Design and simulation of an adaptable pulsating irrigation system using programmable logic controller unit

• Autorzy: Ismail Shatha Y. , Hussain Zozan Saadallah , Thabet Hassaan TH. H. , Amin Mohamad Mo.Z.M. , Thabit Thabit H.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.11.32

Warianty tytułu

PL

Projektowanie i symulacja adaptowalnego pulsacyjnego systemu nawadniania z wykorzystaniem programowalnego sterownika logicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Due to the scarcity of water on the globe today, it is considered as a valuable natural resource. This requires intensive and applied research to preserve it, and this, in turn, requires the design of smart irrigation systems that use water according to the actual needs of plants and with the least possible waste. Currently, plants irrigation all over the world consumes most of the freshwater that should be used in other more important areas. The commercial irrigation water controllers that are widely used in the world do not fulfill their intended purpose of saving the amount of irrigation water. The development and lower price of PLC have made it possible to use them as standalone controllers for smart and economical irrigation. In this paper a PLC type (s7-200) was used to control daily pulsed irrigation amounts according to actual transpiration ETo, using the Hargreaves-Samani method. Once ETo is calculated by the PLC, it begins to manage the timing of the irrigation system pulses as per the commands given by its program depending on the calculated values of the ETo.

PL

Ze względu na niedostatek wody na świecie jest dziś uważany za cenny zasób naturalny. Obecnie nawadnianie roślin na całym świecie pochłania większość słodkiej wody, która powinna zostać wykorzystana w innych, ważniejszych obszarach. Komercyjne sterowniki wody do nawadniania, które są szeroko stosowane na świecie, nie spełniają swojego zamierzonego celu, jakim jest oszczędzanie ilości wody do nawadniania. Rozwój i niższa cena programowalnych sterowników logicznych (PLC) umożliwiły wykorzystanie ich jako samodzielnych sterowników do inteligentnego i ekonomicznego nawadniania. W tej pracy zastosowano PLC typu (s7-200) do kontroli dziennych pulsacyjnych ilości irygacji zgodnie z rzeczywistą transpiracją (ETo), przy użyciu metody Hargreaves-Samani. Po obliczeniu ETo przez PLC, zaczyna on zarządzać synchronizacją impulsów systemu irygacyjnego zgodnie z poleceniami wydanymi przez jego program w zależności od obliczonych wartości ETo.

Słowa kluczowe

EN

evapotranspiration; Programmable Logic Controllers; PLCs; pulsating irrigation

PL

nawadnianie; system pulsacyjny; PLC; irygacja pulsacyjna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 11
• Strony: 175--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Ismail Shatha Y.

• Northern Technical University, Technical Institute, Department of Electrical Technology, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-6787-949X

autor

Hussain Zozan Saadallah

• Northern Technical University, Technical Institute, Department of Electrical Technology, Iraq

• https://orcid.org/0000-0001-8948-2277

autor

Thabet Hassaan TH. H.

• Freelance Researcher, Iraq

• https://orcid.org/0000-0003-4076-6978

autor

Amin Mohamad Mo.Z.M.

• Northern Technical University, Technical Institute, Department of Electrical Technology, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-0361-5348

autor

Thabit Thabit H.

• Ninevah University, College of Electronics Engineering, Iraq

Bibliografia

• [1] Thabit, Thabit H., and Younus, Saif Q., “Risk Assessment and Management in Construction Industries,” International Journal of Research and Engineering, 5(2), 315-320, 2018.
• [2] Zozan Saadallah Hussain, Ahmed J. Ali, Ahmed A. Allu and Rakan Khalil Antar, "Improvement of protection relay with a single phase autoreclosing mechanism based on artificial neural network", International Journal of Power Electronics and Drive System (IJPEDS), pp. 505~514, Vol. 11, No. 1, March 2020.
• [3] Firas Saaduldeen Ahmed, Zozan Saadallah Hussain, and T. K. M. Salih, " Enhancing performance for three-phase induction motor by changing the magnetic flux density and core material using COMSOL International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), pp. 101~111, Vol. 12, No. 1, February 2022.
• [4] Shahidian, S., Serralheiro, R.P., Teixeira, J.L., Santos, F.L., Oliveira, M.R.G., Costa, J.L., Toureiro, C., Haie, N., and Machado, R.M., “Water Saving with a PLC Based Adaptive Irrigation System,” Proceedings of the 3rd WSEAS Int. Conf. on Waste Management, Water Pollution, Air Pollution, Indoor Climate, pp. 423-426, 2009.
• [5] Shahidian, S., Serralheiro, R.P., Teixeira, J.L., Santos, F.L., Oliveira, M.R.G., Costa, J.L., Toureiro, C., Haie, N., and Machado, R.M., “Drip Irrigation Using a PLC Based Adaptive Irrigation System,” WSEAS Transactions on Environment and Development, vol. 5(2), pp.209-218, 2009.
• [6] Siemens AG, 2011, s7-200, “Programmable Logic Controller System Manual,” available online at: www.siemens.com.
• [7] Available online at: www.picotech.com/applications/pt100.html.
• [8] Thabet, H. Th. H., “Design and Implementation of a Two-Axis Solar Tracking System Using PLC Techniques for Measuring Solar Radiation by an Inexpensive Method,” Buhuth Mustaqbalia, 45, 11-28, 2014.
• [9] Enaam Albanna, Hassaan Th. H. Thabet and Zozan Saadallah Hussain , "Design and Implementation of an Automated Residential Water Heating System using Sustainable Energy and PLC Techniques," Journal of Engineering and Applied Sciences, 15(5), : pp. 1244-1250, 2020.
• [10] Zozan Saadallah Hussain, Zena Ez. Dallalbashi and Shaymaa Alhayali, " Reviews of using solar energy to cover the energy deficit after the recent war in Mosul city", Information Systems 2021 (DATA’21), Ma’an, Jordan. ACM, New York, NY, USA, https://doi.org/10.1145/3460620.3460757, 12 pages, April 5–7 2021.
• [11] Shatha Y. Ismail, Zozan Saadallah Hussain, Hassaan TH. H. Thabet and Thabit H. Thabit " Using PI Controller Unit for Controlling the Water Temperature in Oil Fired Heaters by PLC Techniques," Przeglad Elektrotechniczny, pp. 157~161, March 2021.
• [12] Ewa KORZENIE WSKA, Agnieszka DRZYMALA, Artur SZCZĘSNY1, Rafal ZAWISLAK and Sebastian SEME, "Zastosowanie regulatora PI o zmodyfikowanej strukturze w procesie sterowania piecem indukcyjnym," Przeglad Elektrotechniczny, pp. 138~141, December 2018.
• [13] Piotr RUMNIAK, Bartłomiej UFNALSKI, and Lech M. GRZESIAK, "Tuning of PI regulators in distributed control system for an electric vehicle," Przeglad Elektrotechniczny, pp. 290~294, Septemper 2015.
• [14] Hargreaves, G.H. and Samani, Z.A., “Reference Crop Evapotranspiration from Temperature,” ASAE, 1(2), 96-99, 1985.
• [15] Thanoon, A. A., “Evaluation and Calibration of Methods Estimating Solar Radiation and Its Effect on Reference Crop Evapotranspiration,” Al-Taqani, 26(5), 57-66, 2013.
• [16] Available on line at: www.apostilastecnicas.com/Siemens

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).