我国水资源短缺,利用率低,水浪费严重,供需矛盾突出。传统灌溉设备单一,灌溉难度大,费时费力,严重制约我国社会经济的发展。因此需要合理灌溉,发展自动灌溉系统。发展自动灌溉系统对于缓解水资源紧缺矛盾、节约劳动力,扩大灌溉面积、实现“两个转变”、可持续发展战略、提高农业综合生产能力具有十分重要的意义。合理的灌溉是农作物正常生长发育并获得高产的重要保证,可取得良好的生理效应和生态效应,增产效果显著。国外一些喷灌系统设备结构复杂、成本较高,其安装和维护过程都很复杂,不适合在我国使用。我国制造的喷灌设备成本相对低廉,但是由于绝大多数采用的是普通继电器控制系统,调试与维护困难,灵敏度不够高,不能实现定时定量喷灌,其产品市场占有率很低。PLC具有体积小、功能强、编程简单、可靠性高和组装灵活等优点,广泛应用于国防、电力和通讯等领域,但在农业领域很少应用。可编程控制器(PLC)应用在节水灌溉控制工程设计中能够简化硬件结构,具有提高可靠性、增加灵活性和适用于各种环境条件下运行等优点,并且在系统硬件组成不变的情况下,通过更改软件设置来适应多种运行方式的需要,是传统继电器控制的理想替代品,尤其在农田水利系统的小型泵站中可实现无人值或半无人值守,具有广阔的应用前景和使用价值。
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性价比。选择时应主要考虑以下几点。
1)合理的结构形式:PLC主要有整体式和模块式两种结构形式。
整体式PLC的每个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能拓展灵活方便,当I/O点数不足时,只需要加入I/O拓展模块就可以了,现已开发了许多实用的模块,在模块的选择上有很大的余地,而且模块的维修方便简单,厂家提供维修服务。此类形式常用于较复杂的控制系统。
2)安装方式的选择:PLC的安装方式分为集中式,远程I/O式以及多台联网分布式。
集中式安装不需要装配驱动远程I/O的硬件结构,系统反应能力强,安装成本低;远程I/O式适用于大型系统的安装,系统的部件装置可以分布在很广的范围内,可以在现场安装控制装置,这样可以得到一个连接短的系统,但需要额外的装设驱动器和远程I/O电源;多台联网分布式被应用于多台设备技能分别独立控制,又得把他们互相联系起来的系统中,在此方式下必须用到通讯模块来连接各部分的设备。
3)功能要求:一般小型的PLC都能实现运算、定时、计数等功能,对于只需要开关控制的设备都可以满足。对于以开关量为主,带少量模拟量控制的系统可选用中高档PLC。中高档PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
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