Система программного управления дождевальной многоопорной машины Советский патент 1988 года по МПК A01G25/16 A01G25/09 

.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение нроизводительностя, сохранение плодородия почвы и экономия электроматериалов, электроэнергии и воды. С истема содержит датчики 6, 7, 8 контроля аварийного изгиба подвижного трубопровода 3, соединенные по схеме совпадения 9. С неподвижным 1 и подвижным 3 трубопроводами механически связано устройство контроля положения 11 дождевальной магпины. В состав программатора входят усилители 17, 22, схема сборки 13, инверторы 12, 16 и эмиттерные повторители 15, 19. На трубопроводе 1 установлена управляемая задвижка 2, снабженная электрогидрореле 10. Учета осадков естественного и искусственного лЮждя ведут с помощью дождемеров-испа- ромеров 14 и 18, которые устанавливают в зоне полива или за ее пределами. Система обеспечивает контроль за положением дождевальной машины учетом влажности почвы и позволяет гибко изменять технологию и сроки полива в зависимости от вида культуры и климатической зоны. 3 з.п. . 6 ил. (Л

со

05 СО

to

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может использоваться для автоматического полива сельхозкультур дождеванием.

Цель изобретения - повышение произ- водительности работы, сохранение плодородия почвы и экономия электроматериалов, электроэнергии и воды.

На фиг. 1 показана схема системы программного управления дождевальной многоопорной машины; на фиг. 2 - технология полива и расположение элементов и устройств; на фиг. 3 - схема дождемера- испаромера осадков естественного и искусственного дождя; на фиг. 4 схе.ма дож- демера-испаромера осадков естественного дождя; на фиг. 5 - схема устройства контроля положения машины; на фиг. 6 временная диаграмма работы элементов системы.

Система программного управления дождевальной многоопорной машины (фиг. 1) содержит неподвижный трубопровод 1 с управляемой задвижкой 2, подвижный трубопровод 3 на опорных тележках 4 с дождевальными насадками 5 и устройством за- Ш.ИТЫ от его злома, включаюп1ее датчики 6-8 контроля аварийного изгиба, соединенные по схеме 9 совпадения (схеме И) и электрогидрореле 10. С неподвижным 1 и подвижны.м 3 трубопроводами механически связано устройство 11 контроля положения машины, сигнал с которого через инвер- тор 12 поступает на один вход сборки 13 (схемы ИЛИ). На второй вход сборки сигнал поступает с дождемера-испаромера 14 осадков естественного и искусственного дождя, предварительно пройдя через э.мит- терный повторитель 15 и инвертор 16.

Выход сборки 13 соединен с дополнительным входом схемы 9 совпадения устройства зашиты трубопровода от излома, а сигнал с ее выхода усиливается усилителем 17.

Для учета естественных осадков и останова машины при их наличии на поле дополнительно устанавливается дождемер- испаромер 18 осадков естественного дождя. Сигнал с этого дождемера-испаромера через второй эмиттерный повторитель 19, инвертор 20 поступает на вход второй схемы 21 совпадения. На другой вход этой схемы совпадения сигнал поступает с усилителя 17. Сигнал с выхода схемы совпадения 21 через ключ или усилитель 22 поступает на электрогидрореле 10. Дождемер-испаро.мер осадков естественного дождя 18 можно устанавливать вне зоны полива и внутри нее.

Чтобы упростить программатор (элементы 9, 12, ГЗ. 15-17, 19, 20), логику его работы и исключить влияние переходного процесса образования дождя в момент пуска машины, дождемер-испаромер 14 на орошаемом поле 23 (фиг. 2) устанав. жвается впереди дождевого факела 24 при исходном

положении подвижного трубопровода 3. Устанавливается так, чтобы капли дождя попадали в него после ухода машины с исходного положения и срабатывания устройства 11 контроля.

Дождемер-испаромер 14 осадков естественного и искусственного дождя (фиг. 3) служит Д.1Я сбора и определения величины испарения воды искусственного дождя, создаваемого .машиной, а также естественного дожд.. содержит основной бак 25, который устанаь;||1вается в почве, сообплаю- ший сосуд 26, вну )и которого находится контактный электрод 27 из нержавеюшего электропроводного материала. Сообшающий сосуд 26 введен с целью усiранения влияния помех, колебаний водной поверхности в основном баке 25 от действия ветра и других причин, чтобы не мешать нормальному испарению при введении вторичного обору дования, в частности электрода. Тем самым повыгиается точность определения срока полива, точность отработки технологическою процесса по.шва. От попадания дож;1я сосуд 26 сверху закрыт крьппкой 28. Внутри под крышкой находится шка. 1а с .1ем 29 высоты п ;дьема конгактного элеы)о- да, который может опускаться вниз и п(;д- ниматься вверх ни электроизо.ыционным направляюшим 30. Высоту под1,ему электрода можно регулировать и углом его вертикального поворота. За счет электрода 27 и введения указателя со шка.юй повьплается точность назначения (контроля) и регулирования срока полива, точность отработки технологического процесса полива.

Два эмиттерных повторителя 15 и 19 (фиг. 1) шедены с целью устранения влия ния сод| ржания солей в дождевой воде на точность огфеделения срока полива, уменьшения скорости разрушения электродов 27 от электролиза, так как входное сопротивление повторителей гораздо больше сопротивления перехода «вода-электрод и будет протекать малый ток.

Дождемер-испаромер 18 осадков естественного дождя служит для сбора воды и определения ве;|ичины испарения только естественного дождя, по конструкции ничем не отличается от дождемера-испа)|)мера 14, если будет устанавливаться вне орошаемого поля 23. Однако больпюе р гетояние до центра маши1п 1, где сосредоточено ocii(iBHO{ оборудование, в том числе программатор, который принимает сигнал с дождемера 18. требует бо.1ьшо1о расхода кабеля, принодмг к нарушению структуры почвы ноля из-за его прокладки. Целесообразно ставить дождемер неда.чеко от оси врап1.енпя машины. В этом случае его конструкция видоизменится (фиг. 4). В данном случае дождемер 18 вк;1ючает в себя все элементы ис- Паромера 14 и дополнительно с(ыержит приемное устройство 31, закрегыенное на к)он

штей)1е 32, являющемся продолжением оси вращения машины. Приемное уетройство 31 устанавливается выше дождевого об.лака машины и в него могут ноиадать то.-|ько капли естественного дождя. Вода с)садков естественного дождя из нрнемного устройства но гибкой соедир|ительной трубке 33, навитой на оси против вращения .машины но- стунает в бак 25, над которым на стойка.х 34 установлен канлебры.чго.зашитный козырек 35.

Козырек устанавливается на такой высоте, чтобы не . нормально.му испарению воды. Предлагаемая конструкния дождемера не донускает попадания капель дождя ма1нины и позволяет резко сократить расход кабеля, не нару1нать структуру почвы поля.

Устройство 11 контроля нсх южения машины служит для определения начального (исходного) и промежуточного но.южения MaiuHHbi на ноле. .MauinHa после полива Bci i да должна остапан.лива г ься в ис.ходпом но, 1ожении, чтобы не мешагь прог.одигь дальнеЙ1ние а ротехнические мероприятия и сельхозработы. Конструкпия и ipn.Hiiiui лей ствия уст)ойства II KOHTJX М .чут бьггь самыми различными, коптакгнькми и бесконтактными. Один из вариант(1В такого уст- ройстЕ а ноказан на . 5. Па нсподг иж- FIOM труб()Н)ОЕИ)де 2 на xpoHnJTeHiit 3() установлен микропереключатель 37, выход ко- юрого соединяется с инве)тором 1: К под- вижпом т)убо11рои()ду 3 крепится :i r.ini a 38. ia конце которой на оси расположен ролик ЗУ. При вращении подвижного ijiy6oiipOBO- да ,3 ро.лик 3( нклк)чает ,1Л11 отклк)чает 1 1кро11е)еклк)ча1е,ть 37, KOTopiiUi выдает си1- ...i 1 нахождении мапшпы и исхо.июм или промежуточном положении. Расстояние Х установки кропн1тейна 38 (JT оси вра- HietiHH ма1нины выбирается из заданной но yr. iy останова ман1ины и линейной ошибки с)абатывания микронереклю- чателя лЕ но следующей форму.те

X е

л с

стянавливая штангу 38 и микронере- к,1К)чате.1ь 37 на |1асстояпии X, автомати- ческп чадаем ючпсх ть окончании по, 1ива и место останова

Система npor-pa.MMHOi o управлении дож- дсиальной многоопорной мап1ины работает

ч , И Д VKJHUiM оГ)и1.(Г)М.

Для об1)екгивно о определения но- ;1ива и включения .ма1пипы вместо опера тора используется дождеме 1-испаромер 14 осадков естественного и искусственно о дождя. Тем самым устраняется суГ) 1 ективная О1нибка опре. 1ел(-пия срока полива, повьппа- ется TO4noc7t отработки техноло ического процесса (.)рошения, со.чдаегся оптимальный режим f)ponjenHH.

0

5

0 5 0 5 Q

З

0

5

При исиаренин воды в дождемере-нснаро- мере 14, баке 25 (фиг. 1-6), однозначно связанной с влажрюстьк) почвы, в,)за- иасами в neii, ниже заданного уровня (задается регулированием контактною электрода 27 нуте.м его подъема, опускания или )та) происходит разрыв ко1ггакта воды-электрод (влажность ночвы мен1)Н1и- .чась ниже необходимой велнчины). Па выходе амиттерного повто)ителя 15 не будет напряжения, а на вы.ходе инвертора 16 появится (диаграм.ма фиг. 6). Паиряжение с инвертора 16 че)ез сборку 13 (схе.му ИЛИ) поступит па схему 9 совпадения (схему И) устройства запи1ты подвижного трубопровода от аварийного из.юма.

Г:сли подвижный трубопровод 3 не ис- К)ив,1ен и. ги игк()нв.|сн в доггустимых njie- де, гах, датчики ( -8 контроля аварнйного изг нба выдают сигналы разрепгения на запуск мапгины. (1чема 9 открыта. Панряже- ние с инвертора 16 через открытую схе- м 9, уси.1ите. 1ь 17 ггостунит на вторчю схему 21 совпадения (схему П).

(.хема 9 запрещает запуск .магннны при педопустпмо.м изл(ше ггодвижпого трубоггро- вода мапгиньг.

Схема 21 производит останов ма1пины в любой момент времени, если идет естест- веггный дож.ть. Л,1Я целей введен дож- демер-испар(1мер 18 осадков естественного дождя. Он учитывает то,П)КО естественные оса.чки. Пели нет естествеггных осадков, то в баке 25 и сообщаюгпем сосуде 26 дождемера 18 нет воды. Пет контакта электрода 27 с водой. Пет нап)яже.ния на выходе :1мит ге)ногч1 ггивторите, 1Я 19, оно есть на выходе ипвс рто)а 2(), который открьгвает схему 21 совггадения и дает разрегггение на прохождение сигнала и усилителя 17 на запуск э, ектрог-идрореле 10, а следовательно, машины, когда отсутствует естественный Д(.1ждь. Предварите,1ьно сигнал со схемы 21 усиливается усилителем ил1г электронным ключом 22. .Магпина двигаться и поливать.

При ее уходе в исходного гголожения на вых(.1де устройства 1 I исчезнет напряжение (|М), гнк 39 сойдег с микропереключателя 37 и его контакты разомкнутся). Оно появится па В1)1ходе инвертора 12 и э,пектро- 1Т1дрореле будет уже постоянно включено независимо от (жня воды в дождемере- Н . гга(.).мере 14 оса.чков естественного н ис- кус(. твен1гог() Д1)ж,;н. После прохода подвиж ного т()боп|)овода пад исггаромером 14 в нем накопится )еальпая поливная норма К()нтакт Н1 гй э, 1ектрод 27 в воде и на ходе инве)гора 16 ггет нан 1яження. В этот момеггг машина управляется снг1га,п)м то.тько с усг ройства 1 1 контроля П(:ложения маШИН1,1.

Н1)йдет естественный дожд|), то баке 25 и ообн1ак)шем 26 дождемера 18 накапливается вода. Происходит замыкание контактного электрода 27 с водой. На выходе инвертора 20 уже не будет раз- )ешаю1цего напряжения. Схема 21 закроется 2 лектрогидрореле обесточится, машина остановится. Машина в этом положении стоит до тех пор, пока вода естественного дождя не испарится из дождемера 18, а следовательно, растения возьмут из почвы все влагозапасы естественного дождя. Контакт электрод-вода в дождемере нарушится. На выходе инвертора 20 вновь появится разрешающий сигнал. Схема 21 откроется, электрогидрореле сработает и мап1ина продолжает движение и полив.

В результате ввода дождемера 18, эмит- терного повторителя 19, инвертора 20, схемы 21 совпадения учитываются естественные осадки. На поле не надо подавать тот объем воды который образован естественным дождем. Тем самым экономится вода на орошение, увеличивается срок службы насосно-силового оборудования, экономится электроэнергия.

Кроме того, электрод в дождемере также выполнен регулируемый по высоте подъема или углу вертикального поворота с целью )азграничения естественных дождей. Если естественный дождь слабый, малой интенсивности и дает маслый слой осадков, то мап1ину останав.тивать нельзя. Растения на остав1пейся не политой плоп1ади погиб- пут. Там уже нет в.таги, а слабый естественный дождь пе успевает восстанавливать влагозапас воды, потребляемый растениями. Нри сильном дожде влагозапас в почве будет достаточным. С целью экономии воды машину можно останавливать. В баке дождемера будет более высокий уровень воды. Регулируя высоту нодъема электрода, производит отбраковку слабых и учет более си.мьных естественных дождей.

Машина двигается и поливает до тех пор, пока она не достигнет исходного положения если вновь не будет естественного дождя.

Нри подходе к исходному положению на выходе устройства 1I появится сигнал, ролик 39 включит микропереключатель 37, а на выходе инвертора 12 сигнал исчезнет. В данный момент производится анализ состояния воды в баке 25 испаромера 14 (анализ необходи.мости дальнейшего полива). Если воды в испаромере достаточно (не надо поливать), электрод замкнут, на выходе инвертора 16 напряжения тоже нет. Не будет его и на выходе сборки 13, а также выходах схем 9 и 21. Электрогидрореле обесточится. .Мап1ина остановится в исходном положении. В данном случае по уровню воды в испаромере автоматически учитвается реальная ноливная норма. Возможность мап1ИП1 1 останавливаться при наличии естественных дождей, а затем автоматически

5

0

5

0

запускаться и вновь останавливаться в исходном положении позволяет устранить неравномерность полива от действия естественных и искусственного дождей при одновременной экономии воды на орошение.

Если при подходе машины к исходному положению воды в испаромере 14 меньше заданного уровня (необходимо продолжать юлив); то электрод 27 разомкнут, на выходе инвертора 16 будет напряжение, а следовательно, оно будет на выходах схем 13, 9, 21. Электрогидрореле останется включенным. .Машина поливает второй круг. Таким образом объективно определяется как начало, так и окончание полива. Оператор исключается из технологического процесса полива, следовательно, возрастает производительность труда.

Кроме того, с помощью данной системы можно менять технологию орошения, в частности организовать автоматический импульсный режим орошения. Для этого задается более высокая скорость вращения машины (у ДМ «Фрегат краном на последней опорной тележке). В испаромер 14 набирается мало воды, Вода из него успевает испаряться до подхода машины к исходному положению. Он каждый раз вы дает команду на дальнейп1ий полив. Таким образом машина многократно орошает поле, т.е. работает в импульсном режиме.

Система позволяет плавно регулировать биологический коэффициент согласно формуле

или

t CQ,S ОС m

5

0

5

0

5

И norpenJHOCTb не превып ает цены деления П1калы,

где Ah высота погружения или подъема элактрода в дождемере-испаромере осадков;

Е-длина электрода; m - поливная норма; а - угол поворота электрода. Коэффициент можно увеличивать и уменьшать, т.е. регулировать в обоих направлениях. Это позволяет обеспечить универсальность системы в случае применения для полива разных культур и в различных климатических зонах.

Использование системы программного управления дождевальной многоопорной машины по сравнению с существующей позволит более равномерно поливать с учетом реально вылитой нормы и одновременной экономией воды на орощение, а следовательно, электроэнергии. Автоматическое объективное определение срока и конца полива, пуск и останов машины также экономит воду, не допускает недополива и переполива тем самым повышает урожайность сельскохозяйственных культур, высвобождает человека из технологического процессй

7

орошения, повышает точность обработки технологического процесса орошения.

Формула изобретения

а

0

0

5

0

схемы совпадения через второй силите,1ь соединен с приводом управляемой задвижки.

29

П

7/7

фиг Л

дьцод

J9

1 2

SA/JTOd