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1、唐 山 学 院毕毕 业业 设设 计计设计题目：设计题目： 农作物喷灌控制系统设计系系 别：别： 机电工程系 班班 级：级： 07 测控技术与仪器(2)班 姓姓 名：名： 李 娟 指指 导导 教教 师：师： 杨旭东 2 0 1 1 年6 月1 日农作物喷灌控制系统设计摘 要本论文首先对我国农业用水情况进行了分析，介绍了农作物喷灌控制系统的现状。本设计中利用三菱 FX2N 系列的 PLC 作为控制设备,用其自带的 PID 功能指令通过变频调速实现系统对农作物喷灌的自动控制，该系统可在无人或半无人干预下自动运行。该系统将大大提提高水资源的利用率，节省大量人力物力,并为我国实现农业现代化地发展做贡献。
2、 喷灌系统中，灌区用水量是变化的，用水量变化时会引起喷头工作不稳定，喷灌效果会受到很大影响。本系统结合工程实例，采用变频器控制水泵电机转速，实现了恒压供水，大大提高了喷灌效果。论文中详细论述了变频调速恒压供水系统原理,对系统的主电路设计、硬件选择和软件设计进行了详细阐述。本系统可通过组态软件控制参数的设定、数据处理、实时监测、报警等任务,自动化程度很高。本文中介绍了电动机调速技术的发展和现状，对喷灌系统的电机交流变频调速系统的方案进行了论证。其次，介绍了交流异步电动机的变频调速原理和电压正弦脉宽调制波(SPWM)的微机算法。再次介绍了 PLC 的基本组成和各部分的作用及 PLC 的工作原理。最
3、后，介绍了系统的工作流程、系统的电气结构，硬件配置和软件实现。应用表明,系统实现简单,操作方便,运行稳定、可靠,且具有较好的节能效果。关键词关键词：PLC PID 恒压供水 自动喷灌 组态软件The Design of Control System for the Farm Crop Irrigation AbstractAt first, the present situation of the auto control of the farm crop irrigation was analyzed in this paper. The FX2N PLC of Mitsubishi was
4、 used as the control equipment of this new system and at the same time,PID function of its own to carry out the auto control of the farm crop irrigation. The utilization rate of water resources by the control system of the farm crop irrigation according to the PLC was enhanced and the design contrib
5、utes to carry out the mode.In view of the instability of the Sprinkler Irrigation System affected by the water requirement within the operation area,combined with engineering example,a water supply system with constant pressure through applying PLC and transducer in greenhouse is proposed in this pa
6、per.The schematic diagram of the frequency control,including the design of main circuit and software for the system is presented.The system,which is composed of host computer,PLC,transducer,pressure transmitter,and motor-pump system.Firstly, this design not only introduces the development and curren
7、t situation of electromotor regulating technology, but also discusses the schemes of the indirect Current Frequency Control regulation system of the Mercering machine. Secondly the frequency conversion principles of frequency control asynchronous electronic machine and the microcomputer algorithm of
8、 Sine Pulse Width Modulation (SPWM) are included. Thirdly this design introduces the basic composition and function of different Programmable Logic Controller (PLC) and the operation principle of PLC is added. Finally, the manufacturing flow of the system, the electric structure of the system, hardw
9、are collocation and software actualization are introduced.Key words: PLC;PID; water supply with constant pressure; Automatic irrigation; Configuration software目录1 引言.11.1 课题背景 .11.2 我国农业灌溉情况 .11.3 论文的研究的目的与内容 .21.3.1 研究目的.31.3.2 研究内容.32 喷灌过程变频调速恒压供水系统总体方案.42.1 电机调速系统方案的论证 .42.1.1 直流调速系统所存在的问题.42.1.2
10、 交流调速系统的发展和现状及优点.42.1.3 基于 PLC 的交流变频调速系统.62.2 变频恒压供水喷灌系统基本构成.62.3 系统的总体方案 .73 硬件设计.93.1 变频器的选择 .113.1.1 变频器的功能与构成.113.1.2 变频器的型号选择.123.1.3 变频器制动电阻参数的计算.143.2 PLC 的选择 .143.3 水泵机组的选择 .153.4 传感器的选择 .153.5 其它元器件的选择 .174 软件设计.204.1 变频恒压供水系统原理及控制流程.204.2 PID 调节 .214.2.1 PID 控制的原理和特点 .214.2.2 PID 控制器的参数整定 .234.3 变频器的参数设置 .234.4 PLC 程序设计 .244.4.1 PLC 的程序结构.244.4.2 PLC 控制系统 I/O 点分配.254.4.3 梯形图设计.275.系统人机界面设计 .385.1 组态软件 .385.2 喷灌系统人机界面的设计 .386 结论.42谢辞 .43参考文献 .
