[发明专利]一种基于PLC的模糊灌溉控制系统及其灌溉方法

说明书

【技术领域】

本发明属于自动灌溉技术领域，具体涉及一种基于PLC的模糊灌溉控制系统及其灌溉方法。

【背景技术】

目前，我国农田灌溉大多使用水泵等设备进行排灌或者喷灌。在作物的温室栽培中，采用无控制的滴灌。在上述灌溉方法中，大都需要人工操作，或者通过定时的方法来控制开关水阀，可能会造成浇水不及时而导致作物干旱，又或者是浇水过多造成水资源的大量浪费。并且农业灌溉的水泵功率较大，需要提供电力能源，通常情况下，我国广大农村需要灌溉的地域距离农电网较远，需要搭建专线，或者采用柴油发电等方式，不仅麻烦且消耗大量的电力资源，又或者使用蓄电池进行动力传输，而蓄电池蓄电成本较高，且几年就需要更换一次。

我国有着丰富的太阳能资源，利用这些丰富的太阳能资源与有限的水资源相结合，开展节水灌溉，是我国经济、社会、生态可持续发展的一条有效途径。国内将光伏供电技术与节水灌溉技术相结合知识领域相对比较薄弱，我国的研究领域仍然停留在小范围、小规模的温室。与节水发达国家相比，缺乏配套的硬件设备以及先进的管理控制技术，灌溉技术也存在着多方面的问题。因此，要想促进我国农业发展，提高水资源的高利用率，实现农业自动化，就必须更进一步的研制出适合我国国情的智能化灌溉控制系统，以及合理的灌溉控制方法，以解决水资源及其能源问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于PLC的模糊灌溉控制系统及其灌溉方法，以解决现有技术中灌溉系统智能化不高以及偏远地区灌溉所需供电的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种基于PLC的模糊灌溉控制系统，包括PLC控制器、供电模块、传感器模块和光伏水泵，其中，所述传感器模块与所述PLC控制器连接，所述供电模块为所述PLC控制器以及所述光伏水泵供电，所述PLC控制器的输出端通过电磁阀连接所述光伏水泵，所述电磁阀连接模糊PID控制器用以控制所述电磁阀开度进行灌溉。

进一步的，所述传感器模块包括土壤湿度传感器、水位传感器以及阀门开度传感器，所述土壤湿度传感器、水位传感器以及阀门开度传感器通过A/D模块与所述PLC控制器连接，用于将所述土壤湿度传感器检测的土壤湿度信息、水位传感器检测的蓄水池的水位信息以及阀门开度传感器检测的电磁阀开度信息传输给所述PLC控制器。

进一步的，所述湿度传感器为HA2001型频域反射仪。

进一步的，所述电磁阀还连接有自动施肥模块，用于按照设定的营养液浓度EC值和pH值来进行恒量定比滴灌施肥。

进一步的，所述自动施肥模块包括注肥泵和注酸泵，所述电磁阀与所述注肥泵和注酸泵连接，所述注肥泵和注酸泵经过过滤器与所述光伏水泵连接，用于自动灌溉施肥。

进一步的，所述过滤器上设置有EC/pH测量仪用于测量肥料的EC值和pH值，所述EC/pH测量仪通过A/D模块与所述PLC控制器连接，用于控制肥液和酸液的输入。

进一步的，所述PLC控制器与所述电磁阀之间设置有光电耦合，用于电气隔离。

进一步的，所述PLC控制器通过无线数传模块连接上位机用于远程监控。

进一步的，所述供电模块包括太阳能电池板以及与所述太阳能电池板连接的蓄电池。

本发明还提供一种基于PLC的模糊灌溉控制系统的灌溉方法，包括以下步骤：

S1：根据所述土壤湿度传感器检测的土壤湿度信息，判断是否需要浇水；

S2：根据水位传感器检测的蓄水池的水位信息，当蓄水池的水位低于最低水位时，报警提示，并打开进水阀，由光伏水泵抽取地下水送入蓄水池中；当所述蓄水池的水位高于最高水位时，光伏水泵停止抽水；

S3：根据灌溉需求，利用模糊PID控制器来控制出水阀的电磁阀开度，进行灌溉；

S4：关闭出水阀，停止灌溉。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明利用PLC控制器来控制灌溉系统，由模糊PID控制器来控制所述电磁阀的开度，将所述阀门开度传感器的信号输入到模糊PIC控制器中，能更精准地控制灌溉量，大大提高了灌溉系统的智能化，实现了智能节水灌溉，提高系统响应速度，减少反应时间。

进一步的，HA2001型频域反射仪具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定，测量精度高，性能可靠，确保正常工作，操作及维护简单。