Способ автоматического управления распределением воды между поливными участками и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК A01G25/16 H04Q3/64 

Полиёные трубопроводы Фиг 1

2. Устройство для автоматического управления распределением воды между по.мивны- ми участками, содержащее соединенные между собой линией связи местные устройства контроля и управления с нолевыми датчиками полива, которые соединены с исполнительными о)ганами поливных участков через нреобразователи, отличающееся тем, что каждое местное устройство контроля и управления содержит источник нестабилизированного напряжения, коммутатор, схему

Изобретение относится к ирригации, а HMCHiio к автоматизированным внутрихозяйственным оросительным системам при ороп1ении по:1ивных участков капельным, и1Г1)Скциопным, подпочвенным либо другими способами нри дефиците поливной воды или ограничениях па производительность насосной станции.

Цель изобретения - упрощение реализации и повышение надежности за счет децентрализации унравления.

На фиг. I приведена схема системы pact пределепия воды между поливными участками; па фиг. 2 - блок-схема одного Kaiia- ла у11раиления; на фиг. 3 и 4 - электро- ги. лравлическая схема одного из вариантов реализации функции управления системы распреде.еиия воды; на фиг. 5 - схема блока сравнения.

Устройство для автоматического управлении расг1реде,:1епием воды между поливными участками содержит магистральными трубопровод 1 подачи воды на участки орошаемого земледелия, полевые датчики 2 полива, соединенные с исполнительными органами 3 через местные устройства 4 контроля и управ- л.епия, связанные с обнгей линией 5 связи. Каждое местное устройство 4 соединено с дат- б давления, который .может быть выполнен в виде манометра МСЭ, МПЭ в магистральном трубопроводе 1 и содержит иреобразовате;1ь 7, выполненный в виде вентиля, электрическая часть которого подсоединена к датчику 6 давления через промежуточное реле или тиристор, управление которыми производится от коммутатора 8. П| евматическая или гидравлическая часть вентиля подсоединена одним концом к исполнительному органу 3, а другая - к .линии П1ггация воздухом или водой. Преобразователь 7 соединяет полевой датчик 2 полива с исполнительным органом 3. В каждое местное устройство контроля и унравления входят также схема 9 сравнения, tiCTO4HHK 10 нестабилизироваино1 о наирясравнения, приоритетный блок и компаратор, причем выходы источника нестабилизированного напряжения, схемы сравнения, приоритетного блока и компаратора соединены через коммутатор с линией связи, с которой также соединены входы компаратора и приоритетного блока, а второй выход коммутатора связан с преобразователями, а третий его выход - с приоритетным блоком.

жения, компаратор 11,приоритетный блок 12, которые своими выходами соединены с входом коммутатора 8.

Принцип работы блока 9 (фиг. 5) заключается в следуюнлем. В исходном положеНИИ схема выдает на клеммы стабилизированное напряжение, которое прикладывается к контактам датчика 6 давления, в качестве которого при.менен электроконтактный манометр ЭКМ-IV с диапазоном измерепия 0-2,5 кгс/см (О-0,25 МПа). Если контакты датчика 6 давления разомкнуты, то на базу транзистора Т1 схе.мы напряжение не подается. Транзистор Т1 закрыт, реле схемы обесточено. В случае, если контакты датчика-реле 6 давления замкнуты, напряжение с клемм схемы прикладывается к базе транзистора Т1. Он открываетея. Реле включается, подключая свои.ми контактами нагрузку, в данном случае преобразователь 7. 11риоритетный блок 12 состоит из RD-це- ночек. В зависимости от количества величин градаций приоритетности выбирается количество этих цепочек. Так, например, при напряжении нестабилизированного источника К) питания, равном 36В, и числе градаций приоритетности, равном 6, количество

RD-ценочек равно пяти с напряжением стабилизации соответствепно 36, 30, 24, 18, 12, 6 В.

Компаратор 11 представляет собой набор типовых логических блоков 13-18 сравнения (например, на базе операционных усилителей KEVT40I) входного напряжения от блока 10 с напряжением в линии связи, которое в зависимости от числа подключенных на полив участков может быть, например, от 36 до ОВ с шагом 6В. Соответствепно количество блоков сравнения равно

шести (фиг. 3).

В случае, если напряжение источника нестабилизированного напряжения 36В, а в линии связи ОВ, замыкается реле Р, подключая блок 10 к линии связи. Если в линии ,связи 36 В, включается блок 14 (реле Р2),

если 30 В, включается блок 15 и cooTrjei- ственно РЗ и т.д.

Эти реле своими контактами подключают свои RD-цепочки в приоритетном блоке 12, а следовательно, соединяют линии связи с нагрузкой, уменьшая напряже ше в ней Этим достигается информативность линии связи для других подобных устройств управления поливом.

Устройство работает следующим образом.

Вариант 1. Давление в магистральном трубопроводе номинальное для оро1паемого участка.

Контакты К. 1.1 датчика 6 давления, соединенные с преобразователем 7, замкнуты. Контакты Р1.2-Р6.2 тоже замкнуты.

При включении полевого датчика 2 напряжение 24В подается через замкнутые контакты Р2.2, Р3.2, Р4.2, Р5.2, Р6.2 и датчика-реле 6 давления (контакты /С1.1) на преобразователь 7. Последний включается. подавая воду или воздух на мембранный блок исполнительного механизма 3 на iifviii- ваемом участке. Идет полив.

Вариант П. Давление в магистральном трубопроводе 1 меньше номипа. шною. В этом случае контакты .1 датчика 6 давления, соединенные с преобразователем 7, )азмь;- каются. При включении нолевого датчика 2 полив не происходит до тех пор, пока давление в магистрально.м трубопроводе не устанавливается до номинального значения.

Одновременно подается напряжение, lie- обходимоедля включения реле /д.Реле включается, подключая своими контактами PnLl питание блока 13 комнаратара 1 I через замкнутые контакт1з1 Р6.4, Р5.4, 4.4, Р3.4. Блок 13, сравнивая напряжение в линии 5 связи (ОВ) с нанряжением от блока 10 нестабилизированного напряжения, например 36В, включает реле Р. Последнее своими кон - тактами Р1.1 подключает линию 5 связи к блоку 10 нестабилизированного напряжения через ограничивающий резистор R. В линии связи появляется напряжение ЗбгЗ. Одновременно размыкаются контакты Р1.3 питания блоков 13-18 комнаратора 11.

При восстановлении давления воды « магистральном трубонроводе 1 до номпна.мь- ного контакты /(1.1 за.мыкаются, напряжение в линии питания преобразователя 7 уже -гедостаточно для поддержания реле /- п во включенном состоянии (за счет добавочного резистора R,,), оно выключается, размыкая своими контактами Pnl. Н1ггание блока 13 компаратора 11. Реле Р1 обесточивается. Контакты Р1.1 размыкаются, а контакты Р1.3 за.мыкаются. Начинается полив этого участка.

Вариант П1. Является продо;1жением варианта И в случае, если давление в магистральном трубонроводе 1 меньше номинального при необходимости полива enie нескольких участков.

В этом случае, по второму варианту в линии связи нервое на очерели VCT0

5

5

0

5

0

5

0

5

ройство выставляет нолное напряжение блока 10 нестабилизированного напряжения, например. 36 В. Б,1ок 14 компаратора 11 устройства на орошаемом участке, для которого подходит время по,1ива, сравннвая напряжение в линии связи (36 В) с нанря- женне.м собственного блока 10 нестабп.ти- зированного напряжения (36 В), включает реле Р2, которое самоблокируется но пн- танню и своими контактами Р2.1. нагружает .1ПНИЮ связи на ценочку стабилитронов блока 12 приоритетности, снижая тем самым напряжение в ней на одну стуненьку (до 30 В). Одновременно размыкаются контакты Р 2, не разреп1ая полив участка, сразу же носле восстановления давления в маги стр а. ь ном трубонроводе. Одновре.менно разм1э каются контакты Р2.3 питания б.токов 1 Г) - 18 компаратора 1 1.

Подобное ycTjioiicTBO на )ПК М орошаемом участке, на которсш появляется не- ii6xo.:uiMocTb по.тпва, снижает пан11яже 110 в jiHHiiii свя:-;|; . 24 В и размыкает контакТы /- 3.2. РЗ.З и т.д. .; образом (рормиру- ется . вк,.

Вариант IV. Очередь на по.тив сформирована.

Д;;в.тепие в магистра.тьном трубопроводе 1 новы ищется :io noMiiHa.ibiioro. Во всех ст-р()йствах замык. -.ются копг;гкт1)1 датчиков- реле 6 дав.тен| Я, питания прообргкинигге- .ти 7 п размыкгг|Отся контакт1 1 iio.ia iii nirra- HiiH блока 13 l o i lapaтopa 11.

Поливной yuiCTOK, KOTOpbiii первым ста, , n;i очередь, ;n |iiibiM начинает по.тиват ь- ся. Происходит это следующим образом. Б.ток 13 компарпто1)а 11 стрО11Ства управ- .теьшя нолпвом первого учасгка отк.тючает- ся от липни п;гг;и1ия.

f.i O ре.те Р1 обесгочивается. размыкая контакты Р1.1. сГ:Имая гем самым напряже- :-iiie в ;1инпп 5 связи, и зам1 1кает коп- TfiKTi, Р1.3 ,| питания олоког, 14- 18. Начппаетск по, 1ив учасгка, которыГ) бы, , па очереди. При этом даи. 1епие во. к 1агистра. трч бопроводе 1 опять iia. ia- ет. Это ПС во:5можности по. 1к.тючпт1)1 я на полив оста, участкам. Они выстраиваются в новую очередь, ст nei-ibKoii Biiinie. -leM были до этого. Происходит это с. 1едую- шим образом.

При исчезнове1-:ии напряжения в линии 5 связи отк. 1Ю чается реле Р.-с, которое по питанию подсоеди :о1;о к , 1инип связи. В это же вре.мя вк;п)чае 1 ся б.чок 13 KO.Mnap;-iT(j| )a 1 1 ycTpoiicTB;i -1 управ:1ен1 ,я па ч частке, который бы, i ,.i li старой oMepe. in. Пз всех, б1)Пмппх п; очере.ти ччастков, може 1 по..к. то.тько 6, ioK 3, т ак как i; . i ux подобн11гч ст ро| ства. питание б, И)ка 13 4i)Mna 5aTopi i 1 I отк. иочепо соогветет вуюшп- мп oптaктa :i: РЗ.-, Р4.4. Р5.4. Р6.4.

При отк, ПО -,еипи pe. ic Рлс по время пгк. по- чаются io пгл сптпю ре.те Р2. Р6. которьк был 11одк,Т Очснь К ncTO4Hii питапи 1 чеIlpM повышении напряжения в линии связи до 36 В (вк.тючается в очередь участок бывшим вторым) включается блок 14 ком- liaparopa 11 участка быв1него третьим, к()нтакт)1 Рлс 1.1 реле Рлс замыкаются. Включается реле Я2 и замыкает своими контактами цепочку стабилитронов.

Одновременно размыкаются контакты Я2.2 и Я2.3. Напряжение в линии связи снижается до 30 В. Блоки 13-18 оказываются подключенными . линии связи с наг1)яжен11ем 30 В

Блок 1 компаратора участка, бывн1его четвертым, включает реле РЗ, которое, в

свою очередь, самоблокируется и замыкает контакты Р3.1, а контакты Р3.2, РЗ.З и Р3.4 размыкает. Напряжение в линии 5 связи снижается до 24-В. Включается блок 16 компа- ратора 1 участка, стоявшего пятым и т.д. Таким образом формируется новая очередь, но в ней все участки, уже стоявшие Ei очереди, повышают свою приоритетность на ступеньку.

При повышении давления в магистральном трубопроводе 1 до номинального включаются контакты /(1.1 датчика реле давления. Цикл повторяется.

Фаг.З

P2.Z PS. 2 Р.2 Р5.2 P6.Z

6

tTl

Rd

ft

ч x.

Ч

Составитель Б. Кузьмич

Редактор О. ГоловачТехред И. ВересКорректор О. Луговая

Заказ 330/4Тираж 679Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг, 5

i: