Автоматизированная система управления бороздковым поливом Советский патент 1984 года по МПК A01G25/16 

со со

со Изобретение относится к сельскому хозяйству и используется для дистанционного управления водовыпусками при бороздкоБОм поливе из закрь той оросительной сети. Известна автоматическая закрытая оросительная система, включающая магистраль ный, сливной, распределительные и поливные трубопроводы, первичный и вторичные генераторы гидравлических импульсов, выполненный из запорной и сливной задвижек, установленных соответстенно на магистральном и сливном трубопроводах, гидравлически телеуправляемые задвижки на поливных трубопроводах с приемниками команд, выполненными в виде дискового фиксатора с храповым механизмом 1. Эта система сложна и ненадежна, так как используется большое количество гидромеханических элементов и длинные линии связи. Известна также автоматизированная сиетема управления бороздковым поливом, включающая закрытую трубопроводную сеть, программное устройство, гидравлические трубопроводные линии управления и водовыпуски с гидроуправлением от приемников команд управления 2. Недостаток этой системы - низкие надежность и эффективность, а также ограниченные фликциональные возможности из-за малого числа водовыпусков. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности системы при поливе по бороздам при одновременном расширении функциональных возможностей увеличением числа управляемых водовыпусков. Поставленная цель достигается тем, что система снабжена шифратором, подключенным между линиями управления и приемнико.м команд каждого водовыпуска и имеющим обратные клапаны на входах и блокировочный клапан с гидроуправлением на выходе, выполненным в виде гидрореле по числу линий управления, подключенных к последним через гидроуправляемые клапаны и включенные последовательно между выходами обратных клапанов и управляющим входом блокировочного клапана, причем выходы обратных клапанов подключены к сливу через последовательно соединенные сливные клапаны с гидроуправлением от линий управления. При этом приемники команд выполнены в виде каскадов гидрореле по числу линий управления, каждый из которых имеет удвоенное число гидрореле по сравнению с предыдущим, причем последний каскад через промежуточные гидрореле имеет выходы на гидрореле включения и отключения водовыпусков с гидроприводами, а управляющие полости промежуточных гидрореле и гидроприводы водовыпусков соединены с гидроаккумуляторами. На фиг. 1 изображена структурная схема автоматизированной системы управления бороздковы.м поливом; на фиг. 2 - принципиальная схема шифратора первой группы водовыпусков системы; на фиг. 3 - схема каскадов гидрореле приемника команд для управления группой водовыпусков Автоматизированная система управления бороздковым поливом содержит программное устройство 1, соединенное с гидравлической задвижкой 2 и гидравлическими линиями 3 управления. К выходу гидравлической задвижки 2 подсоединена закрытая трубопроводная сеть 4 для подачи воды на поле. Линии 3 управления связаны с отдельными группами управляемых водовыпусков 5 через шифратор 6, приемник 7 команд и линии 8 управления каждого водовыпуска. Шифратор 6 содержит последовательно соединенные сливные клапаны 9 с гидроуправлением от линий 3 управления, выход которых соединен со сливом, а вход - с общим выходом обратных клапанов 10. К общему выходу обратных клапанов 10 через дроссель 11 подключены управляющие входы первой группы гидроуправляемых ютапанов 12 и последовательно подключена вторая группа гидроуправляемых клапанов 13, управляющие входы которых соединены с выходами клапанов 12. Выход клапанов 13 соединен с обшей линией 14 управления через вход обратного клапана 15, с входом управления клапана 16 и через выход другого обратного клапана 15 с выходом клапана 16, который соединен с входами управления третьей группы гидроклапанов 17, входы которых подсоединены к отдельным линиям 3 управления, а выходы отдельными линиями управления 18-20 соединены с гидравлическим приемником 7 команд. Приемник 7 команд содержит каскад гидрореле 21 по числу линий 18-20 управления, каждый из которых имеет удвоенное число гидрореле по сравнению с предыдущим, и подключен входом управления к линиям управления, а выход одного из гидрореле последнего каскада соединен с гидроаккумулятором 22 и с входами управления промежуточных гидрореле 23. Входы промежуточных гидрореле 23 соединены с выходами последнего каскада гидрореле 21. и выходы через обратные клапаны 24 и гидроуправляемый клапан 25 - со сливом и непосредственно линиями 26 управления с гидрореле 27 включения и отключения водовыпусков через микрогидранты 29. Управляющий вход гидрореле 27 соединен через дроссель 28 с одним из выходом этого гидрореле, а другой выход гидрореле 27 соединен с линией управления микрогидрантов 29. Гидрореле 30 предназначено для включе ния водовыпуска 5 для управления гидрозадвижкой поливного трубопровода. Программное устройство 1 содержит источник давления воды, например бак с водой, превышающий давление воды в трубопроводной сети 4 более 0,5 кПа, минипроцессор, например, на базе программируемого микроконтролера типа К145ИК1807 с тай мером, обеспечивающий заданный алгоритм работы системы путем коммутации на его выходе электрогидрореле (типа КЭГ-И), соединенных с задвижкой 2 и отдельными линиями 3 управления. Линии 3 и 8 управления выполнены из полиэтиленовых трубок (диаметр не менее 10 мм). Управляемые водовыпуски 5 включают микрогидранты для выпуска воды в борозды и гидравлические задвижки для подачи воды в отдельные ветви поливных трубопроводов и их промывки. Снятие давления в линии 8 управления водовыпуска 5 обеспечивает его открытие. Шифратор 6 при коммутации давлений в линиях 3 управления обеспечивает выбор отдельной группы управляемых водовыпусков 5. Шифратор 6 может быть изготовлен путем соединения по схеме отдельных гидроуправляемых клапанов или отливается из полиэтилена по форме на термопластоавтоматах. Дроссель 11 предназначен для задержки времени закрытия гидроклапанов 12, обеспечивающей соединение управляющих входов клапанов 13 с линией 3 управления. Каждой отдельной группе водовыпусков системы соответствует отдельная комбинация соединения закрытых и открытых проходов последовательно соединенных клапанов 13, составляющая код для селективного выбора щифратора этой группы. Возможно отдельное использование щифратора 6 с гидравлическими логическими устройствами. Для повыщения надежности пружинный возврат всех гидроклапанов 9, 12, 13, 16, 17, 21, 23, 25, 27 и 30 может быть заменен на гидропривод от давления воды из закрытой трубопроводной сети 4 через гидравлическую линию 31 и гидроаккумулятор 32, как показано на примере клапана 27. Устройство работает следующим образом В исходном состоянии все гидравлические линии 3 управления и трубопроводы 4 отключены от источника давления воды, гидрозадвижка 2 закрыта, а гидрозадвижки 5 открыты. Система работает по командам программного устройства. Для включения правого крыла первой группы водовыпусков (фиг. 1) снятием давления с управляющих входов микрогидрантов 29 (фиг. 3), программное устройство 1 подает команду на открытие задвижки -2 и выбирает первую группу водовыпусков путем соединения первой и второй гидравлических линий 3 управления с источником давления. Вода из линии 3 управления поступает через открытые клапаны 10 на входы последовательно содиненных клапанов 13 и блокировочного клапана 16. При этом соединение проходов клапанов 13 (фиг. 2) обеспечивает подачу давления воды из линии 14 управления на управляющий вход блокировочного клапана 16. Блокировочный клапан 16 откръшается через обратный клапан 15, блокируется, соединяет управляющие входы клапанов 17 с гидравлической линией 14 управления и открывает их. После установленной задержки времени на всех шифраторах 6 через дроссель 11 закрываются клапаны 12. Теперь любая комбинация давлений на входах щифраторов 6 до сброса давления во всех линиях 3 управления не откроет другие щифраторы, а через открытые клапаны 17 и линии 18-20 управления обеспечивается подача комбинаций давления воды на вход приемника 7 команд. Для отключения шифратора 6 необходимо снять давление со всех линий 3 управления, при этом последовательно соединенные сливные клапаны 9 открываются и соединяют управляющие входы к папанов 12, 16 и 17 через гидравлическую линию 14 со сливом. Все клапаны и1ифратора 6 возвращаются в исходное состояние и приемник 7 команд первой группы водовыпусков отсоединяется от линии 3 управления. Для включения в работу микрогидран ов 29 путем соединения их подмембранной полости со сливом програ.ммное устройство 1 подает давление воды в линию 20 управления. Вода из гидравлической линии 14 через крайние левые гидроклапаны 21 (фиг. 3) и промежуточный гидроклапан 23 подается на управляющий вход клапана 27, который включается и б.токируется через дроссель 28 давлением воды из гидравлической линии 14. При включении гидроклапана 27 подмембранная полость микрогидрантов 29 соединяется со сливом давления воды из трубопровода 4, микрогидранты открываются и вода поступает в борозды для полива. Аналогичным образом включаются любые из управляемых водовыпусков. Закрытие всех водовыпусков группы осуществляется путем подачи давления воды в три трубки управления. При этом гидравлическая линия 14 через крайние правые клапаны 21 соединяется с нижней полостью гидроаккумулятора 22 и переключает все гидроклапаны 23, затем снимается давление из управляющей трубки 20, и вода из гидравлической линии 14 через крайние правые гидроклапаны 21 и 23 поступает на вход управления гидроклапана 25, клапан включается и соединяет через обратные клапаны 24 все выходы клапанов 23, 27 и 30 со сливом и они отключаются, в результате

чего схема приемника команд возвращается в исходное состояние.

Использование шифратора гидравлических команд в линиях управления и приемников команд в виде каскада надежных гидрореле, соединенных с гидроаккумулятором, обеспечивает селективный выбор и прямое управление водовыпусками по любой программе для реализации прогрессивной технологии импульсного полива по бороздам.

Использование каскада гидрореле в при емнике команд вместо последовательно соединенных гидрореле, значительно увеличивает число водовыпусков и быстродействие системы.

Предлагаемая структура автоматизированной системы наиболее приспособлена для управления импульсным поливом по бороздам из закрытой оросительной сети. Возможность выбора с помощью шифратора одной группы приемников команд и затем передача команд только этой группе позволяет повысить надежность за счет уменьшения циклов работы других приемников команд и увеличить число управляемых водовыпусков путем применения двух ступеней управления.

Количество групп водовыпусков, управляемых от одного шифратора, определяется из выражения 2 -1, где п - число гидравлических линий управления. Количество управляющих команд в приемнике команд определяется из выражения 2(). Например, при трех гидравлических линиях управления количество шифраторов равно 7, число команд на общую группу водовыпусков равно 12, а общее число команд для всей системы равно 84, тогда как в известном устройстве при пяти линиях управления число команд не более 60. При использовании четырех гидравлических линий управления общее число команд для всей системы равно 210. Таким образом, увеличение числа команд для прямого управления любым водовыпуском обеспечивает технологические требования автоматизированного управления импульсным бороздковым поливом.

Технико-экономический эффект использования системы заключается в повышении надежности, обеспечении высокого качества полива, расширении функциональных возможностей путе.м реализации импульсной технологии полива и в обеспечении годового экономического эффекта свыше 50руб/га.

1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БОРОЗДКОВЫМ поливом, включающая закрытую трубопроводную сеть, программное устройство, гидравлические трубопроводные линии управления и водовыпуски с гидроуправлением от приемников команд управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности эффективности системы при поливе по бороздам при одновременном расширении функциональных возможностей увеличением числа управляемых водовыпусков, система снабжена шифратором, подключенным между линиями управления и приемником команд каждого водовыпуска и имеющим обратные клапаны на входах и блокировочный клапан с гидроуправлением на выходе, выполненным в виде гидрореле по числу линий управления, подключенных к последним через гидроуправляемые клапаны и включенные последовательно между выходами обратных клапанов и управляюш,им входом блокировочного клапана, причем выходы обратных клапанов подключены к сливу через последовательно соединенные сливные клапаны с гидроуправлением от линий управления. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что приемники команд выполнены в виде каскадов гидрореле по числу линий управления, каждый из которых имеет удвоенное число гидрореле по сравнению с предыi дущим, причем последний каскад через промежуточные гидрореле имеет выходы на (Л гидрореле включения и отключения водовыпусков с гидроприводами, а управляющие полости промежуточных гидрореле и гидроприводы водовыпусков соединены с гидроаккумуляторами.