[發明專利]一種基于PLC的模糊灌溉控制系統及其灌溉方法

在審

• 申請號: 201711125286.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107852933A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 王巧麗
• 申請（專利權）人: 王巧麗
• 主分類號: A01C23/04
• 分類號: A01C23/04;A01G25/02;A01G25/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

【技術領域】

本發明屬于自動灌溉技術領域，具體涉及一種基于PLC的模糊灌溉控制系統及其灌溉方法。

【背景技術】

目前，我國農田灌溉大多使用水泵等設備進行排灌或者噴灌。在作物的溫室栽培中，采用無控制的滴灌。在上述灌溉方法中，大都需要人工操作，或者通過定時的方法來控制開關水閥，可能會造成澆水不及時而導致作物干旱，又或者是澆水過多造成水資源的大量浪費。并且農業灌溉的水泵功率較大，需要提供電力能源，通常情況下，我國廣大農村需要灌溉的地域距離農電網較遠，需要搭建專線，或者采用柴油發電等方式，不僅麻煩且消耗大量的電力資源，又或者使用蓄電池進行動力傳輸，而蓄電池蓄電成本較高，且幾年就需要更換一次。

我國有著豐富的太陽能資源，利用這些豐富的太陽能資源與有限的水資源相結合，開展節水灌溉，是我國經濟、社會、生態可持續發展的一條有效途徑。國內將光伏供電技術與節水灌溉技術相結合知識領域相對比較薄弱，我國的研究領域仍然停留在小范圍、小規模的溫室。與節水發達國家相比，缺乏配套的硬件設備以及先進的管理控制技術，灌溉技術也存在著多方面的問題。因此，要想促進我國農業發展，提高水資源的高利用率，實現農業自動化，就必須更進一步的研制出適合我國國情的智能化灌溉控制系統，以及合理的灌溉控制方法，以解決水資源及其能源問題。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于PLC的模糊灌溉控制系統及其灌溉方法，以解決現有技術中灌溉系統智能化不高以及偏遠地區灌溉所需供電的技術問題。

本發明采用以下技術方案：

一種基于PLC的模糊灌溉控制系統，包括PLC控制器、供電模塊、傳感器模塊和光伏水泵，其中，所述傳感器模塊與所述PLC控制器連接，所述供電模塊為所述PLC控制器以及所述光伏水泵供電，所述PLC控制器的輸出端通過電磁閥連接所述光伏水泵，所述電磁閥連接模糊PID控制器用以控制所述電磁閥開度進行灌溉。

進一步的，所述傳感器模塊包括土壤濕度傳感器、水位傳感器以及閥門開度傳感器，所述土壤濕度傳感器、水位傳感器以及閥門開度傳感器通過A/D模塊與所述PLC控制器連接，用于將所述土壤濕度傳感器檢測的土壤濕度信息、水位傳感器檢測的蓄水池的水位信息以及閥門開度傳感器檢測的電磁閥開度信息傳輸給所述PLC控制器。

進一步的，所述濕度傳感器為HA2001型頻域反射儀。

進一步的，所述電磁閥還連接有自動施肥模塊，用于按照設定的營養液濃度EC值和pH值來進行恒量定比滴灌施肥。

進一步的，所述自動施肥模塊包括注肥泵和注酸泵，所述電磁閥與所述注肥泵和注酸泵連接，所述注肥泵和注酸泵經過過濾器與所述光伏水泵連接，用于自動灌溉施肥。

進一步的，所述過濾器上設置有EC/pH測量儀用于測量肥料的EC值和pH值，所述EC/pH測量儀通過A/D模塊與所述PLC控制器連接，用于控制肥液和酸液的輸入。

進一步的，所述PLC控制器與所述電磁閥之間設置有光電耦合，用于電氣隔離。

進一步的，所述PLC控制器通過無線數傳模塊連接上位機用于遠程監控。

進一步的，所述供電模塊包括太陽能電池板以及與所述太陽能電池板連接的蓄電池。

本發明還提供一種基于PLC的模糊灌溉控制系統的灌溉方法，包括以下步驟：

S1：根據所述土壤濕度傳感器檢測的土壤濕度信息，判斷是否需要澆水；

S2：根據水位傳感器檢測的蓄水池的水位信息，當蓄水池的水位低于最低水位時，報警提示，并打開進水閥，由光伏水泵抽取地下水送入蓄水池中；當所述蓄水池的水位高于最高水位時，光伏水泵停止抽水；

S3：根據灌溉需求，利用模糊PID控制器來控制出水閥的電磁閥開度，進行灌溉；

S4：關閉出水閥，停止灌溉。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：

本發明利用PLC控制器來控制灌溉系統，由模糊PID控制器來控制所述電磁閥的開度，將所述閥門開度傳感器的信號輸入到模糊PIC控制器中，能更精準地控制灌溉量，大大提高了灌溉系統的智能化，實現了智能節水灌溉，提高系統響應速度，減少反應時間。

進一步的，HA2001型頻域反射儀具有簡便安全、快速準確、定點連續、自動化、寬量程、少標定，測量精度高，性能可靠，確保正常工作，操作及維護簡單。