基于PLC的水肥一体化灌溉控制器设计

晁 阳，李培东，黄林刚

（1.杨凌职业技术学院机电分院，陕西 杨凌712100；2.西安市科技交流中心，西安710000）

粮食安全是关系国民经济命脉的关键。施肥灌溉在农作物生长和农业增产增收中扮演着重要角色［1］。水肥一体化灌溉是将灌溉与施肥合二为一的技术，配合滴灌技术对作物进行灌溉和施肥，能够实时控制土壤湿度和肥力，起到节水、节肥的作用，极大满足农作物生长需求［2］，促进作物生长和农业增产增收。

国内水肥一体化技术广泛应用于温室蔬菜、果树等设施化农业种植生产中，对农业增产起到了积极的促进作用。然而，市面上现有的水肥一体化设备成本昂贵、功能繁琐，农户使用意愿不强。目前中国西北干旱半干旱地区农户仍普遍采用传统粗放型灌溉模式，造成水资源浪费、土壤养分失衡、肥料利用效率低下等问题［3-5］。因此，设计一种价格合理、使用方便、功能够用、性能良好的水肥一体灌溉系统，可以极大改善中国西北地区中小型设施农业普及和推广的现状［6］，增加中小型设施农业种植户的经济收益。

1 系统整体设计

系统以三菱FX型整体式PLC为核心控制元件，以土壤湿度传感器和土壤电导率传感器为信息采集器件，以过滤器、灌溉泵、施肥泵等为执行器件，以报警灯、蜂鸣器为报警装置。系统包含灌溉和施肥灌溉2种功能，用三位转换开关进行自动模式、手动模式、停止3种模式的切换［7］。

手动模式主要用于系统停机检修和维护调试，也可用于农户按照经验对农作物进行灌溉和施肥，当系统处于手动模式时，农户按下灌溉或施肥按钮，对应的执行机构动作、显示原件启动，提醒农户当前系统正处于灌溉或施肥工作中。……