CN204390057U

CN204390057U - 一种水稻田灌溉控制装置

Info

Publication number: CN204390057U
Application number: CN201520052091.3U
Authority: CN
Inventors: 刘飒; 刁芬
Original assignee: Shenyang University
Current assignee: Shenyang University
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2025-01-26

Abstract

一种水稻田灌溉控制装置，涉及一种控制装置，所述装置包括控制柜以及位于控制柜内部的控制电路；控制柜外表的一个侧面上装有电源指示灯、系统运行指示灯、水分过量指示灯、缺水指示灯、灌溉参数设置按钮、停止按钮、启动按钮、电机状态指示灯、自触摸屏；控制柜内部的控制电路包括：PLC电源模块、PLC模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、水位传感器、温度传感器；温度传感器和水位传感器分别通过信号线与所述模拟量输入模块相连；启动按钮、停止按钮、灌溉参数设置按钮分别通过信号线与所述数字量输入模块相连。该装置可以根据水稻田的水位情况，自动调节水稻田的水位，并在水稻田水位过低或水位过高时能够进行报警。

Description

一种水稻田灌溉控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，特别是涉及一种水稻田灌溉控制装置。

背景技术

水稻作为灌水栽培的作物，是否有充足的水分会直接影响水稻的生长及产量。研究表明，对水稻来说，并不是水量越多越好，当水位高于水稻正常生长所需要的水位时，水稻反而不能正常生长；当长期处于多水状态时，作物有可能受涝而死。因此，开发一套能够根据稻田水位情况及时调节水位的控制装置，对于提高水稻产量显得尤为重要。目前，对于稻田灌溉的控制装置要么结构复杂，自动化程度低；要么系统抗干扰性能较差，工作稳定性不够理想。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种水稻田灌溉控制装置，该装置可以根据水稻田的水位情况，自动调节水稻田的水位，并在水稻田水位过低或水位过高时能够进行报警。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水稻田灌溉控制装置，包括控制柜以及位于控制柜内部的控制电路。控制柜外表的一个侧面上装有电源指示灯、系统运行指示灯、水分过量指示灯、缺水指示灯、灌溉参数设置按钮、闸门控制按钮、自动模式按钮、手动模式按钮、电机启动按钮、停止按钮、启动按钮、电机状态指示灯、水闸状态指示灯、自动模式指示灯、手动模式指示灯、触摸屏。控制柜内部的控制电路包括：PLC（可编程逻辑控制器）电源模块、PLC（型号为CPU226）模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、水位传感器、温度传感器。

温度传感器和水位传感器分别通过信号线与所述模拟量输入模块相连；启动按钮、停止按钮、自动模式按钮、手动模式按钮、电机启动按钮、闸门控制按钮、灌溉参数设置按钮分别通过信号线与所述数字量输入模块相连；所述数字量输出模块分别通过信号线与电机启动继电器、水闸启动继电器、手动模式指示灯、自动模式指示灯、水闸状态指示灯、电机状态指示灯、缺水指示灯、水分过量指示灯、系统运行指示灯、电源指示灯相连；所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块分别通过总线与PLC CPU226模块相连；所述PLC CPU226模块通过总线与触摸屏相连；所述PLC电源模块通过电源线与PLC CPU226模块相连。

本实用新型的工作原理如下：

首先接通电源，控制柜上的电源指示灯点亮，然后按下启动按钮，本装置进入运行状态，此时控制柜上的系统运行指示灯点亮。本装置在运行状态下，水位传感器和温度传感器分别将检测到的水稻田的水位信号和温度信号分别经模拟量输入模块进行模数转换后送入PLC CPU226模块，PLC CPU226模块对所检测到的水位信号和温度信号进行处理，得到水稻田的当前水位数据和温度数据。PLC CPU226将水稻田的当前水位数据和温度数据送触摸屏进行显示。同时，PLC CPU226将所检测到的当前水位数据与预先设置好的水位数据上限和下限作对比，如果所检测到的水位数据低于预先设置的水位下限，则会通过数字量输出模块输出信号给缺水指示灯，使缺水指示灯点亮；如果所检测到的水位数据高于预先设置的水位上限，则会通过数字量输出模块输出信号给水分过量指示灯，使水分过量指示灯点亮。当所检测到的水位数据介于预先设置的水位下限和水位上限时，PLC CPU226将通过数字量输出模块分别输出信号给缺水指示灯和水分过量指示灯，使缺水指示灯和水分过量指示灯熄灭。

在运行状态下，本控制装置提供了两种控制模式：手动模式和自动模式。按下控制柜上的手动模式设定按钮，本控制装置将进入手动控制模式，此时，控制柜上的手动模式指示灯点亮；按下控制柜上的自动模式设定按钮，本控制装置将进入自动控制模式，此时，控制柜上的自动模式指示灯点亮。手动控制模式的工作过程是：现场操作人员根据触摸屏上所显示的水位数据来决定是否需要灌溉水稻田。当需要灌溉时，首先按下控制柜上的闸门控制按钮，通过数字量输入模块向PLC CPU226发出打开水闸门信号，PLC CPU226接收到该信号后，将通过数字量输出模块输出信号给水闸启动继电器，开启供水闸门，使水路畅通，然后按下控制柜上的电机启动按钮，通过数字量输入模块向PLC CPU226发出启动水泵电机信号，PLC CPU226接收到该信号后，将通过数字量输出模块输出信号给电机启动继电器，启动电机向供水管路供水。当需要停止灌溉时，首先弹起控制柜上的电机启动按钮，停止水泵供水，然后再弹起控制柜上的闸门控制按钮，关闭供水闸门。自动控制模式的工作过程是：不需要操作人员干预，PLC CPU226自动将所检测到的当前水位数据与预先设置好的水位数据上限和下限作对比。如果所检测到的水位数据低于预先设置的水位下限，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给水闸启动继电器，开启供水闸门，使水路畅通，延时T₁后，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给电机启动继电器，启动电机向供水管路供水，进行灌溉。当灌溉时间达到预先设定值或者最新检测到的水位数据高于预先设定的水位标准值时，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给电机启动继电器，关闭电机，停止向供水管路供水，延时T₂时间后，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给水闸启动继电器，关闭供水闸门。

本装置在运行状态下，不论在手动模式还是自动模式，只要水泵电机处于运行状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给电机状态指示灯，使其点亮；只要水泵电机处于停止状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给电机状态指示灯，使其熄灭。同样，不论在手动模式还是自动模式，只要闸门处于打开状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给水闸状态指示灯，使其点亮；只要闸门处于关闭状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给水闸状态指示灯，使其熄灭。还可以按下灌溉参数设置按钮，配合触摸屏来设定水位数据上限、水位数据下限、水位标准值，灌溉时间、延时时间T₁、延时时间T₂。当要停止本控制装置工作时，首先按下控制柜上的停止按钮，停止本装置运行，此时，控制柜上的系统运行指示灯熄灭，然后断开供电电源。

本实用新型的优点与效果是：

由于本控制装置采用了PLC CPU226作为控制器，所以本控制装置工作性能稳定，抗干扰性较强，提高了水稻田供水控制的自动化水平。

附图说明

图1 为水稻田灌溉控制装置的结构示意图；

图2 为水稻田灌溉控制装置的电路方框图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

图1中标号说明：1、控制柜，2、电源指示灯，3、系统运行指示灯，4、水分过量指示灯，5、缺水指示灯，6、灌溉参数设置按钮，7、闸门控制按钮，8、自动模式按钮，9、手动模式按钮，10、电机启动按钮，11、停止按钮，12、启动按钮，13、电机状态指示灯，14、水闸状态指示灯，15、自动模式指示灯，16、手动模式指示灯，17、触摸屏。

见图1，本实用新型包括：控制柜1、电源指示灯2、系统运行指示灯3、水分过量指示灯4、缺水指示灯5、灌溉参数设置按钮6、闸门控制按钮7、自动模式按钮8、手动模式按钮9、电机启动按钮10、停止按钮11、启动按钮12、电机状态指示灯13、水闸状态指示灯14、自动模式指示灯15、手动模式指示灯16、触摸屏17。

见图2，本实用新型控制柜内部的控制电路包括：PLC电源模块、PLC CPU226模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、水位传感器、温度传感器。

首先接通电源，控制柜1上的电源指示灯2点亮，然后按下启动按钮12，本装置进入运行状态，此时控制柜1上的系统运行指示灯3点亮。本装置在运行状态下，水位传感器和温度传感器分别将检测到的水稻田的水位信号和温度信号经模拟量输入模块进行模数转换后送入PLC CPU226模块，PLC CPU226模块对所检测到的水位信号和温度信号进行处理，得到水稻田的当前水位数据和温度数据。PLC CPU226将水稻田的当前水位数据和温度数据送触摸屏17进行显示。同时，PLC CPU226将所检测到的当前水位数据与预先设置好的水位数据上限和下限作对比，如果所检测到的水位数据低于预先设置的水位下限，则会通过数字量输出模块输出信号给缺水指示灯5，使缺水指示灯5点亮；如果所检测到的水位数据高于预先设置的水位上限，则会通过数字量输出模块输出信号给水分过量指示灯4，使水分过量指示灯4点亮。当所检测到的水位数据介于预先设置的水位下限和水位上限时，PLC CPU226将通过数字量输出模块分别输出信号给缺水指示灯5和水分过量指示灯4，使缺水指示灯5和水分过量指示灯4熄灭。

在运行状态下，本控制装置提供了两种控制模式：手动模式和自动模式。按下控制柜1上的手动模式按钮9，本控制装置将进入手动控制模式，此时，控制柜上的手动模式指示灯16点亮；按下控制柜1上的自动模式按钮8，本控制装置将进入自动控制模式，此时，控制柜1上的自动模式指示灯15点亮。手动控制模式的工作过程是：现场操作人员根据触摸屏17上所显示的水位数据来决定是否需要灌溉水稻田。当需要灌溉时，首先按下控制柜1上的闸门控制按钮7，通过数字量输入模块向PLC CPU226发出打开水闸门信号，PLC CPU226接收到该信号后，将通过数字量输出模块输出信号给水闸启动继电器，开启供水闸门，使水路畅通，然后按下控制柜1上的电机启动按钮10，通过数字量输入模块向PLC CPU226发出启动水泵电机信号，PLC CPU226接收到该信号后，将通过数字量输出模块输出信号给电机启动继电器，启动电机向供水管路供水。当需要停止灌溉时，首先弹起控制柜1上的电机启动按钮10，停止水泵供水，然后再弹起控制柜1上的闸门控制按钮7，关闭供水闸门。自动控制模式的工作过程是：不需要操作人员干预，PLC CPU226自动将所检测到的当前水位数据与预先设置好的水位数据上限和下限作对比。如果所检测到的水位数据低于预先设置的水位下限，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给水闸启动继电器，开启供水闸门，使水路畅通，延时T₁后，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给电机启动继电器，启动电机向供水管路供水，进行灌溉。当灌溉时间达到预先设定值或者最新检测到的水位数据高于预先设定的水位标准值时，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给电机启动继电器，关闭电机，停止向供水管路供水，延时T₂时间后，PLC CPU226会通过数字量输出模块输出信号给水闸启动继电器，关闭供水闸门。

本装置在运行状态下，不论在手动模式还是自动模式，只要水泵电机处于运行状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给电机状态指示灯13，使其点亮；只要水泵电机处于停止状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给电机状态指示灯13，使其熄灭。同样，不论在手动模式还是自动模式，只要闸门处于打开状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给水闸状态指示灯14，使其点亮；只要闸门处于关闭状态，PLC CPU226模块就会通过数字量输出模块输出信号给水闸状态指示灯14，使其熄灭。还可以按下灌溉参数设置按钮6，配合触摸屏17来设定水位数据上限、水位数据下限、水位数据标准值，灌溉时间、延时时间T₁、延时时间T₂。当要停止本控制装置工作时，首先按下控制柜1上的停止按钮11，停止本装置运行，此时，控制柜1上的系统运行指示灯3熄灭，然后断开供电电源。

Claims

1.一种水稻田灌溉控制装置，其特征在于，所述装置包括控制柜以及位于控制柜内部的控制电路；控制柜外表的一个侧面上装有电源指示灯、系统运行指示灯、水分过量指示灯、缺水指示灯、灌溉参数设置按钮、闸门控制按钮、自动模式按钮、手动模式按钮、电机启动按钮、停止按钮、启动按钮、电机状态指示灯、水闸状态指示灯、自动模式指示灯、手动模式指示灯、触摸屏；控制柜内部的控制电路包括：PLC电源模块、PLC CPU226模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、水位传感器、温度传感器；温度传感器和水位传感器分别通过信号线与所述模拟量输入模块相连；启动按钮、停止按钮、自动模式按钮、手动模式按钮、电机启动按钮、闸门控制按钮、灌溉参数设置按钮分别通过信号线与所述数字量输入模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种水稻田灌溉控制装置，其特征在于，所述数字量输出模块分别通过信号线与电机启动继电器、水闸启动继电器、手动模式指示灯、自动模式指示灯、水闸状态指示灯、电机状态指示灯、缺水指示灯、水分过量指示灯、系统运行指示灯、电源指示灯相连。

3.根据权利要求1所述的一种水稻田灌溉控制装置，其特征在于，所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块分别通过总线与PLC CPU226模块相连。

4.根据权利要求1所述的一种水稻田灌溉控制装置，其特征在于，所述PLC CPU226模块通过总线与触摸屏相连；PLC电源模块通过电源线与PLC CPU226模块相连。