Устройство автоматического управления поливом Советский патент 1984 года по МПК A01G25/16 A01G27/00 

Изобретение относится к сельском хозяйству, в частности к автоматиза ции орошения. Известно устройство управления поливом, содержащее блоки обслуживания, поиска кода значимости, передачи программы, записи, считывания программы, исполнительных органов, обратной связи, реверсивного счетчика, стирания, задержки, полевых датчиков l . Недостатком известного устройств являются низкие функциональные возможности , Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматического управления поливом, включающее последовательно включенные блоки датчиков, кодирования заявок на полив, записи заявок дешифрации номера заявок и исполнительных механизмов, циклические блоки обхода записи заявок и обслуживания заявок и подключенные к выходу блока дешифрации номера заявок регистры памяти времени обслуживания и счета времени обслуживания, выходы которых подключены на входы блоков сравнения времени о служивания,управляющего циклическим блоком обслуживания заявок,а также реверсивные регистры числа обслуживаемых заявок и числа водотоков, вы ходы которых через блок сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков и через схемы совпадения с формирователями подключены к выхо ным шинам управления головным затвором, причем вторые входы схем совпадения с формирователями подклю чены к реверсивному регистру числа обслуживаемых заявок, имеющему управление от блока кодирования заявок и от блоков сравнения времени обслуживания, а реверсивньш регистр числа водотоков и регистры памяти времени обслуживания имеют управление от системы телемеханики 2. Недостатком данного устройства является отсутствие регулирования времени обслуживания участков при изменении длины очереди на-обслуживание, что делает невозможным обслу жить все заявки очереди за установленный планом период времени р максимальной или средней поливной нормой и влечет за собой потери урот жайности орошаемых сельскохозяйственных культур из-за сдвига срока начала полива. При этом потери увеличивгиотся по мере нарастания очереди на обслуживание, что ограничивает функциональные возможности известного устройства. Цель изобретения - повышение эффективности обслуживания заявок в установленные сроки. Указанная цель достигается тем, что устройство автоматического управления поливом снабжено двумя дополнительными схемами совпадения с формирователями, первые входы которых подключены к блоку сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков, а вторые входы - к реверсивным выходам регистра числа обслуживаемых заявок, и реверсивным регистром регулирования времени обслуживания, входы которого подключены к выхрдам дополнительных схем совпадения с формирователями, а выходы - к реверсивным входам регистра памяти времени обслуживания. На чертеже дана блочно-функциональная схема предлагаемого устройст на. Устройство автоматического управления поливом содержит блок 1 датчиков, блок 2 кодирования заявок на полив, блок 3 записи заявок, блок 4 дешифрации номера заявок, блок 5 исполнительных механизмов, циклический блок 6 обхода записи заявок,циклический блок 7 обслуживания заявок, блоки 8 регистры памяти времени обслуживания, блоки 9 регистры счета времени обслуживания, блоки 10 сравнения времени обслуживания, блок 11 реверсивный регистр числа обслуживаемых заявок, блок 12 реверсивньш регистр числа водотоков, блок 13 сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков, 14 - выход блока 13, блоки 15 и 16 - схемы совпадения с формирователями, 17 и 18 выходные шины управления головным затвором, 19 и 20 - выходы, а 21 и 22 - входы блока 11, 23 - вход,ная шина управления от системы телемеханики, блоки 24 и 25 - схемы совпадения с формирователями, 26 - выход блока 13, блок 27 - реверсивный регистр регулирования времени обслуживания, 28 it 29 - входы, а 30 и 31 - выходы блока 27. Перед началом работы устройства автоматического управления поливом |В реверсивный регистр числа водотоков блока 12 по входной шине управления 23 от системы телемеханики или вручную- записывается число водотоков водозабора, которое подается на водовыпуск орошаемого массива, а в регистры памяти времени обслуживания блока 8 заносится заданное время обслуживания объекта в единицах принятого масштаба времени, последнее для каждого участка задается индивидуально в зависимости от техни ки полива с учетом общего количества участков. Устройство работает следующим образом. При поступлении из блока 1 сигнала требования от полевого датчика в блок 2 он кодируется номером участка на котором установлен датчик. Сигнал появляющийся при зтом на выходе блока 2 кодирования заявки на полив, поступает на вход 21 реверсивного регистра числа обслуживаемых заявок блока 11, сдвигая на одну позицию вправо записанную в нем единицу (ви ходном состоянии единица занимает первую позицию реверсивного регистра числа обслуживаемых заявок), При это на его выходе 20, объединяющем те из двух выходов триггеров регистра на которых появляются сигналы при опрокидывании триггера в положение, обеспечивающее перемещение единицы вправо, появляется сигнал, который, проходя на один из входов схемы совпадения с формирователем блока 15, вызывает его срабатывание, так как другой вход последнего подготовлен сигналом, появляющимся на выходе 14 блока 13 сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков, когда позиция единицы в реверсивном регистре числа обслуживаемых заявок блока 11 находится левее позиции единицы реверсивного регистра числ водотоков блока 12, что соответствует ситуации: длина очереди из заявок меньше заданного числа токов водозабора. Сигнал с выхода сработавшей схемы совпадения с формирователем блока 15 (позиционное сравнение) поступает на один из входов циклического блока 7 обслз живания заявок, сдвигая его на одну ячейку, и на выходную шину 17 управления головным затвором, присоединенную к исполнительному органу, который передвинет затвор по направлению вверх в положение, обеспечивающее увеличение подачи расхода на один стандартный водоток. Наряду с этим сигнал с выхода блока 2 записывается в первый, свободный в порядке обхода блоком 6, регистр памяти блока 3 записи заявок. При записи кода в регистр памяти возникает сигнал, который с выхода блока 3 попадает на вход циклического блока 6 обхода записи заявок, сдвигая на одну ячейку реверсивный регистр этого блока, тем самым подготавливается цепь для записи вновь поступающего кода заявки в следующий регистр памяти блока 3. Предположим, что в момент записи кода в первый в порядке обхода реверсивным регистром обхода записи заявок блока 6 регистр памяти блока 3, открыта первая ячейка реверсивного регистра обслужива(ия заявок блока 7 Код, записанный в первый регистр памяти блока 3, через открытую группу ячеек разрешения обслуживания поступает на входы блока 4 дешифрации номера заявок. На выходе последнего, поставленном в соответствие коду на входе, появляется сигнал, воздействующий на подключенный к возбужденному выходу блока 4 исполнительный механизм блока 5 и на один из соответствующих счетчиков блоков 9, а также связанного с ними блока 10 сравнения времени обслуживания и одного из регистров памяти времени обслуживания блоков 8. Начинается счет времени обслуживания объекта регистром счета времени обслуживания блока 9 в единице принятого масштаба Сигналы с возбужденных выходов последнего подаются на одну из групп входов блока 10 сравнения времени обслуживания. Последний осуществляет 1ПО второй группе входов сравнение за; |данного в регистре памяти времени обслуживания блока 8 времени обслуживания объекта с текущим, отсчитываемым, в блоке 9 от момента начала обслуживания и подаваемым на сравнение по первой группе входов блока 10. В момент равенства сравниваемых кодов, возбуждается выход блока 10 сравнения времени обслуживания, сигнал с которого передается в циклический блок 7 обслуживания заявок на шину продвижения очередного обслуживания и на шину 22 реверсивного регистра числа обслуживаемых заявок блока 11, осуществляя перемещение единицы влево на одну позицию (уменьшая тем самым на единицу длину очереди), что соответствует ситуации; после каждого очередного обслуживания объекта очередь уменьшается на единицу. Если при перемеще НИИ влево единица занимает позицию исходного состояния, либо позиция единицы блока 11 левее позиции единицы, записанной в регистре блока 12, то возбуждается выход 14 блока 13 сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков, сигнал с которого поступает на один из входов схемы совпадения с формирователем блока 16, на другой вход последнего воздействует сигнал, образующийся при перемещении единихда в блоке 11 влево. Схема совпадения с формирователем блока 16 срабатьшает, образующийся при этом сигнал, сформированный и усиленный этим блоком, поступает на выходную шину 18 управления головным затвором и воздействует по ней на исполнительный орган. Последний опускает затвор в положение, соответствующее уменьшеш-по забора воды на 1 стандартный водоток.

Таким образом, рассмотренные ситуации соответствуют режиму работы устройства, когда число заявок меньше или равно количеству водотоков водозабора. При этом, если имеются свободные каналь обслуживания и по мере увеличения заявок, устройство обеспечивает поднятие затвора водозаборного сооружения вверх в поло ениеу обеспечива ощее подачу такого количества стандартных водотоков, которое соответствует числу заявок, но не больше чем число заданных стандартных: водотоков. По окончании обслуживания каждого из них (при отсутствии поступления в систему заявок) водозабор уменьшается на один стандартный водоток.

В данном режиме работы устройства осуществляется лишь регулирование числа водотоков по числу поступивший на обслуживание заявок. Рассмотрим ситуацию когда число заявок, поступивших на устройство, становится больше заданного для данного периода количества водотоков на водовьщеле. Позиционное положение единицы в реверсивном регистре числа обслуживаемых заявок блока 11 в этом случае находится правее позиции единицы

(числа записанного в блок) блока 12. Поэтому при таком неравенстве возбуждается выход 26 блока 13 сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков, подготавливающий к работе по одному из входов схемы совпадения с формирователем блоков 24 и 25 Когда все свободные каналы (водотоки) заняты, а число заявок увеличивается (идет процесс нарастания очереди) , сигнал®при перемещении единицы вправо в блоке 11 по объединенному выходу 19 последнего пойтупает на один из входов схемы совпадения с формирователем блока 24, вызывая его срабатывание, так как другой его вход подготовлен выходом 26, а образующийся при этом сигнал, сформированный и усиленный данным блоком воздействует на вход 28 реверсивного регистра регулирования времени обслуживания блока 27, смещая единицу, записанную в первой позиции исходног состояния этого блока, на одну позицию вправо. При этом на объединенном выходе 31 реверсивного регистра регулирования времени обслуживания блока 27 появляется сигнал, ко торый поступает на все регистры памяти времени обслуживания блока 8, уменьшая на единицу заданного масштаба время обслуживания еще не обслуженных объектов. Процесс уменьшения поливной нормы во времени повторяется при каждом новом поступлении заявки, ведущего к увеличению числа еще не поставленных на обслуживание заявок. По мере окончания обслуживания какого-либо из участков освободившийся канал обслуживания приводит к появлению сигнала с выхода 19 блока 11, который поступает через схему совпадения с формирователем блока 25 на вход 29 реверсивного регистра регулирования времени обслуживания блока 27, что вызывает перемещение единицы, записанной в нем, на одну позицию . Образующийся на его выходе 30 сигнал поступает также на другие входы регистров памяти времени обслуживания блока 8, увеличивая время обслуживания объекта на одну единицу в принятом масштабе. Это происходит при каждом уменьшении очереди на одну единицу.

Таким образом, при увеличении или уменьшении длины очереди заданное

время обслуживания объекта регулируется в определенных пределах, обус ловливаемых верхней и нижней границами поливной нормы для принятой техники полива.

Устройство обеспечивает четьфе режима работы: 1 и 2 - количество поступивших на обслуживание заявок меньше или равно числу имеющихся свободных каналов обслуживания, заданная норма полива во времени остается неизменной, по меЬе поступления заявок происходит увеличение числа занятых каналов обслуживания, а по окончании - их уменьшение, 3 и 4 количество поступивших на обслуживание заявок больше числа имеющихся свободных каналов обслуживания. Длина очереди фиксируется реверсивным регистром числа обслуживаемых заявок блока 11 и блоком 13 сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков. По мере увеличения длины очереди производится уменьшение времени обслуживания объектов,а с уменьшешением длины очереди - увеличение времени обслуживания объекта в единицах принятого масштаба времени.

Использование двух дополнительных схем совпадения с формирователями и реверсивного регистра регулирования времени обслуживания отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как обслз живание объекта ведется

с дискретным регулированием времени

обслуживания в зависимости от изменеНия длины очереди.

При использовании устройства автоматического управления поливом в

сельском хозяйстве на внутрихозяйственной оросительной сети исключаются потери урожая из-за сдвига срока попив а, которые могут иметь место при нарастании очереди, а при ее рассасывании время обслуживания приближается к оптимальному его значению. Такое регулирование обеспечивается устройством до тех пор, пока количесшво заявок не соответствует числу заданных водовьщеле водотоков.

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ, включающее последовательно включенные блоки датчиков, кодирования заявок на полив, записи заявок, дешифрации номера заявок и исполнительных механизмов, циклические блоки обхода записи заявок и обслуживания заявок и подключенные к выходу блока дешифрации номера заявок регистры памяти времени обслуживания и счета времени обслужи вания, выходы которых подключены на входы блока сравнения времени обслуживания, управляющего циклическим бло ком обслуживания заявок, а также реверсивные регистры числа обслуживаемых заявок и числа водотоков, выходы KOTOpfcK через блок сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водо:токов и через схемы совпадения с формирователями подключены к выходным шинам управления головным затвором, причем вторые входы схем совпадения с формирователями подключены к реверсивному регистру числа обслуживаемых заявок, имеющему управление от блока кодирования заявок и от блока сравнения времени обслуживания, а реверсивный регистр числа водотоков и регистры памяти време- , ни обслуживания имеют управление от системы телемеханики, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения эффективности обслуживания заявок в установленные сроки, устройство снабжено двумя допол(Л нительными схемами совпадения с формирователями, входы которых подключены к блоку сравнения числа обслуживаемых заявок с числом водотоков, а вторые входы - к реверсивным выходам регистра числа обслуживаемых заявок, и реверсивным регистром регулирования времени обслуживания, 00 входы которбго подключены к выходам ел ел дополнительных схем совпадения с формирователями, а выходы - к реб: версивньм входам регистра памяти со времени обслуживания.