СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ВОДЫ МЕЖДУ ПОЛИВНЫМИ УЧАСТКАМИ Советский патент 1971 года по МПК A01G27/00 

Устройство относится к ирригации, а именно к автоматизированным внутрихозяйственным оросительным системам. Оно может найти применение для распределения воды на севооборотном участке.

Известные системы автоматического управления обслуживают микроучастки по циклической программе. Норма полива определяется заранее и регулярно изменяется в течение вегетационного периода. Одновременно обслуживается постоянное число объектов - микроучастков (как правило, один). Включение системы в работу производится датчиком влажности почвы или по истечении времени.

Недостатками таких систем являются:

1.Малоэффективное использование поливной воды из-за того, что при жесткой программе системы не удовлетворяют реальные запросы на полив участков во времени.

2.Отсутствие регулирования числа обслуживаемых участков при изменении внутрихозяйственного водовыпуска.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

В предложенной системе более эффективно используется поливная вода благодаря тому, что в систему введены устройство последовательной записи кодов участков по времени их поступления в ячейки памяти и устройство

циклического последовательного обхода ячеек памяти с записанными в них кодами участков для подключения ячеек к устройству выдачи поливных норм и ко входу дешифратора.

С выхода дешифратора сигнал поступает на исполнительные органы подачи воды на поливные участки и к устройству контроля выдачи поливной нормы, выходы которого связаны с блоком счетчиков.

На фиг. 1 и 2 изображены блок-схемы устройства; на фиг. 3 - устройство выдачи поливной нормы.

Система состоит из:

блока /-устройства записи сигналов-требований (кодов участков) в ячейки памяти в порядке поступления, содержащего п входных шин, преобразователь (формы сигнала), шифратор n/k. Л, групп по k ячеек разрешения записи Из (), fii ячеек памяти (регистров),

схемы циклической последовательной записи (ЦПОЗ);

блока 2 - устройства циклического последе вательного обхода ячеек памяти с записанными в них кодами участков, содержащего Л)

групп по k ячеек разрешения обслуживания HO, схему циклического последовательного обхода ячеек памяти (ЦПОО), дешифратор;

блока 3 выдачи кодов поливной нормы (БВН), содержащего источник света (С), бобины с носителем информации (i и 2), фотодиодные считывающие устройства ФСУ и ФСУг, двигатели Д и Дг протяжки и перемотки носителя, реле Р запуска двигателей, ячейки совпадения («И и «Иг.), регистр записи кода участка (адрес), реле времени для отключения двигателей и источника света (РВ), k входных шин для подачи кода поливного участка, поставленного на обслуживание, и одну входную шину для запуска двигателей;

блока 4 счетчиков, содержагцего регистры для записи кодов поливных норм участков, поставленных на обслуживание, и реверсивные счетчики (PC) контроля израсходованной на полив воды;

блока 5 сравнения кодов поливных норм и израсходованных на полив стоков воды;

реверсивного блока (РИЧ) 6;

цепи 7 обратной связи (ЦОС);

полевых датчиков (ЯД) 8;

расходомера 9 внутрихозяйственного водовыпуска;

счетчиков 10 стока (СС) воды на поливные участки и на сброс;

исполнительных органов (ИО) 11.

В исходном состоянии, во-первых, на носители информации в блоке 3 быть предварительно записаны коды поливных участков и поливных норм на 1-й полив; во-вторых, в блоке 6 должна быть открыта ячейка,

номер которой равен- +1 (Qc - число поЧп

ливных токов п транзита воды), если для обслуживания поливного массива используется часть подаваемого расхода Qp-Qc. Если используется весь расход Qp, то открыта 1-я ячейка блока 6 (Qc 0), в-третьих, в блоках 1, и 2 в схемах ЦПОЗ и ЦПОО должны быть открыты ячейки одного номера (чтобы порядок обслуживания участков соответствовал порядку поступления требований). Номер при этом может быть любым, так как запись и обслуживание производятся циклически. Будем условно считать, что должны быть открыты первые ячейки схем ЦПОЗ и ЦПОО.

Процесс функционирования системы следующий. Отдельные блоки ее работают в режиме автосинхронизации, поэтому процесс функционирования системы разбивается на ряд автономных процессов (см. фиг. 2).

Запись сигналов-требований.

Если необходимо полить какой-либо участок, например г-й, fe{l, 2, ..., /г), соответствующий полевой датчик ЯДг посылаег сигнал-требование, который по каналу связи поступает на преобразователь (формы сигнала), с выхода преобразователя - на шифратор, с выхода шифратора на п групп по k ячеек разрешения записи Яз. В каждый момент может быть открыта только одна группа Из сигналом от соответствующей открытой ячейки схемы ЦПОЗ. в схеме ЦПОЗ в каждый момент может быть открыта также лишь одна ячейка (в начальный момент - первая).

Поступивший из шифратора сигнал проходит через открытую группу Из в соответствующий регистр, например /-и,;е{1, 2, ..., . Число ячеек памяти (регистров), групп ячеек разрешения Из и ячеек схемы ЦПОЗ равно п.

Образующийся при записи кода участка в /-Й регистр импульс поступает на вход «2 схемы ЦПОЗ, при этом закрывается ее /-я ячейка и открывается (/+1)-я. Следующий по времени сигнал-требование, поступивший от ЯД (gefl, 2,..., п ) апалогичным образом записывается через открытую (/-ь1)-ю группу Из в (/+1)-й регистр и т. д. последовательно

по циклу 1, 2, ..., «1, 1, 2,...

Оперативная запись поливных норм

Периодически диспетчером хозяйства или ЭВМ при комплексной автоматизации оросительных систем производится контроль числа и кодов стоящих в очереди поливных участков, расчет с учетом ряда факторов (например, долго-и краткосрочных гидро- и метеопрогнозов, прогнозов водообеспеченности источника и т. п.) необходимых им поливных норм и запись их на носитель информации в блоке 3.

Начало обслуживания

Поскольку в исходном состоянии открыта 1-я ячейка ЦПОО, записанный в 1-й регистр код участка через открытую 1-ю группу ячеек разрешения обслуживания Яо поступает одновременно на входы БВН и дешифратора, с выхода которого через соответствующую ячейку памяти Я сигнал поступает на свой исполнительный орган (систему электрифицированных щитов, затворов, вентилей и т. п., разрешающих подачу воды на соответствующий поливной участок). По окончании обслуживания этого поливного участка блок сравнения 5 выдает импульс, поступающий на вход «2 блока 6 (см. фиг. 2 и 6).

Если в этот момент была открыта 1-я ячейка блока 6, то на выходе блока появляется импульс, поступающий на вход «2 схемы ЦПОО; при этом закрывается 1-я ячейка схемы и открывается 2-я и, соответственно, 2-я

группа ячеек разрещения обслуживания Яо. Код участка, записанный во 2-й регистр, поступает на входы БВН и дешифратора.

Импульсом, образующимся при открытии 2-й ячейки схемы ЦПОО, возвращается в исходное состояние 1-й регистр и т. д.

Если в момент поступления импульса об окончании обслуживания некоторого участка была открыта s-я ячейка блока 6, то открывается следующая ячейка, на единицу меньшая

по номеру (s-1)-я, а s-я закрывается и т.д.

Выдача поливной нормы

Код участка, записанный в соответствующий регистр, с выхода соответствующей группы Яд,

одновременно поступает на вход дешифратора и на /г входов БВН (см. фиг. 7), где записывается в регистр записи кода участка (адрес). Сигнал с выхода дешифратора поступает одновременно на исполнительный орган // и на (й-)-1)-й вход БВН. При этом от сигнала на (fe + l)-M входе срабатывает реле запуска двигателей, включающее двигатели Д и Д к источник света С. Двигатели протягивают носитель информации над ФСУ и ФСУг. ФСУ просматривает коды поливных участков, записанных на носителе информации, а ФСУ - соответствуюш,ие поливные нормы.

При обнаружении ФСУ требуемого кода устройство совпадения Я выдает сигнал разрешения считывания кода поливной нормы с ФСУ. Через ячейки совпадения И код поливной нормы записывается в регистр в блоке 4 счетчиков, с выхода которого поступают сигналы в блок 5 сравнения.

Одновременно с выхода ячеек совпадения И2 импульсный сигнал поступает на реле Р запуска двигателей для перемотки носителя информации в исходное состояние и на реле времени РВ для отключения двигателей и источника света по истечении заданной выдержки.

Блок БВН вернется в исходное состояние.

Окончание обслуживания

На каждом поливном участке имеются счетчик W стока воды ца участок и счетчик сброса, выходы которых соединены со входами реверсивного счетчика, учитывающего количество воды, затраченной на полив.

Показания реверсивного счетчика сравниваются в блоке сравнения 5 с кодом поливной нормы, записанным в соответствующем регистре блока счетчиков 4. При совпадении показаний блоком 5 выдается импульс окончания обслуживания, поступающий на вход «2 блока 6 (далее процесс протекает так же, как и при начале обслуживания).

Изменеиие числа одновременно обслуживаемых участков

Внутрихозяйственная система снабжена расходомером 9, в соответствии с показаниями которого, измеренными в поливных токах, вручную или автоматически подаются сигналы приращения на входы блока 6. При этом на вход «2 подаются сигналы положительного приращения (и сигналы смены обслул иваемых участков по окончании обслуживания каждого из них), на вход «3 - сигналы отрицательного приращения.

Рассмотрим случай, когда обслуживание некоторого поливного массива производится излишками транзита воды Qc при водозаборе QP и поливном токе с/пВ начальный момент была открыта ( -) +

ячейка блока 6. Как только водовыпуск

начнет работать, во внутрихозяйственном распределителе появляется некоторый расход Q(t), который постепенно возрастает до заданного Qp. При возрастании расхода Q(t) на каждое значение тока п подается импульс положительного приращения на вход «2 блока 6. С приходом каждого импульса на этот вход номер открытой ячейки блока уменьшается на единицу до тех пор, пока не откроется

1-я ячейка блока 6.

Обслуживание участков начинается с открытием 1-и ячейки (для этого достаточно соединить выход элемента памяти 1-й ячейки со входами групп ячеек разрещения обслуживания

Ио). Если же весь расход внутрихозяйственного водовыпуска используется для полива данного поливного массива, т. е. , то в начальный момент открыта первая ячейка блока 6 и обслул ИБание участков можно начинать с момента появления воды во внутрихозяйственном распределителе.

При дальнейшем увеличении расхода на внутрихозяйственном водовыпуске на вход «2 блока 6 продолжают поступать ИМПУЛЬСЫ.

Каждый из них вызывает появление импульса

на выходе блока 6, открытие очередной ячейки

схемы ЦПОО и постановку на обслуживание

еще одного участка.

При уменьщении водозабора ИМПУЛЬСЫ от

рицательного приращения подаются на вход «3 блока 6. Каждый из них вызывает открытие следующей ячейки в порядке возрастания номеров. По окончании обсл живания некоторого участка поступающий на вход «2 имПУЛЬС вызывает открытие следуюшеи ячейки в

сторону уменьшения номеров. Поскольку 1 -я ячейка закрыта, другой участок на обслуживание не становится. Обшее число одновременно обслуживаемых участков уменьшается,

причем уменьшается таким образом, что участки, уже ставшие на обслуживание, обслуживаются до конца, и липть после этого изменяется их число, что необходимо по технологии полива.

Предмет изобретения

1. Система автоматического управления распределением воды между поливными участками, содержащая полевые датчики, имеюшие связь с устройствами для выдачи кода поливной нормы, отличающаяся тем, что, с целью более эффективного использования поливной воды, в особенности при ограниченной

пропускной способности внутрихозяйственного водовыпуска, а также при возникновении дефицита воды в оросительной системе, она снабжена устройством последовательной записи кодов участков от преобразователя сигналов полевых датчиков по времени их поступления в ячейки памяти и устройством циклического последовательного обхода ячеек памяти с записанными в них кодами участков для подключения ячеек к устройству выдачи кода поливных норм и ко входу дешифратора, с выхода которого сигнал поступает на исполнительные органы подачи воды на поливные участки и к устройству контроля выдачи поливной нормы, выходы которого связаны с блоком счетчиков.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для более эффективного и автоматического учета и использования расхода воды, она снабжена расходомером и реверсивным блоком изменения числа одновременно обслуживаемых участков, причем на один из входов реверсивного блока подаются импульсы об окончании обслуживания участков, а также вручную или автоматически от расходомера импульсы положительного приращения расхода в поливных токах относительно некоторого транзитного расхода, а на второй-аналогичным образом импульсы отрицательного прирапдения, а выход реверсивного блока соединен со входом устройства для циклического последовательного обхода ячеек памяти с записанными в них кодами участков,

От деши/рратдра