Автоматизированная система управления поливом

Автоматизированная система управления поливом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к мелиорации и ирригации сельскохозяйственных систем. Цель изобретения - упрощение конструкции блоков управления, повышение качества и устранение потерь воды на поверхностный сброс. Система содержит напорный трубопровод 1, соединенный с водозаборным сооружением 2 из источника 3 орошения. Подземные перфорированные поливные трубопроводы 4 подключены к трубопроводу 1 в несколько ярусов через задвижки 5 с гидроприводом. Поливные трубопроводы 6 со стационарными дождевальными установками расположены на нижней части напорного трубопровода 1 и подключены к нему через задвижку 7. Центральный пульт 8 управления соединен с датчиками 9 и 10 влажности почвы, установленными соответственно под пахотным слоем и в нижнем слое активного слоя почвы. Пульт 8 управления связан линиями 11 связи с задвижками 5 и проводами 12, 13 линий связи с блоками 14 и 15 управления. Стационарные дождевальные установки управляются по трубкам 16 управления. В память контроллера пульта управления введены данные о сроках, продолжительности и норме полива. В процессе работы производится опрос датчиков 9 и 10 влажности почвы. В зависимости от сигналов датчиков и данных, заложенных в память контроллера, производится полив участков. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 5 А 01 С 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4363167/30-15 (22) 27.11.87 (46)- 15.06.90. Бюл, N - 22. (75) Э.Э„Маковский и И.A.Kèì (53) 631.374.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1329687, кл. А 01 С 25/16, 1986.

2 (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ (57) Изобретение относится к мелиорации и ирригации сельскохозяйственных систем, Цель изобретения — упрощение конструкции блоков управления, повышение качества и устранение потерь

""570á77

III: II I и;з понeрхностный 06pос, Система содi .ржпт напор)п III I p б01!р овод 1, со единенный с вОдОэаб Орным сооружением

? Иэ источника 3 орошения. Подземные перфорированные поливные трубопроводы

4 подключены к трубопроводу 1 в несколько ру сов через задвижки 5 с

ГидрОприВОДОм, Иоливньзе трубОпроводы

6 со стационарными дождевальными установками расположены на нижней части напорного трубопровода 1 и подключены к нему через задвижку 7. Централь( ный пульт 8 управления соединен с датчикаm 9 и 10 вла и почвы, ус-15 тановленными соответственно под пахоФ Изобретение относится к сельскому хозяйству, а чменно к автоматизированным системам управления поливом.

Целью изобретения является упрощение конструкции блоков управления, повьш ение качества полива и устранение и< терь воды на поверхностный сброс.

Н". фиг, ", показана оросительная си тема и блок-схема автоматизированЗО ной системы управления поливом; на. фнг „2 — принципиальная схема блоков управления гидроприводами задвижек

»а входе перфорированных поливных трубопроводов нижних участков и поливных трубопроводов со стационарными дождевальными установками, Автоматизированная система управления поливом включает напорный трубопровод 1, соециненн с водозаборным

p(j сооружением 2 из источника орошения

3, подземные. перфорированные поливные трубопроводы 4, подключенные к напорному трубопроводу в несколько ярусов через задвижки 5 с гидроприводом, поливные трубопроводы б со стационарными дождевальными установками, расположенные на нижней части напорного трубопровода и подключенные к нему через задвижки 7.

Центральный пульт управления (ЦПУ)

8 установлен на первом ярусе поливных труоопрОВОДОв ОрОсительной сети и соединен с датчиком влажности почвы

9, установленным нод пахотным слоем и датчиком влажности 10, установленным в нижнем слое активного слоя по-звы.

ЦРУ 8 соединен гидравлическими выходами с гидроприводами задвижек 5 пер-: ным слоем и в нижнем слое ак TIIH FIOI . слоя почвы. Иульт 8 управления свя заь линиями 11 связи с задвижками 5 II IIp< водами 12,13 линий связи 14 и 15 с блоками управления. Стационарные дож. ,цевальные установки управляются по трубкам il6 управления ° В память конт роллера пульта управления введены дан ные о сроках, продолжительности и норме полива. В процессе работы прои.. водпся опрос датчиков 9 и 10 влажности почвы. В зависимости от сигналов датчиков и данных, заложенных в память контроллера, производится полив участков. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. вого яруса поливных трубопроводов трубками управления 11 и проводами 12 и 13 линии связи с блоками упраэления 14 задвижками на входе перфорированньзк трубопроводов и с блоками управления 15 задвижками на входе перфорированных поливных трубопроводов нижнего участка со стационарными дождевальными установками, управляемыми по трубкам управления 1б, Блок управления гидроприводами задвижек на входе поливных перфорированных трубопроводов содержит дистанционный переключатель 17, первый вывод первой обмотки которого соединен с коллектором транзистора 18, а второй вывод — со сплошным проводом

13 двухпроводной линии связи, Эмиттер транзистора 18 соединен с накопительным конденсатором 19 и через разделительный диод 20, токоограничительное сопротивление 21 — с нормально замкнутым контактом 17.1 дистанционного переключателя 17. База транзистора 18 соединена через разделительный диод 22 с нормально замкнутым контактом 17„1 и через токоограничительное солротивление 23 — со сплошным проводом 13 цвухпроводной линии связи, с которым соединена также вторая обкладка конденсатора 19 и второй вывод первой обмотки переключателя 17. Второй вывод второй обмотки дистанционного переключателя

17 соединен с нормально разомкнутым контактом 17.1, " ее первый вывод с коллектором транзистора 24, эмиттер которого Соединен с накопительным

70677!

15

5 15 к o ) >! I " .11с:1 т o>) )) > 1 2 5 и с вя 3 I I I <1 p () ?? 3 ?? ?? ->дел»тельный диод 2б, токоограни ительное сопротивление 27 со сплошным проводом 13 двух»роводной линии связи. База транзистора 24 соединена через разделительный диод 28 со сплошным проводом 13 двухпроводной ликии связи и через токоограничительное

)сопротивление 29 — с нормально разомкнутым контактом 17.1. Первый вывод обмотки импульсного электрогидро реле 30 через нормально замкнутый контакт 17,2, разделительный диод 31 электрически связан с другим проводами.

12 двухпроводной линии связи, образованный последовательно соединенными нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами дистанционных переключателей 17 блоков управления

14 и 15, а также через разделительный диод 32, ограничительное сопротивление 33 и через параллельные им нормально замкнутый контакт 17.2, разделительный диод 34 — со сплошным проводом 13 двухпроводной линии связи и через ограничительное сопротивление 35 и диод 36 — с нормально разомкнутым контактом 17.1. Второй вывод импульсного электрогидрореле 30 соединен с нормально разомкнутым контактом 17,2 дистанционного переключателя 17..

Вывод 37 "общин" блока 14 соединен другим проводом 12 двухпроводной линии связи с нормально замкнутым контактом 17.1 дистанционного переключателя следующего блока управления

14 или блока управления 15, Блок 15 управления задвижками на входе поливных перфорированных трубопроводов со стационарными дождевальными установками для полива нижнего участка включает коммутатор дистанционного переключателя, дистанционный переключатель

17 с первой и второй обмотками, причем первые выводы обмоток соединены с коллекторами первого 18 и второго

24 транзисторов коммутатора, а вторые выводы обмоток — с двухпроводной линией связи. Группа нормально замкнутых и разомкнутых контактов связана с цепью обмотки импульсного электрогидрореле управления гидроприводами задвижек на входе поливных перфорированных трубопроводов со стационарными дождевальными установками для полива нижнего участка.

Блок 15 также содержит второе им20

55 пулг.оно. )лектро> идро>1еле 30 для управления > идроприводами задвижек на входе поливных перфорированных трубопроводов нижнего участка, соединенное первья> выводом обмотки со сплошным проводом 13 двухпроводной линии связи и вторым выводом обмотки через разделительный диод 38 и параллель«l!»e ему токоограничительное сопротивление 39 и встречно-включенный диоду 38 разделительньп диод 40 с нормально разомкнутым контактом 17 ° 1 узла блока 1Автоматизированная система управления поливом работает следующим образом.

Перед поливом в память контроллера ЦПУ 8 вводят время полива участков с поливом по бороздам малой и увлажнительной нормой полива и время предварительного увлажнения нижних частей участков с поливом по бороздам дождеванием из стационарных дождевальиьк установок перед поливом их по бороздам, а также длительность импульса полива для каждого участка полива.

После запуска ЦПУ опрашивает датчики влажности почвы, При сбрасывании.только датчика 9, установленного под пахотным слоем, íà" íà÷àåòñÿ полив малой нормой. При срабатывании датчика 10 влажности нижнего слоя активного слоя почвы назначается полив увлажнительной нормой полива.

ЦПУ начинает полив с верхнего участка включением своего электрогидрореле. После выдачи импульса полива на верхний (первый) участок ЦПУ выключает свое импульсное электрогидрореле и формирует в провод 12 линии связи импульс положительной полярности напряжением 27В и длительностью

1 с, Импульс проходит по цепи: первый нормально замкнутый контакт 17.1 первого блока управления 14 — обмотка импульсного электрогидрореле 30— нормально замкнутый контакт 17.2 разделительный диод 34 — сплошной провод 13 ликии связи. Импульсное электрогидрореле 30 включается и переключает гидропривод задвижек на входе перфорированных поливных трубопроводов второго яруса на открытие.

Одновременно импульс проходит через токоограничительное сопротивление 21, разделительный диод 20 на зарядку накопительного конденсатора 19. Тран1570677

111c Tr>p 18 «<?»pe 11>1 »Г>с?Кс?>кттс .пия иьттту?1ьс.а э<1K)>ыт H»11!?Ë>Kс 11пем„подавс1емьтм на его ба v терс 3 pQ. çäåJTèòåëüНый диод 22. После прохождения импуль

5 са транзистор 18 открывается и конденсатор 19 разряжается через первую

Обмотку дистанциотитого переключателя

17 и переключает его. Переключатель

17 является дистанционным переключателем (например, реле РГ!С-2Г!), который сохраняет перетсюпоченное состояние после прохо>кдения импульса тока через первую обмотку и возвращается в исходное состояние после прохождения импульса тока через вторую обмотку.

После выдачи импульса полива ЦПУ формирует второй импульс тока положительной полярности H провод 12 линии связи. Импульс проходит по цепи: нор-. мально разомкнутый контакт 17.1 ограничительное сопротивление 35 разделительный диод 36 — обмотка импульсног0 электрогидрореле 30 — нор- 25 мально разомкнутый контакт 17.2 диод 34 — сплошной провод 13 линии с:::.язи, выключая электрогидрореле 30„

Э:тектрогидрореле переключает гидропривод задвижек 5 второго яруса HcL 30 закрытие поливных трубопроводов. Одновременно импульс проходит через нормально разомкнутый контакт 17.1 первого блока 14 — провод 12 линии связи — нормально замкнутый контакт

17.1 второго блока 14 — ограничительное сопротивление 21 — разделительный диод 20 на зарядку конденсатора

19 второго блока 14 и на включение электрогидрореле второго блока 14.

Аналогично переключаются задвижки на входе трубопроводов всех ярусов с поливными перфорированньп?и трубопроводами, кроме последнего„ При подаче импульса управления положительной полярности через контакты 17,.1 блоков

14 на нормально замкнутый контакт

17.1 блока 15 аналогично блокам 14 переключает первое "-,ëåêòpoãèäðîðåëe управления задвижками на входе пер50 форированных полив ы трубогроводов со стационарными до>кдеваль«ыми установками на открытие задвижек на Время предварительного увлажнения дождеванием нижней части нижних участков

55 с поливом по бороздам. После выдачи импульса полива тта упра«?1ение дожде- ванием ЦГГУ формируP7 следующий имПУЛЬС- ПОЛОЖИТР11Ь»отт 1ir)JTST!?1TOCТИ, КОТО" рый выключает первое ..>лектрогидр?реле блока 15 (аналогично блоку 14) и проходит по цепи; нормально разомкнутый контакт 17.1 блока 15 - диод 38 обмотка второго электрогилрореле 30 блока 15 — сплошной привод 13 линии связи, переключая второе электрогидрореле 30 на открытие задвижек»ерфорированпых поливных трубопроводов.

После выдачи импульса полива по бороздам на последний участок ЦПУ формирует команду на включение второго электрогидрореле блока 15 подачей в линию импульса тока напряжением 278 отрицательной полярности, Импульс проходит по цепи: сплошной провод 13 линии связи — обмотка второго электрогидрореле 30 блока 15 ограничительное сопротивление 39 диод 40, выключая электрогидрореле

30. Импульс также проходит по сплошному проводу 13 линии связи через ограничительные сопротивления 27 и диоды 26 на зарядку конденсаторов

25, Транзисторы 24 во время прохождения импульса закрыты напряжением, подаваемым на базу через диод 28.

После прохождения импульса конденсаторы 25 разряжаются через вторые обмотки дистанционных переключателей 17, возвращая их в исходное состояние. Кроме того, импульс отрицательной полярности проходит по цепи: ограничительное сопротивление 33— разделительный диод 32 — обмотка электрогидрореле 30 — нормально разомкнутый контакт 17,2 — диод 31 провод 12 линии связи (по цепи выключения всех электрогидрорсле).

Это позволяет выбрать для коммутации любое электрогидрореле, передавая пакет из коротких импульсов, которые переключают дистанционные переключатели всех блоков до выбранного, но не переключая их электрогидрореле (для переключения электрогидрореле требуется более длительные импульсы) и длинного импульса длительностью 1 с для включения электрогидрореле выбранного блока.

Контроллер ЦПУ во время прохождения импульса включения злектрогидрореле контролирует по силе тока в линии связи номер включенного электрогидрореле. После выдачи нормы полива на все участки контроллер останавливает полив и производит опрос датчи1 Г 7

0677 10 кап чс 11е з 3 яд(11{1(0 е Вpе мя Jlèá0 Опpя—

I!IIII3fl(- датчики влажности ня окон (я ние поли{(я. Если команда на окончание полива пе поступает, 1(ПУ продол) жает полив и управляет процессам выдачи последую{{их импульсов полива на участки полива, а если поступила команда от датчиков на окончание полипа, IIII останавливает полив по следующего срабатывания дат{иков влажности.

Фар мул а и з об р е т е ни я

1. Автоматизированная система управления поливом, Включающая центральный пульт управления, закрь(тую водораспределительную сеть, разделенную на участки полива и снабженную напорным трубогроводом и поливными перфорированными трубопроводами полива участков по бороздам, подключенными к напс рному трубопроводнику чере задвижки с гидроприводом, блоки управления, состоящие из электронных переключателей, содержащих блок приема сигнала, формирователь режима полива и коммутатор гидрореле водовыпусков, программное устройство управления, снабженное датчиками влажности верхнего слоя почвы на контрольных участках, таймером, блоком литания и формироBà1eJlåì импульсов управления и соединенное с блоком приема сигналов электронных переключателей линиями связи, а также сигнализатор предельных значений агрометеопараметров и подключенный к нему логический переключатель режимов полива, выход которого соединен через таймер с формирователем импульсов управления, а входы — с блоком питания, таймером, центральным пультом управления и с датчиками влажности верхних и нижних слоев почвы на контрольных участках, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью упрощения конструкции блоков управления, повышения качества полива и устранения потерь воды на поверхностный сброс, водораспределительная сеть содержит подземные перфорированные поливные трубопроводы, подключенные к напорному трубопроводу в несколько ярусов и поливные трубопроводы со стационарными дождевальными установкаьм, располаженньп{и на нижней части напорного трубопровода, а блоки уп30 тактом диста нцпоппаг0 переключателя, при этом блок управления задвижками на входе поливных перфорирава{{ных трубопроводов со стац{{анарными дождевальными установками для полина нижнего участка включает коммутатор дистанционного переключателя, дистан4О цианный переключатель с первой и второй обмотками реле, причем первые выводы обмоток соединены с коллекторами первого и второго транзисторов коммутатора, а вторые Выводы обмоток с лиь{1е) вязи, 1 Гръпп нОр мально замкнутых и разомкнутых контактов, связанных с цепью обмотки электрогидрореле управления гидроприв Ода{г)1 задВижек на Входе пОлиВ о ных перфорированных трубопроводов са стационарными дождевальными установками для полива нижнего участка и дополнительно содержит электрогидрореле для управления гидропривода55

MI-: задвижек на входе IIQJIHBHbIx перфорированных трубопроводов, причем первый вывод обмотки гидрареле соединен с общей линчей связи, я второй вывод через разделительный диод и!

О

20 з

25 ра влеппя гидроприводями задвижек ня гх оде и олив нь(х (1рир ав я{{ 1{в{к трубапрова;1013 для полива x ÷ëñTêÎI{ кяжfl0ã0 яруса BK.IIII){яет коммутатор дистапционнага пере кл{({чятепя, ){иста{{циа{{ный переклю.-{атель, содержа{)1{и{ первую и вторую обмотки реле,;{р;1чем первые Вывсдь{ обмоток с:оединепы с коллекторами первого и второго транзисторов коммутатора, я гторые

Выводы с1бмоток — с лпчпей с Вязи, и группу нормаль{{О замкнутых и разомкнутых контактов, связанных с цепью обмотки импульсного электрогпдрареле управления гидропривсдямп зяд{{пжск и связанных с линией связи, прп этом первый вывод обмотки электрогидрареле через нормально зямкпуть{й контакт дпстя{{цпапного переклю тятеля и разделптел{пн{й диод электрически связан с проводом линии связи, а также через разделительный диод, аграничительное сопротпв.пение и через паряллелb {íe им 1{армяльна замкнутый контакт дпстя({ционнага пере{сл(счателя и разде."птел{-нь{{ 1 .){иод — с приводом линии связи и через огранип{тельное сопротивление и диод — с нормальна рязои утыи контактом дистанционного переключателя, а втарои вывод — с нормально рязаик утыи кан1

РОГ 1

Составитель Л,Сапоженков

Редактор H,Øâüäêàÿ Техред ф,. Крачвук Корректор И.Муска

Заказ 14б7

Тираж 462

Подписное

БНИИПИ Государственн<>го комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Х<-35, Гаушская наб,, д. 4/5

Производственно-издаlEJIF:с кий комбива - "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, !01

11 1570б параллельное ему последовательно соединенные между собой orраничитйльное сопротивление и встречно включенный диод с нормально разомкнутым контак5 том дистанционного переключателя этого же блока управления, при этом блоки управления задвижками соединены последовательно друг с другом и с центральн м пультом управления двухпроводной линией связи, один про вод которой сплошной, а другой провод образован последовательно соединеьп ыми нормально разомкнутыми и

Нормально замкнутыми контактами дистанционных переключателей блоков управления.

2. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что коммутатор дистанционного переключателя блоков уп- 20 >авления задвижками выполнен в виде двух ключевых транзисторов, коллек1гор первого транзистора соединен через первую обмотку дистанционного переключателя с общей линией связи, 25 база через ограничительное сопротивление — с общей линией связи и через разделительный диод — с первым

77

12 нормально замкнутым KQHTGKToM дистанционного переключателя, эмиттер — с накопительным конденсатором, установленным параллельно первой обмотке дистанционного переключателя и через разделительный диод и последовательно соединенное с ним ограничительное сопротивление, первый нормально замкнутый контакт дистанционного переключателя — с первым проводом линии связи, коллектор второго ключевого транзистора соединен через вторую обмотку дистанционного переключателя с первым нормально разомкнутым контактом дистанционного переключателя, база через токоограничительное сопротивление соединена с нормально разомкнутым контактом дистанционного переключателя, а через разделительный диод — с общим проводом линии связи, эмиттер соединен с накопительным конденсатором, подключенным параллельно второй обмотке дистанционного переключателя и через разделительный диод и последовательно включенное с ним сопротивление — с общим приводом линии связи.