浅谈植物灌溉控制系统中PLC技术的应用

包世健

【摘   要】 现如今社会经济的发展与科学技术的研发都处于不断提升与进步，这就使得在自动化控制系统当中PLC技术的应用越发广泛。而通过在对植物灌溉控制系统的设计过程中，将PLC技术当中的三菱FX2N这种系列当做核心的主要控制器，不仅能够将植物进行灌溉的时间进行定时、量份进行控制的自动化目标进行实现，还能够对水资源起到很大程度的节约作用。本文对PLC技术的结构与特点进行阐述，进而提出在植物灌溉控制系统当中PLC技术的实际应用。

【关键词】 植物灌溉;控制系统;PLC技术

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

中国是属于一个水资源较为缺乏的国家，而近几年在中国部分地区当中频繁出现干旱的现象并且实际面积都较大。使用以往较为传统的方式进行灌溉就会出现水资源严重浪费的现象，这就使得在对植物进行灌溉的过程中问题不断增加，所以传统方式已经不适合再使用到现如今的灌溉工作当中。PLC这种技术不仅整体结构较为简单，在灵活与可靠方面的性能都较强，在其用应用这种技术不仅可以在对植物进行自动化浇水，还能大幅减少水资源浪费的现象，从而更加适合现如今农业发展的需求。

1  PLC技术的结构与特点

PLC这种技术的主要结构就是由：电源、中央处理器、接口与I/0电路、储存器等配件所组成。在这些组成配件当中电源将系统电源、掉电保护、备用电源等全部包含其中，主要作用就是能够使控制器进行正常运行，并在电路出现短路现象时使用备用电源使其能够正常进行运转。中央处理器有被人们称之为CPU，其自身具有较强的逻辑和运算功能，主要作用就是对整个系统进行协助调整。而在接口与I/0电路当中的接口电路主要作用就是将PLC与现场当中的设施和外部设施进行构建相互连接的通道，I/0电路的主要作用就是在输入电路将所输入的信号进行隔离、电评的实际转化与PLC实际输出的最终结果进行放大和转化，还能够对现场当中的设施起到驱动作用。储存器的作用顾名思义就是将所用信息数据进行储存的配件，能够将控制系统当中用户程序与监控等详细数据进行储存[1]。

2  在植物灌溉控制系统中PLC技术的实际应用

2.1  对于控制的实际要求

由于植物灌溉控制系统需要根据不同的植物生长特点与对水分、養分的4要求将实际灌溉控制系统分为两个不同的区域，并针对两个区域内的植物制定出不同的灌溉要求，将PLC控制技术实际应用在植物灌溉控制系统中同时将PLC控制技术作为重要控制器为植物灌溉工作进行控制，其对于控制的实际要求主要体现在以下几点：首先是针对第一个区域内植物进行灌溉工作时可以采用普通灌溉的方式，运用普通喷洒装置对植物进行灌溉，每灌溉2～4分钟时需要停止灌溉10～15分钟，这样一来不仅可以确保植物能够充分吸收水分同时还可以确保灌溉工作进行的过程中不会因水分过多对植物的根茎造成损伤。其次是针对第二个区域内植物进行灌溉工作时可以采用旋转式灌溉额方式，运用旋转式喷洒装置对植物进行灌溉，没灌溉5～7分钟时需要停止灌溉30～40分钟，这样一来就可以确保第二个区域内的植物能够将灌溉的水分充分的吸收，为第二个区域内植物的实际成长提供保障。控制系统的实际操作方式主要分为手动控制与自动控制，在实际对植物灌溉工作进行控制的过程中可以通过手动控制或自动控制的方式将实际运行中的喷洒装置暂停，此外手动控制与自动控制还可以在电磁阀进行时将电磁阀关闭，在通过自动控制对植物灌溉工作进行控制时不仅能够有效提高实际灌溉工作的效率同时还可以有效降低相关工作人员的工作压力。将自动控制实际应用在植物灌溉控制工作中能够使得灌溉在遇到阴雨天气时自动停止灌溉工作，以免出现由于水分过多对植物造成的伤害，同时自动控制还可以通过自身的传感器对周边的温度、湿度、风速以及天气情况进行测量，并针对实际周边环境进行调整，例如当植物灌溉区域内的湿度较高，这时自动控制会针对实际湿度发出警报并运行改变程序提高温度来蒸发植物灌溉区域内存在的大量潮湿空气[2]。

2.2  对于硬件的实际设计

在将PLC技术实际应用到植物灌溉控制系统中时需要对控制系统的硬件进行设计，以便能够有效提高植物灌溉控制系统的实际工作效率，从而为植物的生长起到一定的推动作用。由于植物灌溉控制系统需要根据不同的植物生长特点对灌溉工作进行区域划分，因此就需要针对植物灌溉区域的划分对控制系统的硬件进行设计，各个区域内植物对于水分的需求不同在实际设计控制系统硬件时就需要针对各个区域内采用不同数量的电磁阀，以便能够有效控制灌溉，例如第一个区域内植物对于水分的要求较高因此就需要在该区域内设置3～5个电磁阀，以便能够为灌溉控制系统提供实际灌溉所需的水资源，第二个区域内植物对于水分要求较低就需要在该区域内设置1个或两个电磁阀来对实际灌溉工作进行控制，同时在设计好相应的电磁阀只有可以通过采用一个继电器来对水泵进行控制，以便能够有效提高植物灌溉控制系统的实际工作效率。与此同时，需要为两个不同的区域设计出不同的频率传感器来控制两个区域内的温度与湿度。如第一个区域内植物所需水分较大，在实际灌溉过程中会出现因为能及时关闭灌溉系统而导致植物水分过多，当区域内湿度较高时就需要及时采取相应的解决措施来降低该区域内的湿度。

此外，需要为传感器设计出报警系统，以便能够在该区域内出现温度或湿度较高的情况时及时发出警报，从而确保相关工作人员能够第一时间发现问题并针对问题进行解决。在灌溉控制系统中实际应用PLC控制技术时可以针对PLC控制技术的实际情况进行设置，主要设置PLC控制技术的输入信号点数、输出信号点数、用户程序长短以及自动控制等功能，同时还需要根据控制系统的实际要求将输入信号点数设置为12点、输出信号点数设置为15点，以便能够确保实际植物灌溉控制系统的实际工作效率可以得到良好的保障。由于PLC控制系统的实际操作较为简单快捷，使得相关工作人员在通过PLC控制系统对植物灌溉工作进行控制时能够顺利应用PLC 控制系统，从而能够有效提高实际灌溉工作的效率，为植物的生长起到一定的推动作用[3]。

3  结束语

综上所述，在本文当中将PLC这种技术实际应用到对植物进行灌溉的控制系统当中，并在灌溉控制系统当中将PLC当做主要控制器，这样不仅能够在对其进行设计时较为简单，也能够保证抗干扰、灵活等各方面的性能稳定。通过PLC技术的应用还能够将水资源进行节约，从而为我国缺少水资源的现象起到一定程度的缓和作用。

参考文献：

[1] 陈鑫钢. 计算机与PLC一体化控制系统在节水灌溉中的应用与实现[J]. 科技与创新，2017（6）：161.

[2] 李爱传，衣淑娟，石建飞，等. 基于PLC的寒地水稻灌溉控制系统的研究[J]. 农业工程技术，2016（6）：67-71.

[3] 曾文果，蒋世雨，张永磊，等. 基于PLC的柑橘根部灌溉施肥控制系统的设计与研究[J]. 现代农业科技，2016（23）：295-297.