节水灌溉自动化及优化控制调节的研究

发布时间：2016-12-15 17:42

  本文关键词：节水灌溉自动化及优化控制调节的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《扬州大学》 2014年

节水灌溉自动化及优化控制调节的研究

刘冰菁  

【摘要】：随着农业现代化事业的快速发展,节水灌溉自动化水平不断提高,对于农业节水灌溉自动化系统的应用研究具有实际意义。本课题以无锡市锡山区太湖水稻示范园区项目为背景设计开发了智能化节水灌溉系统。 根据智能化灌溉系统功能要求,该系统应用了先进的通信网络技术将上位机组态软件、可编程控制器(PLC)、多种传感器以及现场检测仪表结合的监控模式,通过对机组运行状态和参数的自动检测,实现系统自动优化控制并具有故障提醒与应急处理能力；通过对植物生长参数和气象参数的采集,为智能化灌溉决策提供依据。 本文首先介绍了节水灌溉自动化的国内外发展现状及趋势,然后对锡山区太湖水稻示范园区实际运行需求进行了分析,确定了该智能化节水灌溉系统的主要功能和设计方案。确定该系统采用分层式系统结构,按功能分为三层,分别为：泵站现地测控层,中心数据处理层与远程监督控制层。 泵站现地测控层以PLC为主要设备,现地测控单元通过以太网通讯将泵阀运行状态信息,以及各种传感设备采集的信息实时的传送到控制中心的服务器,并且现地测控单元可以接受远程监督控制层发出的控制命令,从而实现泵阀设备的远程控制；中心数据处理层设有SCADA服务器,与远程监督控制层的SCADA客户机组成C/S(客户机／服务器,Client/Server)架构的上位机监控系统；远程监督控制层设有SCADA客户机,在SCADA客户机端上可以实现系统的在线监控和远程组态。远程监督控制层还设有视频工作站,通过现场高清摄像头获得关键设备的运行状态,作为对智能化灌溉系统的补充。通过无线扩频网络将新旧泵站与SCADA服务器相连,服务器再通过工业以太网与控制中心的监控工作站和视频工作站相连,形成了一个完整的灌溉自动化控制系统。 针对植物生长和气象采集点较多且比较分散,如果在田间地下大量埋设传感器信号线,则易受耕作等人为破坏,修复维护困难的情况,系统利用先进的物联网技术,建设了无线传感器网络完成了多传感器数据的通信。同时采用传统PID算法设计了一种优化控制调节策略,实现水稻灌溉系统的变频调速恒压灌溉。

【关键词】：
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S274
【目录】：

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本文编号：214122