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摘要
结合当前我国马铃薯水肥一体化灌溉的发展趋势及发展需求,设计了一款基于西门子PLC精确控制的水肥一体化系统,相比于单片机控制,系统在运行稳定性、混肥均匀性、系统响应时间、水肥利用率均得到了显著的提升。系统由水源工程、首部控制系统、输水网管组成。控制枢纽系统以西门子PLC为核心,配合远传压力表和电导率、酸碱度传感器可以实时检测输水网管中的水压及水肥浓度。在水肥一体化系统中独立设置了浓度自调节的小循环管路,相比直接向主管道中注混合液,小循环浓度子调节管路可以明显地减小水肥浓度的误差,传感器读取当前的水肥浓度,会与预设值做差值比较,再经过比例积分微分计算进行调整。在施肥过程中,PID闭环控制系统可以保证系统运行的流畅性。使用McgsPro触摸屏编辑软件编写人机交互界面,可以直观显示灌溉时间、时长、EC值、pH值及历史数据。试验结果表明:恒压变频控制系统以调节频率的方式改变电动机的转速,输水网管中的水压在较小的范围内波动,采用调节脉冲时间周期的方式进行水肥浓度的调整,能够实现施肥频率的自动调整和流速的稳定输出,表现出了良好的吸肥特性,提高了水肥的利用率。
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单位青岛农业大学; 机电工程学院
