Автоматизированная оросительная система Советский патент 1986 года по МПК A01G25/16 

1

Изобретение относитск к сельском хозяйству, а именно к автоматизации полива сельскохозяйственных культур с применением капельног, подпочвенного либо других видов орошения.

Цель изобретения - повышение надежности управления орошением.

На фиг.1 приведена схема предлагаемой системы; на фиг.2 - схема центрального устройства управления и кабельной линии связи.

Автоматизированная оросительная система включает магистральный трубопровод 1 для подачи воды на поливные участки 2, снабженные оборудованием для капельного орошения. Вода на поливные участки 2 подается через исполнительные механизмы 3, управляющие сигналы на которые выраба- тываются местными программно-логическими устройствами 4. Начало полива определяется по состоянию полевых датчиков 5 влажности почвы в виде тензиометров, установленных на каждом поливном участке. Местные программно-логические устройства 4 объединены между собой кабельной линией связи 6, которая соединяет местные программно-логические устройства 4 с центральным устройством 7 управления. Агрометеоусловия района фиксируются датчиками 8 через устройство 9 передачи данных, связанное своим выходом с центральным устройством управления.

На фиг.2 дан пример подключения линии связи 6 к центральному устройству 7 управления, где показаны элемент 10 управления (процессор, элемент 1 1 оперативной памяти, элемент 12 ввода и вьгаода сигналов времени таймер), элемент 13 ввода дискретных сигналов. I

В качестве исполнительных механизмов 3 применяются, например, мембранные клапаны с гидроприводом. Клапаны относятся к запорно-регули- рующей аппаратуре дискретного действия. Датчики-влажности типа ИВД (тен- зиометры) комплектуются вакуумными реле и монтируются на модельных участках, характеризукяцих по крайней мере большую часть орошаемого участка. Уставка датчиков 5 изменяется для разных видов почвы и разных видов насаждений. Местные программно логические устройства 4 построены по принципу устройств с жесткой логикой

122

на интегральных микросхемах, В функции этих устройств входит последовательное программно-логическое управление поливом участков по сигналам

тензиометров 5 на поливаемом участке. Отработка программы полива осуществляется по заданному времени, которое рассчитывается заранее центральным устройством 7 управления. В

местное программно-логическое устройство входит также блок передачи информации при изменении состояния поливаемого участка с помощью импульсного последовательного кода

(начало полива, окончание полива, авария). Кольцевая кабельная линия связи 6 - это двухпроводная линия связи в виде кольца, концы которого заведены в центральное устройство

управления и подключены к элементам 13 ввода дискретных сигналов центрального устройства управления. По линии связи происходит обмен информацией между местными программно-логическими устройствами 4 и централь- устройством 7 управления. Прием- передача происходит с помощью посылок в линию связи импульсных сигналов. Начало передачи определяется временем изменения состояния поливаемого участка. Центральное устройство управления представляет собой микропроцессорное устройство, в состав которого входят элементы ввода-вьтода

дискретной и аналоговой информации, ее переработки по заданному алгоритму, хранение промежуточных и конечных значений расчетов, а также элементы связи с периферийными устройствами вывода информации на индикацию и печать.

Датчики, общие по параметрам для всех поливных участков (температура воздуха, температура почвы, влажность воздуха, осадки и др.) , объединены на одном из поливаемых участков рядом с центральным устройством управления , а так как по функциональному назначению они предназначены

для определения агрометеоусловий на орошаемой площади, то весь комплекс назван агрометеостанцией. Большинство этих датчиков имеет аналоговый выходной сигнал по напряжению, для

передачи которого и унификации при приеме центральным устройством управления последнее имеет устройство 9 передачи информации. Устройство пе3

редачи информации представляет собой нормирующие преобразователи сигналов по напряжению в унифицированные токовые сигналы, которые используются центральным устройством управления в качестве входной информации от датчиков агрометеостанции.

Автоматизированная оросительная система работает следующим образом.

Вода для полива, очищенная от механических примесей, поступает по магистральному трубопроводу 1 для орошения растений на участках 2. Если влажность на поливаемом участке снизилась до критической, то сраба- тьтают датчики влажности - тензиомет ры, что соответствует размыканию контактов вакуумных реле, а следовательно, в местном программно-логическом устройстве 4 формируется сигнал требования начала полива. Местное прог- раммно-логическое устройство формирует сигнал управления на исполнительные механизмы 3 поливаемого участка 2. Участки поливаются поочередно для уменьшения мгновенного расхода поливной воды. Длительность полива определяется центральным устройством 7 управления и вручную или дистанционно задается на местном , программно-логическом устройстве 5. Таким образом, происходит полив всех поливных участков 2 орошаемой площади.

В случае изменения состояния на поливаемых участках 2 местные прог- раммно-логичес кие устройства 5 формируют импульсные сигналы в последовательном коде в линию связи 6. Эта последовательность декодируется центральным устройством управления в информацию состояния поливаемых участков 2 (начало полива, окончание полива, авария, и др).

Начало передачи определяется местными программно-логическими устройствами. Организована также возможность 1шициации передачи со стороны центрального программного устройства 7

173124

управления, а также по инициативе обслуживающего персонала.

При возможных обрывах в линии связи 6 информация не исчезает, а вос5 принимается по частям на концах разрыва кольца, при этом определяется и место поврезкдения кабеля.

Управление исполнительными механизмами 3 ведется управляющими сиг 0 налами с местных программно-логических устройств 4, в функции которых входят также операции по обеспечению работоспособности оборудования (промывка фильтров и т.д.) и блоки15 ровка полива в случае аварий порьш трубопровода, аппаратурный отказ и др. с выдачей информации об аварии в линию связи кольцевого типа). Определение длительности полива

20 различных участков производится расчетным путем центральным устройством 7 управления, исходными данными при этом являются сведения о фактически складывающейся обстановке в регионе

25 температура воздуха, почвы, влажность воздуха, осадки, испарение и др. . Результаты расчетов являются определяющими для конкретных участков и передаются как уставки местным

30 программно-логическим устройствам, либо могут задаваться вручную с этих устройств (за вегетационный период 3-4 таких коррекции.

Предлагаемая система значительно

35 повьшает надежность реализации функций управления поливом, увеличивает наработку на отказ на 40% при увеличении числа обслуживаемых площадей. Это достигнуто путем объединения

4Q программно-логических устройств линией связи кольцевого типа, применения нескольких датчиков для определения начала полива, реализации функций управления системой местными программно-логическими устройствами, что уменьшает нагрузку канала прием - передачи, уменьшения количества линий связи и выноса общих для системы датчиков на агрометео- станцию и объединение их в один блок.

45

I I

.o.-J

Г

.X

1E

Ю

-f--

ff

a

фи1.1