基于plc大棚溫濕自動控制系統(tǒng)(2)

1、51畢業(yè)論文中文摘要基于plc大棚溫濕自動控制系統(tǒng)摘 要： 討論了在溫室控制中引入plc技術(shù)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)的方法,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成、硬件設(shè)計(jì)、實(shí)時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及通信問題。分布式的控制結(jié)構(gòu),使各子系統(tǒng)相對獨(dú)立,管理與控制功能分開,易于實(shí)現(xiàn)群控化管理,提高了系統(tǒng)的可靠性,且易于擴(kuò)展。系統(tǒng)成本低廉,性能穩(wěn)定,通用性好,符合中國國情,具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞： 溫室大棚；plc；集散控制；溫濕控制畢業(yè)論文外文摘要title design the agriculture temperature and humidity glasshouse control system with the

2、 programmable logic controller abstract：the method of distributed control system composed by plc technology in glasshouse control is introduced in this paper. it gives a detailed introduction to the characteristics, constitutes,software and hardware design , real - time dynamic surveillance and comm

3、unication of the system.the distributed control structure makes all sub - systems independent relatively , separates the management and control function , and easy to realize the swarm control management , greatly improves the reliability and expandable of the system. it has the characacters of low

4、cost , stable function , wide adoptability , etc , which matches the conditions of china and has charming application foreground.keywords： glasshouse agriculture; plc; distributed control system;swarm control management目 錄 引 言 1一研究背景 11.2研究的目的及意義22 系統(tǒng)概述 22.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù) 22.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 22.3 系統(tǒng)工作原理 72.4 溫濕度傳感器

5、83 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 93.1 plc簡介 93.2 總線簡介 93.3電磁閥的簡介與安裝 103.4濕度傳感器 133.5溫度傳感器 143.6 噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15結(jié)論 21參考文獻(xiàn) 22致謝24圖1251 引言1.1 研究背景我國的設(shè)施園藝絕大部分用于蔬菜生產(chǎn)。年代以來，溫室、大棚蔬菜的種植面積連年增加。目前的栽培設(shè)施中，有國家標(biāo)準(zhǔn)的裝配式鋼管塑料大棚和玻璃溫室僅占設(shè)施栽培面積的少部分，大多數(shù)的農(nóng)村仍然采用自行建造的簡單低廉的竹木大小棚，只能起到一定的保溫作用，根本談不上對溫光水氣養(yǎng)分等環(huán)境條件的調(diào)控，抗自然環(huán)境的能力極差。即使那些數(shù)量不多的裝配式塑料大棚和玻璃溫室也缺乏配套的調(diào)控設(shè)備和儀

6、器，主要依靠經(jīng)驗(yàn)和單因子定性調(diào)控，設(shè)施栽培的智能化程度非常低。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，以超時令、反季節(jié)生產(chǎn)的設(shè)施園藝作物的發(fā)展為主，且發(fā)展迅猛。1997年設(shè)施園藝作物栽培面積達(dá)86.7萬公頃，較80年代初期的栽培面積增長了128 倍，人均設(shè)施蔬菜占有量19961997年為33公斤，較19801981年人均設(shè)施蔬菜占有量增長了近164倍。2001年，我國設(shè)施園藝面積將突破100萬公頃，全國設(shè)施蔬菜人均占有量將達(dá)到40公斤。塑料大棚、中棚及日光溫室為我國主要的設(shè)施結(jié)構(gòu)類型。其中能充分利用太陽光熱資源、節(jié)約燃煤、減少環(huán)境污染的日光溫室為我國所特有。1997年我國日光溫室面 積已超過近16.7萬公頃。由農(nóng)

7、業(yè)部聯(lián)合有關(guān)部門試驗(yàn)推廣的新一代節(jié)能型日光溫室,每年每畝可節(jié)約燃煤約20噸。采用單層薄膜或雙層沖氣薄膜、pc板、玻璃為覆蓋材料 的大型現(xiàn)代化連棟溫室，具有土地利用率高、環(huán)境控制自動化程度高和便于機(jī)械化操作等特點(diǎn)，自1995年以來，呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展之勢，目前全國共有大型溫室面積200 公頃，其中自日本、荷蘭、以色列、美國等國家引進(jìn)的溫室面積達(dá)140公頃。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)目前還存在著諸如土地利用率低、盲目引進(jìn)溫室、設(shè)施結(jié)構(gòu)不合理、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、運(yùn)營管理費(fèi)用高、管理技術(shù)水平低、勞動生產(chǎn)率低及單位面積產(chǎn)量低 等諸多問題，但隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展將向著地域化、節(jié)能化、專業(yè)化發(fā)展，向著高

8、科技、自動化、機(jī)械化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的工廠型農(nóng)業(yè) 發(fā)展，為社會提供更加豐富的無污染、安全、優(yōu)質(zhì)的綠色健康食品。1.2 研究的目的及意義溫室的作用是用來改變植物的生長環(huán)境 ,避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L的不利影響 ,為植物生長創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為主要結(jié)構(gòu)材料 ,它可以在冬季或其他不適宜植物露地生長的季節(jié)栽培植物 ,從而達(dá)到對農(nóng)作物調(diào)節(jié)產(chǎn)期、促進(jìn)生長發(fā)育、防治病蟲害及提高產(chǎn)量的目的。溫室環(huán)境指的是作物在地面上的生長空間 ,它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構(gòu)成的。溫室控制主要是控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)與光照。雖然有些溫室也安裝有各種加熱、加濕、通風(fēng)和

9、降溫的設(shè)備 ,但其主要操作大多仍是由人工來完成的當(dāng)溫室面積較大或數(shù)量較多時 ,操作人員的勞動強(qiáng)度很大 ,而且也無法達(dá)到對溫濕度的準(zhǔn)確控制。本文介紹一種基于plc和數(shù)字式溫濕度傳感器的溫室控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)溫濕度的自動測量和調(diào)節(jié) ,大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，采用噴灌系統(tǒng)作為改變溫室濕度環(huán)境的方法節(jié)約了水資源。充分利用太陽能節(jié)約了能源。2 系統(tǒng)概述2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)溫室的作用是用來改變植物的生長環(huán)境 ,避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑锷L的不利影響 ,為植物生長創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為主要結(jié)構(gòu)材料 ,它可以在冬季或其他不適宜植物露地生長的季節(jié)栽培植物 ,從而達(dá)

10、到對農(nóng)作物調(diào)節(jié)產(chǎn)期、促進(jìn)生長發(fā)育、防治病蟲害及提高產(chǎn)量的目的。溫室環(huán)境指的是作物在地面上的生長空間 ,它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構(gòu)成的。溫室控制主要是控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)與光照。灌溉系統(tǒng)采用電磁閥控制的噴灌系統(tǒng)的方式，節(jié)約了水源，溫度調(diào)節(jié)主要有遮陰簾風(fēng)機(jī)的動作來解決。2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.2.1 plc的選擇由于德國 siemens系列產(chǎn)品具有功能強(qiáng)大、可靠靈活等特點(diǎn) ,從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體性、一致性出發(fā) ,考慮到經(jīng)濟(jì)性、功能性等各方面的原因 ,我們選用西門子公司的產(chǎn)品 ,以最優(yōu)的性能/價格比進(jìn)行系統(tǒng)的配置。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)的單獨(dú)調(diào)控 ,通過通訊網(wǎng)絡(luò)由總控室進(jìn)行統(tǒng)

11、一的管理 ,便于實(shí)現(xiàn)群控化控制。系統(tǒng)配置上各個子系統(tǒng)選擇了 siemens系列的 s7 - 215 plc,這是因?yàn)樵?00 系列 plc中 ,只有215具有 profibus- dp口 ,可以聯(lián)到 profibus上進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。s7 - 215 本機(jī) 14 個輸入點(diǎn)和 10 個輸出點(diǎn) ,內(nèi)存 13k字節(jié)。擴(kuò)展模塊 em231 可以實(shí)現(xiàn) 3 路模擬量輸入的 a/d 轉(zhuǎn)換 ,em235 實(shí)現(xiàn) 3 路模擬量輸入的a/d 轉(zhuǎn)換 1 路模擬量輸出的d/a 轉(zhuǎn)換 ,可以根據(jù)需要方便地進(jìn)行功能的擴(kuò)展。另外調(diào)整相應(yīng)系統(tǒng)的硬件設(shè)備或者對應(yīng)的用戶子程序,可以方便地改變對參數(shù)的設(shè)置。系統(tǒng)通過開關(guān)量傳感器、模

12、擬量傳感器對溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照等進(jìn)行檢測。通過d/a通道要實(shí)現(xiàn)對各種執(zhí)行和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制,以及各種環(huán)境設(shè)備的啟停和電機(jī)等設(shè)備的保護(hù)。各子系統(tǒng)選用 plc的主機(jī)內(nèi)部帶有存儲程序的 eprom,停電后程序不會丟失。總控室選擇 s7 - 315 ,它集成有數(shù)據(jù)通訊接口 ,可以方便地通過 profibus - dp 口實(shí)現(xiàn)和其他子系統(tǒng)的通信 ,進(jìn)行集中管理。在這里通過動態(tài)監(jiān)控畫面可以動態(tài)地了解各種參數(shù)的變化。各個子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行 ,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)意外或其他子系統(tǒng)出現(xiàn)問題也不會引起癱瘓。環(huán)境控制子系統(tǒng)配置硬件原理圖如圖 2.1所示。圖2.1 系統(tǒng)組成框圖2.2.2 軟件和動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件部分

13、主要完成對各個子系統(tǒng)的控制 ,并集成有模糊控制算法 ,可以根據(jù)參數(shù)設(shè)定值達(dá)到對環(huán)境參數(shù)的精確控制 ,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、通訊和監(jiān)控執(zhí)行機(jī)構(gòu)等功能。動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用西門子的視窗控制中心 simatic winccc,它是一種可視化的人機(jī)界面 ,可以很容易地結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和用戶程序生成人 - 機(jī)界面 ,準(zhǔn)確地滿足實(shí)際要求。simatic wincc的組成包括計(jì)算機(jī)(computer) 、標(biāo)簽管理(tagmanagement) 、數(shù)據(jù)類型(data type)和編輯器(editor)幾個部分。動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時檢測溫室內(nèi)各種環(huán)境參數(shù)的瞬時值和動態(tài)顯示他們的變化趨勢 ,同時每隔一定時間間

14、隔對采集值進(jìn)行存儲以提供數(shù)據(jù)報(bào)表 ,同時將其保留在歷史數(shù)據(jù)庫中供作物栽培者日后進(jìn)行檢查。2.2.3 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對整個溫室運(yùn)做的信線,rxd(收) 、txd(發(fā)) 、gnd(地) 。選用可保證波特率在9 600 bps時 ,通信距離可達(dá)到112 km。設(shè)計(jì)采用主從方式管理 ,主機(jī)通過rs- 232/ rs485通信接口轉(zhuǎn)換器完成信號之間的轉(zhuǎn)換 ,從機(jī)采用 max485 接口可以實(shí)現(xiàn)rs/485 與 ttl 電平的轉(zhuǎn)換。信號通信程序分為初始化、接收和發(fā)送三個部分。本設(shè)計(jì)中所選 plc都是 siemens的產(chǎn)品 ,本身都集成了 profibus接口 ,可以方便可靠的連接成一個現(xiàn)場總

15、線網(wǎng)絡(luò)。本機(jī)主站和從站的分配情況如下: 在本系統(tǒng)中選用了帶有profibus接口的 s7 - 315 為主站 ,它為每一個站點(diǎn)分配一個地址 ,在預(yù)定的信息周期內(nèi)與分散的站點(diǎn)交換信息。本系統(tǒng)中總控室的上位 pc機(jī)屬于第二類主站 ,選用帶 profibus - dp 網(wǎng)卡(cp5611) 接口的工控機(jī)。從站為各個子系統(tǒng)的 s7 - 215。plc與 pc之間的通訊 ,二者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ,各站周期性地交換 1 字節(jié)數(shù)據(jù)。主站發(fā)送命令信息 ,從站上通過dp - recv(read) ,調(diào)用dp - recv 功能從主站讀取數(shù)據(jù)并存儲到從站 db11 中 ,然后通過dp - send(write) ,調(diào)

16、用dp - send 功能存儲在 db11 中的數(shù)據(jù)寫入到主站的輸入?yún)^(qū)。1 plc與上位機(jī)的通訊協(xié)議 通訊協(xié)議包括兩方面的內(nèi)容：一是通訊接口；二是通訊方式。plc 與上位機(jī)一般采用 rs-232接口的異步串行通訊方式。cqm1 的 cpu 單元本身帶有rs-232接口,可直接使用該端口與上位機(jī)進(jìn)行rc-232串行通訊。通訊方式有兩種:一種是上位機(jī)始終具有初始傳送優(yōu)先權(quán),所有的通訊均由上位機(jī)來啟動，cqm1 總是處于被動狀態(tài)；另一種是 plc 具有優(yōu)先權(quán),命令由 plc 發(fā)送至上位機(jī)。筆者設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)采用的是第一種通訊方式。 plc 與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊是以“幀”為單位進(jìn)行的，幀的格式如圖 2.

17、2 和圖 2.3 所示。命令幀由上位機(jī)發(fā)送給 plc，響應(yīng)幀為 plc 接收到命令幀后自動向上位機(jī)發(fā)送的應(yīng)答信號。圖2.2 命脈令幀圖2.3 響應(yīng)幀2 通訊過程 通訊開始，先由上位計(jì)算機(jī)對 plc 發(fā)出一串字符的測試幀命令。在幀的傳送格式中，“”為起始符；節(jié)點(diǎn)號為 plc 的編號,用于標(biāo)識和上位機(jī)通訊的plc，由 plc 中 dm6648 設(shè)定。在這個溫室環(huán)境檢測控制系統(tǒng)中，只有一個下位 plc，其節(jié)點(diǎn)號為 00;標(biāo)題碼為一個 2 字符的命令代碼,用來標(biāo)明幀的功能。例如 rd、wd 分別為讀、寫 dm 數(shù)據(jù)區(qū)的標(biāo)題碼fcs 為一個 2 字符的幀檢查次序代碼，即從幀起始位到幀數(shù)據(jù)結(jié)束（fcs 前

18、）之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行“異或運(yùn)算的結(jié)果，用來檢查幀的傳送結(jié)果。例如，計(jì)算機(jī)發(fā)送一命令幀00rr00?0143 cr，幀中 43 為 fcs的值，它是由命令幀中、0、0、r、r、0、0?1 分別轉(zhuǎn)化為 asc碼,再轉(zhuǎn)化為 8 位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行“異或”運(yùn)算后轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制的結(jié)果；cr 表示幀結(jié)束響應(yīng)幀中結(jié)束代碼為“00”，標(biāo)明通訊有效。 為充分利用上位機(jī) cpu 的時間，可使上位機(jī)與plc 并行工作,在上位機(jī)等待 plc 回答信號的同時，使 cpu 處理其它任務(wù)或線程。某 plc 在接到上位機(jī)的一個完整幀以后，首先判斷是不是自己的代號，若不是，就不予理睬；若是，就發(fā)送呼叫回答信號上位機(jī)接到回答信號后，與發(fā)

19、送測試的數(shù)據(jù)比較。若兩者無誤，發(fā)出可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的信號，轉(zhuǎn)入正常數(shù)據(jù)通訊；否則，提示用戶檢查線路重新測試或通訊失敗。3 pc 機(jī)串行通訊軟件的設(shè)計(jì) visualc+6.0 具有強(qiáng)大的 mfc 類庫、強(qiáng)大的圖形功能和良好的人機(jī)界面，可以輕松地開發(fā)出界面良好的 windows 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)格的圖形用戶界面。 編程時，主要使用 vc+提供的串行通信控件 ms comm 來實(shí)現(xiàn)。首先，利用 mfc appwizard 創(chuàng)建對話框；然后，在對話框中創(chuàng)建通信控件，或通過菜單project - add to project - components and control 插入即可，再將該控件從工具箱中拉到對話

20、框中。然后，設(shè)置合適的 windowsapi 函數(shù)的接口。也就是設(shè)置和監(jiān)視 mscomm 控件的屬性和事件。 在 classwizard 中，為新創(chuàng)建的通信，控件定義了成員對象（cmscomm m_serial）。通過該對象，便可以對串口屬性進(jìn)行設(shè)置。下面是通過設(shè)置控件屬性對串口進(jìn)行初始化的程序： bool csampledlg: portopen() bool m_opened; . m_serial.setcommport(2); / 指定串口號m_serial.setsettings(4800,n,8,1); /通信參數(shù)設(shè)置 m_serial.setinbuffersize(1024);

21、 /指定接收緩沖區(qū)大小 m_serial.setinbuffercount(0);/ 清空接收緩沖區(qū) m_serial.inputmode(1); / 設(shè)置數(shù)據(jù)獲取方式 m_serial.setinputlen(0); / 設(shè)置讀取方式 m_opened=m_serail.setportopen(1);/打開指定的串口 return m_opened; 打開所需串口后，需要考慮串口通信的時機(jī)。在接收或發(fā)送數(shù)據(jù)過程中，可能需要監(jiān)視并響應(yīng)一些事件和錯誤，所以事件驅(qū)動是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。使用 oncomm 事件和com mevent 屬性捕捉并檢查通訊事件和錯誤的值。發(fā)生通訊

22、事件或錯誤時，將觸發(fā) oncomm 事件，commevent 屬性的值將被改變，應(yīng)用程序檢查 commevent 屬性值并做出相應(yīng)的反應(yīng)。在程序中用 classwiz ard 為 cmscomm 控件添加 oncomm 消息處理函數(shù)： void csampledlg:oncomm() switch(m_serial.getcommevent() case 2:/ 串行口數(shù)據(jù)接收，處理； 2.3 系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)由溫濕度傳感器、plc系統(tǒng) (含鍵盤和液晶顯示 )、加熱設(shè)備和加濕設(shè)備幾部分組成。整個系統(tǒng)的工作原理圖如圖 2.4所示。圖2.4 系統(tǒng)工作原理圖該溫室控制系統(tǒng)是利用 plc把傳感器采集

23、的有關(guān)參數(shù) (如溫度、濕度 )轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并把這些數(shù)據(jù)暫存起來 ,與給定值進(jìn)行比較 ,經(jīng)一定的控制算法后 ,給出相應(yīng)的控制信號進(jìn)行控制。系統(tǒng)還可以經(jīng)過串行通信接口將數(shù)據(jù)送至上位機(jī) ,從而完成數(shù)據(jù)管理、智能決策、歷史資料統(tǒng)計(jì)分析等更為強(qiáng)大的功能 ,并可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、編輯、存儲及打印輸出。傳感器把與生物有關(guān)的參量 (溫度、濕度等 )轉(zhuǎn)換為電壓信號 ,經(jīng)運(yùn)算放大器組成的信號處理電路變換成壓頻轉(zhuǎn)換器 (v/f)需要的電壓信號。其中溫度傳感器的輸出電流與絕對溫度成正比 ,且具有溫度響應(yīng)快、線性度好及高阻抗電流輸出等特點(diǎn) ,適于長距離傳輸 ,可把 - 555 的溫度轉(zhuǎn)換成 14 v的電壓;測濕調(diào)理

24、電路是將濕度傳感器測試到的10 %90 %的相對濕度轉(zhuǎn)換成 420 ma的電流輸出信號。溫室控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括風(fēng)機(jī)、氣泵、水簾、遮陰簾、電磁閥等設(shè)備。系統(tǒng)工作時 , plc通過溫濕度傳感器來測量溫室內(nèi)的溫濕度并與設(shè)定值相比較 ,如果溫室內(nèi)的溫度或濕度超出了設(shè)定范圍的上下限值 , plc就輸出指令 ,控制接通相應(yīng)的設(shè)備;當(dāng)溫室的溫度和濕度都在范圍內(nèi)時 , plc就輸出指令 ,切斷設(shè)備的電源。系統(tǒng)的工作流程見圖 2。圖2.5 系統(tǒng)工作流程圖2.4 溫濕度傳感器溫濕度傳感器采用芬蘭維薩拉公司生產(chǎn)的溫濕度傳感器 ,型號是 hmw 40y。此傳感器具有測量精度高、響應(yīng)時間短、對環(huán)境要求低、易于安裝等

25、特點(diǎn)。其主要性能指標(biāo)如下:濕度: 10 %90 %rh溫度: - 555 測量精度: 3 %rh/ 0. 3 輸出信號: 420 ma3. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 plc簡介s7-200系列plc可以滿足多樣化的控制要求，由于具有緊湊的設(shè)計(jì)，良好的擴(kuò)展性，低廉的價格以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使得可以近乎完美的滿足小規(guī)?？刂埔?。s7200 plc是德國西門子公司生產(chǎn)的一種超小型plc。3.1.1 s7-200系列plc系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1 基本單元基本單元有時又稱cpu模塊，也有時成主機(jī)或本機(jī)，它包括cpu，存儲器，基本輸入輸出點(diǎn)和電源等，時plc的主要部分。2 擴(kuò)展單元當(dāng)主機(jī)i/o數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時

26、，用戶可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種i/o模塊，所能連接的擴(kuò)展單元數(shù)量和實(shí)際所能使用的i/o點(diǎn)數(shù)是有多種因素共同決定的。3 特殊功能模塊當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，可與s7-200主機(jī)相聯(lián)，以完成某種特殊的控制任務(wù)的一種裝置。4相關(guān)設(shè)備主要有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。5工業(yè)軟件工業(yè)軟件是為了更好地管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序，它主要由標(biāo)準(zhǔn)工具、運(yùn)行軟件、和人機(jī)接口等幾大類構(gòu)成。3.2 總線簡介3.2.1 總線定義：是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級

27、控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題 。多種現(xiàn)場總線并存 目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場總線，如法國的fip，英國的era，德國西門子公司siemens的profibus，挪威的fint，echelon公司的lonworks，phenixcontact公司的interbus，roberbosch公司的can，rosemounr公司的hart，carlogarazzi公司的dupline，丹麥processdata公司的p-net，peterhans公司的f-mux，以及asi（actratursensorinterface），modbus，sds，arcnet，國際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會現(xiàn)場總線ff：fie

28、ldbusfoundation，worldfip，bitbus，美國的devicenet與controlnet等等。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線占有左右的市場。3.2.2 profibus總線profibus是德國標(biāo)準(zhǔn)（din19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（en50170）的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。由profibus-dp、profibusfms、profibuspa系列組成。dp用于分散外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于加工自動化領(lǐng)域。fms適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關(guān)等。pa用于過程自動化的總線類型，服從iec115

29、8標(biāo)準(zhǔn)。profibus支持主-從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。profibus的傳輸速率為9.6kbit/s至12mbit/s，最大傳輸距離在9.6kbit/s下為1200m，在12mbit/s小為200m，可采用中繼器延長至10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接127個站點(diǎn)。3.3 電磁閥的簡介與安裝3.3.1 電磁閥簡介電磁閥是用來控制流體的方向的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用于機(jī)械控制和工業(yè)閥門上面，對介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到對閥門開關(guān)的控制。電磁閥常與空氣過濾器，回信器相連接叫氣動三聯(lián)件 工作原理電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔都通向不

30、同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞竿帶動機(jī)械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動。 3.3.2 電磁閥在選型時的注意事項(xiàng)電磁閥的選型電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟(jì)性四大原則，其次是根據(jù)六個方面的現(xiàn)場工況(即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動作方式、特殊要求進(jìn)行選擇)。選型依據(jù)： 一、根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格(即dn)、接口方式 1、按照現(xiàn)場管道內(nèi)徑尺

31、寸或流量要求來確定通徑(dn)尺寸。 2、接口方式，一般dn50要選擇法蘭接口，dn50則可根據(jù)用戶需要自由選擇。 二、根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組 1、腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼；食用超凈流體：宜選用食品級不銹鋼材質(zhì)電磁閥。 2、高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類型的。 3、流體狀態(tài)：大至有氣態(tài)，液態(tài)或混合狀態(tài)，特別是口徑大于dn25訂貨時一定要區(qū)分開來。 4、流體粘度：通常在50cst以下可任意選擇，若超過此值，則要選用高粘度電磁閥。 三、根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種 1、公稱壓力：這個參數(shù)與其它通用閥門的

32、含義是一樣的，是根據(jù)管道公稱壓力來定。 2、工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理；最低工作壓差在0.04mpa以上時直動式、分步直動式、先導(dǎo)式均可選用。 四、電氣選擇：電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用ac220v、dc24較為方便。五、根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電2、要是開啟的時間短或開和關(guān)的時間不多時，則選常閉型。 3、但是有些用于安全保護(hù)的工況，如爐、窯火焰監(jiān)測，則不能選常開的，應(yīng)選可長期通電型。 六、根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動、防水霧、水淋、潛水1、爆炸性環(huán)境：必須選用相應(yīng)防爆等級的電磁閥(我公司現(xiàn)有：d ii bt4、d ii ct5、e

33、x m i/ii t4) 。 2、當(dāng)管內(nèi)流體有倒流現(xiàn)象時，可選擇我公司ok71-n、ok72-n系列帶止回功能電磁閥。 3、當(dāng)需要對電磁閥進(jìn)行現(xiàn)場人工操作時，可選擇我公司ok71-s、ok72-s系列帶手動功能電磁閥。 4、露天安裝或粉塵多場合應(yīng)選用防水，防塵品種(防護(hù)等級在ip54以上)。 5、用于噴泉必須采用潛水型電磁閥(防護(hù)等級在ip68以上)。 1、當(dāng)電磁閥需要長時間開啟，并且持續(xù)的時間多余關(guān)閉的時間應(yīng)選用常開型。 3.3.3 安裝注意事項(xiàng)如下：1、安裝時應(yīng)注意閥體上箭頭應(yīng)與介質(zhì)流向一致。不可裝在有直接滴水或?yàn)R水的地方。電磁閥應(yīng)垂直向上安裝。 2、電磁閥應(yīng)保證在電源電壓為額定電壓的15

34、%-10%波動范圍內(nèi)正常工作。 3、電磁閥安裝后，管道中不得有反向壓差。并需通電數(shù)次，使之適溫后方可正式投入使用。 4、磁閥安裝前應(yīng)徹底清洗管道。通入的介質(zhì)應(yīng)無雜質(zhì)。閥前裝過濾器。 5、當(dāng)電磁閥發(fā)生故障或清洗時，為保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)安裝旁路裝置。 故障與排除一、電磁閥通電后不工作 檢查電源接線是否不良重新接線和接插件的連接 檢查電源電壓是否在工作范圍-調(diào)致正常位置范圍 線圈是否脫焊重新焊接 線圈短路更換線圈 工作壓差是否不合適調(diào)整壓差或更換相稱的電磁閥 流體溫度過高更換相稱的電磁閥 有雜質(zhì)使電磁閥的主閥芯和動鐵芯卡死進(jìn)行清洗,如有密封損壞應(yīng)更換密封并安裝過濾器 液體粘度太大，頻率太高和壽命已

35、到更換產(chǎn)品 二、電磁閥不能關(guān)閉 主閥芯或鐵動芯的密封件已損壞更換密封件流體溫度、粘度是否過高更換對口的電磁閥有雜質(zhì)進(jìn)入電磁閥產(chǎn)閥芯或動鐵芯進(jìn)行清洗彈簧壽命已到或變形更換節(jié)流孔平衡孔堵塞及時清洗工作頻率太高或壽命已到改選產(chǎn)品或更新產(chǎn)品 三、其它情況 內(nèi)泄漏檢查密封件是否損壞,彈簧是否裝配不良 泄漏連接處松動或密封件已壞緊螺絲或更換密封件 通電時有噪聲頭子上堅(jiān)固件松動，擰緊。電壓波動不在允許范圍內(nèi)，調(diào)整好電壓。鐵芯吸合面雜質(zhì)或不平，及時清洗或更換。 3.4 濕度傳感器1選擇測量范圍和測量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程(0-1

36、00rh)測量。在當(dāng)今的信息時代，傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制拄術(shù)緊密結(jié)合著。測量的目的在于控制，測量范圍與控制范圍合稱使用范圍。當(dāng)然，對不需要搞測控系統(tǒng)的應(yīng)用者來說，直接選擇通用型濕度儀就可以了。用戶根據(jù)需要向傳感器生產(chǎn)廠提出測量范圍，生產(chǎn)廠優(yōu)先保證用戶在使用范圍內(nèi)傳感器的性能穩(wěn)定一致，求得合理的性能價格比，對雙方來講是一件相得益彰的事情。2、選擇測量精度和測量范圍一樣，測量精度同是傳感器最重要的指標(biāo)。每提高個百分點(diǎn)對傳感器來說就是上一個臺階，甚至是上一個檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價也相差甚遠(yuǎn)。例如進(jìn)口的1只廉價的濕度傳感器只有幾美元，而1只供標(biāo)定用的全濕程濕度傳

37、感器要幾百美元，相差近百倍。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。3、考慮時漂和溫漂幾乎所有的傳感器都存在時漂和溫漂。由于濕度傳感器必須和大氣中的水汽相接觸，所以不能密封。這就決定了它的穩(wěn)定性和壽命是有限的。一般情況下，生產(chǎn)廠商會標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時間為1年或2年，到期負(fù)責(zé)重新標(biāo)定。請使用者在選擇傳感器時考慮好日后重新標(biāo)定的渠道，不要貪圖便宜或迷信洋貨而忽略了售后服務(wù)問屬。選擇濕度傳感器要考慮應(yīng)用場合的溫度變化范圍，看所選傳感器在指定溫度下能否正常工作，溫漂是否超出設(shè)計(jì)指標(biāo)。要提醒使用者注意的是：電容式濕度傳感器的溫度系數(shù)是個變量，它隨使用溫度、濕度范圍而異。這是因?yàn)樗透?/p>

38、分子聚合物的介電系數(shù)隨溫度的改變是不同步的，而溫度系數(shù)又主要取決于水和感濕材料的介電系數(shù)，所以電容式濕敏元件的溫度系數(shù)并非常數(shù)。電容式濕度傳感器在常溫、中濕段的溫度系數(shù)最小，5-25時，中低濕段的溫漂可忽略不計(jì)。但在高溫高濕區(qū)或負(fù)溫高濕區(qū)使用時，就一定要考慮溫漂的影響，進(jìn)行必要的補(bǔ)償或訂正。 4、其它注意事項(xiàng)濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測空間的濕度，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大，就應(yīng)放置多個傳感器。有的濕度傳感器對供電電源要求比較高，否則

39、將影響測量精度或者傳感器之間相互干擾，甚至無法工作。使用時應(yīng)技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號傳輸時，要注意信號的衰減問題。當(dāng)傳輸距離超過200m以上時，建議選用頻率輸出信號的濕度傳感器。由于濕敏元件都存在一定的分散性，無論進(jìn)口或國產(chǎn)的傳感器都需逐支調(diào)試標(biāo)定。大多數(shù)在更換濕敏元件后需要重新調(diào)試標(biāo)定，對于測量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。 3.5 溫度傳感器溫度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下

40、，本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、pn結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(rtd)和ic溫度傳感器。ic溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計(jì)。 溫度計(jì)通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運(yùn)動體、小目標(biāo)或熱容量很小的對象則會產(chǎn)生較大的測量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃

41、液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測量120k以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。低溫溫度?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測量1.6300k范圍內(nèi)的溫度。3.6 噴灌系統(tǒng)利用機(jī)械和動力設(shè)備，使水通過噴頭（

42、或噴嘴）射至空中，以雨滴狀態(tài)降落田間的灌溉方法。噴灌設(shè)備由進(jìn)水管、抽水機(jī)、輸水管、配水管和噴頭（或噴嘴）等部分組成，可以是固定的或移動的。具有節(jié)省水量、不破壞封結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)地面氣候且不受地形限制等優(yōu)點(diǎn). 3.6.1 噴灌的特點(diǎn)a省水：由于噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免產(chǎn)生地面徑流和深層滲漏損失，使水的利用率大為提高，一般比地面灌溉節(jié)省水量3o一50，省水還意味著節(jié)省動力，降低灌水成本。b.省工：噴灌便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，可以大量節(jié)省勞動力。由于取消了田間的輸水溝渠,不僅有利于機(jī)械作業(yè)，而且大大減少了由間勞動量。噴灌還可以結(jié)合施入化肥和農(nóng)藥，又可以省去不少勞動量，據(jù)統(tǒng)計(jì)，噴灌所需的勞動量僅為地

43、面灌溉的l5。c提高土地利用率：采用噴灌時，無需田間的灌水溝渠和畦埂，比地面灌溉更能充分利用耕地，提高土地利用率，一般可增加耕種面積7一10。d增產(chǎn)：噴灌便于嚴(yán)格控制土壤水分,使土壤濕度維持在作物生長最適宜的范圍。而且在噴灌時能沖掉植物莖葉上塵土,有利于植物呼吸和光合作用。另外噴灌對土壤不產(chǎn)生沖刷等破壞作用，從而保持土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使土壤疏松多孔，通氣性好，因而有利于增產(chǎn)， 特別是蔬菜增產(chǎn)效果更為明顯。e適應(yīng)性強(qiáng)：噴灌對各種地形適應(yīng)性強(qiáng)，不需要像地面灌溉那樣整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可進(jìn)行噴灌。特別是在土層薄、透水性強(qiáng)的沙質(zhì)土，非常適合采用噴灌。此外，噴灌不僅適應(yīng)所有大田作物，而且對于

44、各種經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、草場都可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效果。 噴灌具有好多優(yōu)點(diǎn)，但是也有缺點(diǎn)。主要是投資費(fèi)用大，就目前條件移動式噴灌系統(tǒng)最便宜，畝投資也需要20-50元畝。另外是受風(fēng)速和氣候的影響大，當(dāng)風(fēng)速大于5.5米秒時 (相當(dāng)于4級風(fēng))，就能吹散雨滴，降低噴灌均勻性,不宜進(jìn)行噴灌。其次，在氣候十分干燥時,蒸發(fā)損失增大，也會降低效果。 3.6.2 噴頭的選型與布置1.噴頭的選型 選擇噴頭時，除需考慮其本身的性能，如噴頭的工作壓力、流量、射程、組合噴灌強(qiáng)度、噴灑扇形角度可否調(diào)節(jié)之外，還必須同時考慮諸如土壤的允許噴灌強(qiáng)度、地塊大小形狀、水源條件、用戶要求等因素。另外，同一工程或一個工程的同一輪灌組中，最好

45、選用一種型號或性能相似的噴頭，以便于灌溉均勻度的控制和整個系統(tǒng)的運(yùn)行管理。在已建項(xiàng)目中，有的為片面追求水景效果，安裝了各種性能截然不同的噴頭，致使灌溉均勻度無法保證。選擇噴頭時需特別注意的是，灌溉系統(tǒng)不是噴泉，其目的是為了彌補(bǔ)植物需水時空上的不足，而不是創(chuàng)作人工水景。因此，只能在首先滿足需水的前提下，盡量照顧到景觀效果。 此類噴頭品種繁多，按射程分，有0.65.8米的小射程噴頭，4.39.1米的中小射程噴頭，8.515.9米的中等射程噴頭，20米以上的大射程噴頭；按噴灑類型分，有散射噴頭，射線噴頭，旋轉(zhuǎn)噴頭，射線旋轉(zhuǎn)噴頭；按使用場合分，有園林噴頭，高爾夫噴頭等等。這些噴頭均可在加壓噴水時自動彈

46、出地面，而灌水停止時又縮入地面，不會影響園林景觀上的機(jī)械作業(yè)。 1.1 小射程噴頭一般為非旋轉(zhuǎn)散射式噴頭，如pros系列、ps系列以及inst系列。這些噴頭的彈出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可選配噴灑形式繁多或可調(diào)角度的噴嘴，噴灌強(qiáng)度較大。不但適用于小塊灌溉，也可用于灌木、綠籬的灌水和洗塵。這類噴頭的噴嘴大多為“匹配灌溉強(qiáng)度噴嘴”，即無論全圓噴灑，還是半圓或90度及其他角度，其灌溉強(qiáng)度基本相同。這種特性對保證系統(tǒng)的噴灑均勻度極為有利。 1.2中小射程噴頭多為旋轉(zhuǎn)噴頭，如 srm、pgj系列齒輪驅(qū)動頂部調(diào)節(jié)噴頭，射程為4.311.3米，彈出高度有100mm、15

47、0mm、300mm。這種噴頭適用于中型面積綠地和灌木、花卉的噴灌。特別的如，mp系列地埋射線旋轉(zhuǎn)噴頭，射程39米，以其獨(dú)特的噴灑方式，和由此而來的不可比擬的節(jié)水特性，尤其適合坡地和新植噴灑。 1.3 中等射程噴頭多為旋轉(zhuǎn)噴頭，如亨特i-20、 pgp系列地埋旋轉(zhuǎn)噴頭。這些噴頭適用于中型面積綠地的灌溉。彈出高度有100mm和300mm兩種，適用于較大面積的灌溉。其中i-20噴頭配有止溢閥，并且可選不銹鋼升降柱，頂部帶有獨(dú)特閥門，可在系統(tǒng)運(yùn)行時單獨(dú)將某個噴頭關(guān)閉，便于維修或更換噴嘴。1.4 大射程噴頭，如亨特i-31、 i-35系列、i-41系列、i-60系列、i-90系列均為旋轉(zhuǎn)式齒輪驅(qū)動頂部有

48、工具調(diào)節(jié)噴頭，射程均在20米以上。其特點(diǎn)是材料強(qiáng)度高，抗沖擊性能好。除用于大面積灌溉外，特別適合于運(yùn)動場灌溉系統(tǒng)。其中i-60系列噴頭，獨(dú)有低壓大射程功能，在壓力為2.8bars（0.28mp）時，射程可達(dá)18.9米。特別適合低壓系統(tǒng)或者舊系統(tǒng)改造項(xiàng)目。在各種射程的噴頭中，均可選擇“止溢型”噴頭。帶止溢功能的噴頭一般安裝在地形起伏較大的噴灌系統(tǒng)中的地形較低的部位，可有效防止當(dāng)灌水停止時管道中的水從低位噴頭溢出，影響噴頭周圍的正常生長。 土壤的允許噴灌強(qiáng)度是影響噴頭選型的主要因素之一。噴灌強(qiáng)度是指單位時間內(nèi)噴灑在地面上的水深。我們一般考慮的是組合噴灌強(qiáng)度，因?yàn)楣喔认到y(tǒng)基本上都是由多個噴頭組合起來

49、同時工作。對于噴灌強(qiáng)度的要求是，水落到地面后能立即滲入土壤而不出現(xiàn)積水和地面徑流，即要求噴頭的組合噴灌強(qiáng)度（組合）應(yīng)小于等于土壤的水入滲率。各類土壤的允許噴灌強(qiáng)度（允許）的參考值見下表：表3.1 各類土壤的允許噴灌強(qiáng)度（mm/h）土壤類別 允許噴灌強(qiáng)度砂土 壤砂土 砂壤土 壤土 粘土 20 15 12 10 8 噴頭組合噴灌強(qiáng)度的計(jì)算公式為：組合（mm/h）=1000q/a 式中：q為單噴頭的流量（m3/h）；a為單噴頭的有效控制面積（m2）。 另外，土壤的允許噴灌強(qiáng)度隨著地形坡度的增加而顯著減小。如坡度大于12%時，土壤的允許噴灌強(qiáng)度將降低50%以上。因此，對于地形起伏的工程，在噴頭選型時需

50、格外注意。 2.噴頭的布置 噴灌系統(tǒng)中噴頭的布置包括噴頭的組合形式、噴頭沿支管上的間距及支管間距等。噴頭布置的合理與否，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的灌水質(zhì)量。 噴頭的組合形式主要取決于地塊形狀以及風(fēng)的影響，一般為矩形和三角形，或?yàn)槠涮乩叫魏驼切?。矩形或正方形布置，適用于地塊規(guī)則，邊緣成直角的條件。這種形式設(shè)計(jì)簡便，容易做到使各條支管的流量比較均衡；三角形或正三角形布置，適用于不規(guī)則地塊，或地塊邊界為開放式，即使噴灑范圍超出部分邊界也影響不大的情況。這種布置抗風(fēng)能力較強(qiáng)，噴灑均勻度要高于矩形或正方形，同時所用噴頭的數(shù)量相對較少，但不易作到使各條支管的流量均衡。有時地塊形狀十分復(fù)雜，或地塊當(dāng)中有障

51、礙物，使噴頭的組合形式為不規(guī)則形。但在多數(shù)噴灌系統(tǒng)中，可盡量采用正方形或正三角形布置。 2.1 正方形布置 正方形布置時，噴頭沿支管上的間距與支管間距相等，但對角噴頭之間的距離是支管間距的1.41倍?？紤]到風(fēng)的影響，推薦噴頭間距為噴頭射程（r）的0.9-1.1倍，見下表： 表3.2 正方形布置風(fēng)速（km/h）正方形最大間距 0-5 6-11 12-20 1.1r 1.0r 0.9r 2.2 正三角形布置 正三角形布置時，各個噴頭之間的距離相等，但支管間距為噴頭間距的0.866倍?？紤]到風(fēng)的影響，推薦噴頭間距為噴頭射程（r）的1.0-1.2倍，見下表： 表3.3 正三角形布置風(fēng)速（km/h）正三

52、角形最大間距 0-5 6-11 12-20 1.2r 1.1r 1.0r 在噴頭布置完畢后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際布置結(jié)果對系統(tǒng)的組合噴灌強(qiáng)度進(jìn)行校核。特別是在地塊的邊角區(qū)域，因噴頭往往是半圓或90度而不是全圓噴灑，若選配的噴嘴與地塊中間全圓噴灑的噴頭相同，則該區(qū)域內(nèi)的噴灌強(qiáng)度勢必大大超過地塊中間。所以，為保證系統(tǒng)良好的噴灑均勻度，一般安裝在邊角的噴頭須配置比地塊中間的噴頭小2-3個級別的噴嘴。 3.6.3噴灌系統(tǒng)的施工安裝噴灌系統(tǒng)施工安裝的總的要求是，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行，必須修改設(shè)計(jì)時應(yīng)先征得設(shè)計(jì)單位同意并經(jīng)主管部門批準(zhǔn)。涉及到有關(guān)建筑物的施工，應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，如給排水建筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范、地下防水工

53、程施工及驗(yàn)收規(guī)范等。針對噴灌系統(tǒng)的特點(diǎn)，在其施工與安裝時，應(yīng)注意以下問題： （一）在已有的噴灌地塊內(nèi)施工，除盡量保護(hù)現(xiàn)有噴灌外，要特別注意管溝棄土的處理。棄土須分層放置，埋管時須按與開挖時相反的順序分層回填，以保證沿管線種植層內(nèi)的土壤與原有土壤一致。 （二）在干管和每條支管上應(yīng)安裝放水裝置，以便于沖洗管道以及冬季防凍。即使在無凍害的南方地區(qū)，在非灌溉季節(jié)一般也應(yīng)放空管道，防止水長期滯留在管道中產(chǎn)生微生物，附著在管壁和噴頭上影響噴灌效果。放水裝置除常見的閘閥、球閥外，還有自動泄水閥，可在灌水停止后自動排出管道中的水。 （三）對于系統(tǒng)壓力變化或地形起伏較大的情況，支管閥門處應(yīng)安裝壓力調(diào)節(jié)設(shè)備，如亨

54、特公司生產(chǎn)的與電磁閥相配套的accu-set型壓力調(diào)節(jié)器，使支管進(jìn)口處壓力均衡，保證系統(tǒng)的噴灑均勻度。另外，在必要的管段還應(yīng)安裝進(jìn)排氣閥、泄壓閥等，用以保護(hù)系統(tǒng)的安全。 （四）為便于臨時取水，或?qū)姽嗖灰卓刂频倪吔堑囟芜M(jìn)行人工灌溉，在主管道上一般需安裝一定數(shù)量的快速取水閥（方便體），如亨特hqv型快速取水閥。這種快速取水閥與所配套的鑰匙配合使用，插入鑰匙，閥門即可自動開啟供水；若要停止灌水，只需取下鑰匙，閥門會自動關(guān)閉。 （五）地埋式噴頭的安裝 1、安裝前須對噴頭進(jìn)行預(yù)置。可調(diào)噴灑扇形角度的噴頭，出廠時大多設(shè)置在180度，因此在安裝前應(yīng)根據(jù)實(shí)際地形對噴灑扇形角度的要求，把噴頭調(diào)節(jié)到所需角度。2、噴頭的頂部應(yīng)與最后的地面相平。這就要求在安裝噴頭時噴頭頂部要低于松土地面，為以后的地面沉降留有余地；或在地面不再沉降時再安裝噴頭。 3、噴頭與支管的連接，最好采用交接接頭（swing joint），也稱千秋架。如亨特的sj-512千秋架、sj-712千秋架，可有效防止由機(jī)械沖擊，如剪草機(jī)作業(yè)或人為活動而引起的管道和噴頭損壞。同時，采用鉸接接頭，便于施工時調(diào)整噴頭的安裝高度。 4、在管理不便的地區(qū)，可安裝具有一定防盜性能的噴頭。結(jié) 論通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我從新學(xué)習(xí)了大學(xué)里的一些專業(yè)課程，并且從中學(xué)到了很多新的知識對plc控制有了更深一層的認(rèn)識。即有對以前知識的總結(jié)，又有對新領(lǐng)域新