節(jié)水灌溉自動化及優(yōu)化控制調(diào)節(jié)的研究.pdf

1、節(jié)水灌溉自動化及優(yōu)化控制調(diào)節(jié)的研究(申請揚(yáng)州I大學(xué)工程碩士學(xué)位論文)培養(yǎng)單位：揚(yáng)州大學(xué)專業(yè)名稱：農(nóng)業(yè)工程研究方向：農(nóng)業(yè)電氣化與自動化研究生：劉冰菁指導(dǎo)老師：李彬2014摘要隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化事業(yè)的快速發(fā)展，節(jié)水灌溉自動化水平不斷提高，對于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)的應(yīng)用研究具有實(shí)際意義。本課題以無錫市錫山區(qū)太湖水稻示范園區(qū)項(xiàng)目為背景設(shè)計(jì)開發(fā)了智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)。根據(jù)智能化灌溉系統(tǒng)功能要求，該系統(tǒng)應(yīng)用了先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將上位機(jī)組態(tài)軟件、可編程控

2、制器(PLC)、多種傳感器以及現(xiàn)場檢測儀表結(jié)合的監(jiān)控模式，通過對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)的自動檢測，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動優(yōu)化控制并具有故障提醒與應(yīng)急處理能力；通過對植物生長參數(shù)和氣象參數(shù)的采集，為智能化灌溉決策提供依據(jù)。本文首先介紹了節(jié)水灌溉自動化的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，然后對錫山區(qū)太湖水稻示范園區(qū)實(shí)際運(yùn)行需求進(jìn)行了分析，確定了該智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)的主要功能和設(shè)計(jì)方案。確定該系統(tǒng)采用分層式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，按功能分為三層，分別為：泵站現(xiàn)地測控層，中心數(shù)據(jù)處理

3、層與遠(yuǎn)程監(jiān)督控制層。泵站現(xiàn)地測控層以PLC為主要設(shè)備，現(xiàn)地測控單元通過以太網(wǎng)通訊將泵閥運(yùn)行狀態(tài)信息，以及各種傳感設(shè)備采集的信息實(shí)時(shí)的傳送到控制中心的服務(wù)器，并且現(xiàn)地測控單元可以接受遠(yuǎn)程監(jiān)督控制層發(fā)出的控制命令，從而實(shí)現(xiàn)泵閥設(shè)備的遠(yuǎn)程控制；中心數(shù)據(jù)處理層設(shè)有SCADA服務(wù)器，與遠(yuǎn)程監(jiān)督控制層的SCADA客戶機(jī)組成C／S(客戶機(jī)／服務(wù)器，Client／Server)架構(gòu)的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)督控制層設(shè)有SCADA客戶機(jī)，在SCADA客戶機(jī)

4、端上可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線監(jiān)控和遠(yuǎn)程組態(tài)。遠(yuǎn)程監(jiān)督控制層還設(shè)有視頻工作站，通過現(xiàn)場高清攝像頭獲得關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，作為對智能化灌溉系統(tǒng)的補(bǔ)充。通過無線擴(kuò)頻網(wǎng)絡(luò)將新舊泵站與SCADA服務(wù)器相連，服務(wù)器再通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制中心的監(jiān)控工作站和視頻工作站相連，形成了一個完整的灌溉自動化控制系統(tǒng)。針對植物生長和氣象采集點(diǎn)較多且比較分散，如果在田間地下大量埋設(shè)傳感器信號線，則易受耕作等人為破壞，修復(fù)維護(hù)困難的情況，系統(tǒng)利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)了無