物灌溉控制系統中PLC技術的實際應用

2.1 ?對于控制的實際要求

由于植物灌溉控制系統需要根據不同的植物生長特點與對水分、養分的4要求將實際灌溉控制系統分為兩個不同的區域，并針對兩個區域內的植物制定出不同的灌溉要求，將PLC控制技術實際應用在植物灌溉控制系統中同時將PLC控制技術作為重要控制器為植物灌溉工作進行控制，其對于控制的實際要求主要體現在以下幾點：首先是針對第一個區域內植物進行灌溉工作時可以采用普通灌溉的方式，運用普通噴灑裝置對植物進行灌溉，每灌溉2～4分鐘時需要停止灌溉10～15分鐘，這樣一來不僅可以確保植物能夠充分吸收水分同時還可以確保灌溉工作進行的過程中不會因水分過多對植物的根莖造成損傷。其次是針對第二個區域內植物進行灌溉工作時可以采用旋轉式灌溉額方式，運用旋轉式噴灑裝置對植物進行灌溉，沒灌溉5～7分鐘時需要停止灌溉30～40分鐘，這樣一來就可以確保第二個區域內的植物能夠將灌溉的水分充分的吸收，為第二個區域內植物的實際成長提供保障。控制系統的實際操作方式主要分為手動控制與自動控制，在實際對植物灌溉工作進行控制的過程中可以通過手動控制或自動控制的方式將實際運行中的噴灑裝置暫停，此外手動控制與自動控制還可以在電磁閥進行時將電磁閥關閉，在通過自動控制對植物灌溉工作進行控制時不僅能夠有效提高實際灌溉工作的效率同時還可以有效降低相關工作人員的工作壓力。將自動控制實際應用在植物灌溉控制工作中能夠使得灌溉在遇到陰雨天氣時自動停止灌溉工作，以免出現由于水分過多對植物造成的傷害，同時自動控制還可以通過自身的傳感器對周邊的溫度、濕度、風速以及天氣情況進行測量，并針對實際周邊環境進行調整，例如當植物灌溉區域內的濕度較高，這時自動控制會針對實際濕度發出警報并運行改變程序提高溫度來蒸發植物灌溉區域內存在的大量潮濕空氣[2]。

2.2 ?對于硬件的實際設計

在將PLC技術實際應用到植物灌溉控制系統中時需要對控制系統的硬件進行設計，以便能夠有效提高植物灌溉控制系統的實際工作效率，從而為植物的生長起到一定的推動作用。由于植物灌溉控制系統需要根據不同的植物生長特點對灌溉工作進行區域劃分，因此就需要針對植物灌溉區域的劃分對控制系統的硬件進行設計，各個區域內植物對于水分的需求不同在實際設計控制系統硬件時就需要針對各個區域內采用不同數量的電磁閥，以便能夠有效控制灌溉，例如第一個區域內植物對于水分的要求較高因此就需要在該區域內設置3～5個電磁閥，以便能夠為灌溉控制系統提供實際灌溉所需的水資源，第二個區域內植物對于水分要求較低就需要在該區域內設置1個或兩個電磁閥來對實際灌溉工作進行控制，同時在設計好相應的電磁閥只有可以通過采用一個繼電器來對水泵進行控制，以便能夠有效提高植物灌溉控制系統的實際工作效率。與此同時，需要為兩個不同的區域設計出不同的頻率傳感器來控制兩個區域內的溫度與濕度。如第一個區域內植物所需水分較大，在實際灌溉過程中會出現因為能及時關閉灌溉系統而導致植物水分過多，當區域內濕度較高時就需要及時采取相應的解決措施來降低該區域內的濕度。

此外，需要為傳感器設計出報警系統，以便能夠在該區域內出現溫度或濕度較高的情況時及時發出警報，從而確保相關工作人員能夠第一時間發現問題并針對問題進行解決。在灌溉控制系統中實際應用PLC控制技術時可以針對PLC控制技術的實際情況進行設置，主要設置PLC控制技術的輸入信號點數、輸出信號點數、用戶程序長短以及自動控制等功能，同時還需要根據控制系統的實際要求將輸入信號點數設置為12點、輸出信號點數設置為15點，以便能夠確保實際植物灌溉控制系統的實際工作效率可以得到良好的保障。由于PLC控制系統的實際操作較為簡單快捷，使得相關工作人員在通過PLC控制系統對植物灌溉工作進行控制時能夠順利應用PLC 控制系統，從而能夠有效提高實際灌溉工作的效率，為植物的生長起到一定的推動作用[3]。

3 ?結束語

綜上所述，在本文當中將PLC這種技術實際應用到對植物進行灌溉的控制系統當中，并在灌溉控制系統當中將PLC當做主要控制器，這樣不僅能夠在對其進行設計時較為簡單，也能夠保證抗干擾、靈活等各方面的性能穩定。通過PLC技術的應用還能夠將水資源進行節約，從而為我國缺少水資源的現象起到一定程度的緩和作用。

參考文獻：

[1] 陳鑫鋼. 計算機與PLC一體化控制系統在節水灌溉中的應用與實現[J]. 科技與創新，2017（6）：161.

[2] 李愛傳，衣淑娟，石建飛，等. 基于PLC的寒地水稻灌溉控制系統的研究[J]. 農業工程技術，2016（6）：67-71.

[3] 曾文果，蔣世雨，張永磊，等. 基于PLC的柑橘根部灌溉施肥控制系統的設計與研究[J]. 現代農業科技，2016（23）：295-297.