專利名稱：一種大型噴灌變頻控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大型農(nóng)業(yè)灌溉裝置，具體涉及一種大型農(nóng)業(yè)噴灌系統(tǒng)的變頻控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著我國水資源的日趨緊張，必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)，因而大型灌區(qū)都使用了噴灌系統(tǒng)，噴灌與傳統(tǒng)的大水漫灌相比，節(jié)約了大量的灌溉用水，但是在灌溉工程
中，由于灌溉面積、農(nóng)作物生長要求、用水目標(biāo)等不同，因而灌溉出水量的負(fù)載需求是變化的。在實(shí)際運(yùn)行中有許多異步電機(jī)在局部時(shí)間為空載運(yùn)行，這些都使其功率因數(shù)大為降低，造成電能的較大浪費(fèi)。同時(shí)大型灌區(qū)的水泵電機(jī)如果定速運(yùn)行，當(dāng)灌區(qū)開啟不同數(shù)目閥門時(shí)，管道中的水壓變化較大，使灌水均勻度變差，而通過出口閥門的節(jié)流來控制噴灌系統(tǒng)管道壓力，會(huì)增加管道阻力，浪費(fèi)大量電能，同時(shí)對機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)也不利。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過改變電機(jī)的供電頻率來改變水泵的轉(zhuǎn)速從而使供水管網(wǎng)內(nèi)的壓力保持恒定的智能化的大型噴灌變頻控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能、節(jié)省人力的目的。本實(shí)用新型目的技術(shù)方案是一種大型噴灌變頻控制系統(tǒng)，包括電機(jī)、水泵；電機(jī)與水泵傳動(dòng)連接；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是還包括終端控制用的計(jì)算機(jī)、PLC可編程控制器、變頻器、設(shè)于電機(jī)上的編碼器以及設(shè)于噴灌管網(wǎng)內(nèi)的流量壓力傳感器；PLC可編程控制器由其通信端口與計(jì)算機(jī)的通信端口雙向通信電連接；變頻器的控制端與PLC可編程控制器的相應(yīng)的輸出端口電連接；變頻器的輸出端與電機(jī)的電源端電連接；流量壓力傳感器的輸出端和編碼器的輸出端分別與PLC可編程控制器的相應(yīng)的信號輸入端口電連接。進(jìn)一步的方案是上述的電機(jī)為采取Y/ A啟動(dòng)方式啟動(dòng)的電機(jī)。本實(shí)用新型具有的積極效果(I)通過PLC可編程控制器來控制變頻器的輸出信號，進(jìn)而控制三相異步電機(jī)的供電頻率，使噴灌系統(tǒng)的水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速隨出水量(負(fù)載)的變化而變化，使輸水管道中的水壓力保持恒定，或在設(shè)定值附近微小波動(dòng)，降低管道阻力，提高噴灌的均勻度，避免了電機(jī)的頻繁啟動(dòng)，節(jié)約電能；(2)通過PLC可編程控制器與PC機(jī)的通信，在一臺主機(jī)上控制大型灌區(qū)，提高了控制系統(tǒng)的智能化程度，不需要操作人員頻繁的現(xiàn)場操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。

圖I為本實(shí)用新型的構(gòu)成框圖；圖中還顯示了由本實(shí)用新型控制的噴灌管網(wǎng)；圖2為圖I中PLC、變頻器、電機(jī)及電機(jī)上的編碼器電連接示意圖；圖3為圖I中的PLC控制變頻器的控制程序的梯形圖；圖4為圖I中的PLC控制電機(jī)Y/ A啟動(dòng)的梯形圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明(實(shí)施例I)見圖1，本實(shí)施例的大型噴灌變頻控制系統(tǒng)，由終端控制用的計(jì)算機(jī)1、PLC可編程控制器2、變頻器3、電機(jī)4、設(shè)置在電機(jī)4上的編碼器41、水泵5和設(shè)置在噴灌管網(wǎng)內(nèi)的流量壓力傳感器6組成。電機(jī)4與水泵5傳動(dòng)連接，帶動(dòng)水泵5工作。水泵5與噴灌管網(wǎng)機(jī)械連接，將水泵5所抽起的水送到后續(xù)的噴灌管網(wǎng)。PLC可編程控制器2通過其通信端口與計(jì)算機(jī)I的通信端口雙向電連接；變頻器3的控制端與PLC可編程控制器2的相應(yīng)的輸出端口電連接；變頻器3的輸出端口與電機(jī) 4的電源端電連接；流量壓力傳感器6的輸出端和編碼器41的輸出端分別與PLC可編程控制器2的相應(yīng)的信號輸入端口電連接。前述的終端控制用的計(jì)算機(jī)I本實(shí)施例中優(yōu)選常用的PC機(jī)，計(jì)算機(jī)I設(shè)置在控制室內(nèi)，可以同時(shí)與多臺作為下位機(jī)的PLC可編程控制器2通信連接并對其實(shí)施管理和控制。計(jì)算機(jī)I通過PLC可編程控制器2對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，對各種實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)，并且能對各個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，如管道壓力，灌水量或灌水時(shí)間等。計(jì)算機(jī)I的監(jiān)控程序通過VB6. 0編寫，能夠很好地與PLC進(jìn)行通信。前述的PLC可編程控制器2的型號本實(shí)施例中優(yōu)選松下FPl系列C40的PLC可編程控制器。FP系列的C40的PLC是日本松下電工生產(chǎn)的小型PLC，它集CPU、I/O、通信等諸多功能模塊一體，程序容量最大可達(dá)5000步，具有81條基本指令和完善的功能，同時(shí)具有網(wǎng)絡(luò)功能，用RS485雙絞線，可實(shí)施1200m范圍內(nèi)通信互聯(lián)以及與終端控制用的計(jì)算機(jī)I方便連接。C40的輸入/輸出接口有40個(gè)，其中輸入接口 24個(gè)，輸出接口 16個(gè)。PLC可編程控制器的監(jiān)控程序用梯形圖編寫。PLC可編程控制器2能實(shí)時(shí)接收設(shè)置在噴灌管網(wǎng)內(nèi)的管道壓力進(jìn)行采集、運(yùn)算、處理，并傳輸給終端控制計(jì)算機(jī)1，同時(shí)能對執(zhí)行裝置如變頻器3、噴灌管網(wǎng)中的電磁閥等進(jìn)行控制，本實(shí)施例中的一臺PLC可編程控制器2同時(shí)控制兩套由電機(jī)4和水泵5組成的系統(tǒng)的運(yùn)行，其中一套運(yùn)行，一套備用，PLC可編程控制器2的部分輸入/輸出接口分配如表I所示，PLC可編程控制器2剩余的端口根據(jù)灌區(qū)實(shí)際情況作電磁閥的輸入/輸出口。
權(quán)利要求1.一種大型噴灌變頻控制系統(tǒng)，包括電機(jī)(4)、水泵(5);所述的電機(jī)(4)與水泵(5)傳動(dòng)連接；其特征在于還包括終端控制用的計(jì)算機(jī)(I)、PLC可編程控制器(2)、變頻器(3)、設(shè)于電機(jī)(4)上的編碼器(41)以及設(shè)于噴灌管網(wǎng)內(nèi)的流量壓力傳感器(6);所述的PLC可編程控制器(2)由其通訊端口與計(jì)算機(jī)(I)的通訊端口雙向通信電連接；變頻器(3)的控制端與PLC可編程控制器(2)的相應(yīng)的輸出端口電連接；變頻器(3)的輸出端口與電機(jī)(4)的電源端電連接；流量壓力傳感器(6)的輸出端和編碼器(41)的輸出端分別與PLC可編程控制器(2)的相應(yīng)的信號輸入端口電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大型噴灌變頻控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電機(jī)(4)為采取Y/ Λ啟動(dòng)方式啟動(dòng)的電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種大型噴灌變頻控制系統(tǒng)，包括終端控制用的計(jì)算機(jī)、PLC可編程控制器、變頻器、電機(jī)、設(shè)于電機(jī)上的編碼器、水泵以及設(shè)于噴灌管網(wǎng)內(nèi)的流量壓力傳感器；PLC可編程控制器由其通信端口與計(jì)算機(jī)的通信端口雙向通信電連接；變頻器的控制端與PLC可編程控制器的相應(yīng)的輸出端口電連接；變頻器的輸出端與電機(jī)的電源端電連接；流量壓力傳感器的輸出端和編碼器的輸出端分別與PLC可編程控制器的相應(yīng)的信號輸入端口電連接；電機(jī)與水泵傳動(dòng)連接。電機(jī)為采取Y/△啟動(dòng)方式啟動(dòng)的電機(jī)。通過本實(shí)施新型的應(yīng)用，大型噴灌區(qū)可節(jié)能節(jié)水、節(jié)約人力成本。
文檔編號F04B49/06GK202579135SQ20122015248
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者張兵 申請人:常州工學(xué)院