圆形喷灌机精准同步监控系统的设计

李妙祺　杨小平　冯全

摘  要：为了实现三跨圆形喷灌机电机精准同步并达到提高灌水均匀度的控制目的，本系统使用变频器配合主行走电机进行了同步控制，并使用可编程逻辑控制器及人机界面，设计了圆形喷灌机的监控组態系统，同时具有手动控制功能。该系统能够显著提高喷灌作业时的灌水均匀度，有利于作物生长，提高农业生产效率。

关键词：圆形喷灌机;PLC;HMI;变频器

中图分类号：S275.5        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）23-0095-04

Abstract： In order to realize the accurate synchronization across three circular sprinkler motor and reach the control goal of improving irrigation uniformity， the control system of center pivot irrigation machine was designed by using frequency converter to control the main motor and using programmable logic controller and human-machine interface. It also has manual control function. The system can significantly improve the irrigation uniformity during irrigation， which is beneficial to the efficiency of crop growth and agricultural production.

Keywords： center pivot sprinkling machine; PLC; HMI; inverter

引言

喷灌技术是一种节水灌溉技术，我国对喷灌技术的研究始于1953年，圆形喷灌机是一种大规模、高自动化程度的灌溉用机械。早期的圆形喷灌机多使用电机驱动行走地轮并且配备机械减速装置，通过百分率计时器进行计时并控制不同跨电机的启停，使塔架车一个跟着一个绕着中心支轴旋转，从而实现了连续自移喷洒作业。随着工业技术的发展，自动化技术已经在喷灌系统中得到了广泛应用，而我国在技术开发方面尚存在一定的差距，尤其体现在：控制精度差、行走速度无法自整定、灌溉的均匀度低等问题[1]。

为了解决以上问题，需要引入基于可编程控制器的精准同步控制系统，利用光电传感器检测相邻塔架的角变位，从而控制变频器调整电机转速，使塔架支撑的灌溉用水管道尽可能保持在一条直线上，并且限制安全控制角不大于1.5°。

1 圆形喷灌机控制系统总体设计

本设计中的喷灌机共有三跨，长度均为57m，三跨总长171m，每一跨由一台三相可调速变频电机驱动行走轮带动其移动。……