一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置，包括HMI设备、PLC、模拟量输入模块，其特征在于：HMI设备通过PPI通讯口与PLC连接；PC上位机通过COM/USB口与PLC连接；PLC通过E-STAND通讯口与模拟量输入模块连接；PLC通过自带数字量输出端口与电磁阀连接；模拟量输入模块通过模拟量输出端口与土壤湿度传感器连接；HMI设备为西门子SMATRLINE1000；所述的PLC采用西门子CPU224XP；所述的模拟量输入模块采用西门子EM231；所述的电磁阀为HUNTERPGV-151型；所述的土壤湿度传感器为新普惠PH-1型；本实用新型专利技术可选择手动或自动运行，灌溉方式灵活，成本低，节能增效。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及农业灌溉工程领域，更具体的涉及一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置。成本低，节能增效。
技术介绍
灌溉技术涵盖了工农业生产和人类生活的众多领域。在日常的应用中，人们往往通过简单的开关管道闸阀或者时间段来控制灌水量。这些粗放的灌溉管理方式一般靠人的判断和经验来掌握，对于作物实际所需灌水量并不能科学的掌握。近些年来，随着技术的进步，人们对资源环境的重视，市场逐渐出现农业智能灌溉系统，例如在专利《分布式网络自动灌溉控制系统及其灌溉控制方式》(专利号CN201010523330. O)中所描述的自动控制系统涉及电子信息技术、无线通信技术和灌溉技术，该系统利用无线通讯网络可以 进行大规模的灌溉管理；专利《基于ZigBee与GPRS的变频灌溉远程监控系统》(专利号CN201110443545. 6)中所描述监控系统采用ZigBee节点技术和GPRS技术，能对灌溉进行远程监控。这些系统编程复杂硬件配置繁琐，需要农业专技人员配合使用，且价格昂贵，不适合规模有限的一般农业生产、灌溉。本技术正是基于低成本，可操作性强的原则，选择工业中成熟的PLC和HMI技术，将先进的工业控制方式应用于传统农业生产，以达到农业生产过程中节能增效的目地。
技术实现思路
本技术的目的在于提出了一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置。成本低，节能增效。为实现上述目的采用如下技术方案一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置，包括HMI设备、PLC、模拟量输入模块，其特征在于HMI设备通过PPI通讯口与PLC连接。PC上位机通过C0M/USB 口与PLC连接。PLC通过E-STAND通讯口与模拟量输入模块连接。PLC通过自带数字量输出端口与电磁阀连接。模拟量输入模块通过模拟量输出端口与土壤湿度传感器连接。所述的HMI设备为西门子SMATR LINE 1000。所述的PLC采用西门子CPU224XP。所述的模拟量输入模块米用西门子EM231。所述的电磁阀为HUNTER PGV-151型。所述的土壤湿度传感器为新普惠PH-1型。与现有技术相比本技术具有如下有益效果PLC和HMI设备组成的控制柜，能在室外复杂环境中长时间稳定运行。所述控制柜成本较低，适合一般农业灌溉用水工程的推广。控制系统可选择手动或自动运行，灌溉方式灵活。自动控制时，用户根据作物需水量的要求设定上下限值，操作简便。系统拓展性强，用户根据实际需要可增减控制点，对不同区域作物进行土壤湿度阀值设定。附图说明图1为一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置结构框图。图2为PLC (西门子CPU224 )接线图。·图3为模拟量输入模块(西门子EM231)接线图。其中1-PC上位机、2-HMI设备(西门子SMATR LINE 1000)、3_PLC (西门子CPU224 )、4-模拟量输入模块(西门子EM231)、5-电池阀(HUNTER PGV-151)、6- 土壤湿度传感器(新普惠PH-1 )。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利进行详细说明。一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置，包括HMI设备2、PLC3、模拟量输入模块4，其特征在于HMI设备2通过PPI通讯口与PLC3连接。PC上位机I通过C0M/USB 口与PLC3连接。PLC3通过E-STAND通讯口与模拟量输入模块4连接。PLC3通过自带数字量输出端口与电磁阀5连接。模拟量输入模块4通过模拟量输出端口与土壤湿度传感器6连接。所述的HMI设备2为西门子SMATR LINE 1000。所述的PLC3采用西门子CPU224XP。所述的模拟量输入模块4米用西门子EM231。所述的电磁阀5为HUNTER PGV-151型。所述的土壤湿度传感器6为新普惠PH-1型。本技术利用可编程控制器(PLC)和人机界面(HMI)结合土壤湿度传感器实时数据信息反馈的灌溉控制系统。该控制系统通过用户在HMI设备上设定的灌溉上下限值，采用自动、手动多种方式完成精准灌溉的任务。操作方式如下用户在HMI设备界面上读取监控地块土壤湿度信息(地块I湿度、地块2湿度、地块3湿度)，界面上显示当前灌溉模式(手动、自动灌溉模式)和灌溉状态(无灌溉、灌溉中...)。点击按钮(Admin)进入HMI设备基本设置界面，点击按钮(对比试验)进入地块详情界面，可以操作地块进行手动灌溉，点击按钮(模式选择)进入地块自动灌溉中土壤湿度设定值界面，通过文本框(上限、下限)输入限制值。点击界面右下角按钮(回主菜单)，均返回界面(地块实时监控信息)。灌溉系统PLC控制程序流程如下用户进入服务画面选择控制模式。手动模式下，在HMI触摸屏上点击各控制地块手动按钮，分别灌溉，直至点击关闭按钮后停止灌溉。自动模式下，到达设定的灌溉时间或者灌溉用水量时停止灌溉。智能模式下，根据土壤湿度传感器电流信号值，通过A/D转换运算后，得到当前土壤湿度百分比，在用户预先设定的湿度限值之间启停灌溉。灌溉管网系统由主管、支管和微管组成，电池阀安装在主管道和分支管道上分别对其控制；管道中电气控制部分均分两路并行，以方便在有水无电的状态下完成灌溉。灌溉管网安装方式给水水源由自来水和河水双重管道提供。主管道上安装比例施肥器等水肥一体化装置。电池阀安装的支管道上并行安装一球阀，用于在有水量供给但是无电源控制下的人工灌溉。支管上控制的电池阀数量根据用户需要自行增减。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置，包括HMI设备（2）、PLC（3）、模拟量输入模块（4），其特征在于：HMI设备（2）通过PPI通讯口与PLC（3）连接；PC上位机（1）通过COM/USB口与PLC（3）连接；PLC（3）通过E?STAND通讯口与模拟量输入模块（4）连接；PLC（3）通过自带数字量输出端口与电磁阀（5）连接；模拟量输入模块（4）通过模拟量输出端口与土壤湿度传感器（6）连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置，包括HMI设备(2)、PLC (3)、模拟量输入模块(4)，其特征在于HMI设备(2)通过PPI通讯口与PLC (3)连接；PC上位机(I)通过C0M/USB 口与PLC (3)连接；PLC (3)通过E-STAND通讯口与模拟量输入模块(4)连接；PLC (3)通过自带数字量输出端口与电磁阀(5)连接；模拟量输入模块(4)通过模拟量输出端口与土壤湿度传感器(6)连接。2.如权利要求1所述的一种基于PLC和HMI技术的农业灌溉控制装置，其特征在于所述的HMI设备(2)为西门子SM...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良鹏，杜铮，周朝，柳国昌，万勇，庞雄斌，张俊峰，
申请(专利权)人：武汉市农业机械化科学研究所，
类型：实用新型
国别省市：