УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯДЛЯ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННОГО УЧАСТКААВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Советский патент 1974 года по МПК A01G27/00 

1

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на автоматизированных оросительных системах.

Известное устройство автоматического управления распределением воды между поливными участками, включающиее блок источников требований, блок записи, блок поочередного обслуживания, блок поиска текущего приоритетного веса, блок передачи программ, блок считывания программ, блок хранения программ, блок исполнительных органов, реверсивный блок изменения числа одновременно обслуживаемых участков и реверсивного блока учета текущего числа требований, недостаточно эффективно обслуживает водой поливные участки, что приводит к потере урожая за счет сдвига (задержки) моментов начала полива относительно оптимальных.

Повыщение эффективности обслуживания водой поливных участков достигается введением в устройство дополнительно регулятора расхода, установленного на хозяйственном водовыделе, и функционального преобразователя кода числа требующих полива участков в код положения регулятора расхода, для чего вход последнего соединен с выходами функционального преобразователя, входы которого соединены с выходами разрядов реверсивного блока учета числа находящихся в устройстве требований.

На чертеже изобрал еыа блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит источник требований 1, блок записи 2, служащий для фиксации в памяти

устройства требований поливных участков; блок поочередного обслуживания 3, служащий для ко.м.мутации канала обслуживания при поиске и выборе очередного требования из числа ожидающих обслуживания; блок поиска

приоритета 4, предназначенный для поиска и выбора на обслуживание требования из числа ожидающи.х согласно текущего приоритетного веса, а при одинаковом весе - согласно порядка записи; блок передачи программ 5,

предназначенный для выбора исполнительного органа и передачи ему программы полива; блок считывания программ 6; блок хранения программ 7; блок исполнительных органов 8; блок обратной связи 9; реверсивный блок 10,

предназначенный для изменения числа одновременно обслуживаемых участков; датчик расхода 11 на хозяйственном водовыделе; реверсивный блок учета текущего числа требований 12; блок стирания 13, блок задержки 14;

функциональный преобразователь 15, регулятор расхода 16, реверсивный блок учета расхода 17, матрицу регистров 18 для хранения корректирующей поправки и сумматор 19. Устройство работает следующн.м образо.м.

В исходном состоянии очищены регнстры

блока 2, открыты начальные (нулевые) в прямом направлении ячейки реверсивных блоков 12 и 17, и последняя в том же нанравлении ячейка реверсивного блока 10. В блоке хранения программ полива 7 записаны программы полива каждой культуры на текуа1,ий период времени.

В блоке 18 записаны коды поправок, корректирующих программу полива в зависимости от текуш.ей обстановки на водовыделе.

В блок 15 занесена программа преобразования кода числа участков, требующих полива, в код положения регулятора расхода 16.

Устройство управляет забором воды из некоторого источника, |распределением ее между поливными участками, приоритетным выбором участка для полива, нормированием подачи воды на поливной участок при периодических способах полива на нем.

Предполагается, что орощаемый от водовыдела массив состоит из п поливных участков, на которых возделывается 5 культур и которые разбиты на Яг приоритетных групп согласно значимости выращиваемых на участках культур для хозяйства.

Каждому участку на вегетационный период присвоен некоторый адресный код.

Участки одинаковой группы значимости идентичны как потребители воды; они имеют одинаковые площади, конфигурации, агротехнику, выращиваемые культуры, ожидаемую урожайность, технику полива и т. п.

При возникновении необходимости в поливе некоторого участка сигнал соответствующего требования поступает на вход блока записи 2 устройства, причем поступление двух и более сигналов в один и тот же момент времени исключается (например, принципом действия системы связи поливных участков с устройством управления).

Импульсные сигналы, образующиеся при записи требований в регистры блока 2, поступают на вход а реверсивного блока 12 для учета числа требующих полива участков.

Величина забираемого расхода в каждый момент времени определяется положением регулятора 16, которое в свою очередь определяется текущим числом нуждающихся в полнве участков и программой преобразования кода числа участков, требующих нолива, в код регулятора, заносимой оперативно в функциональный преобразователь 15.

При достаточной пропускной снособности внутрихозяйственной оросительной системы и водообеснеченности оросительной системы программа преобразования может быть подобрана так, чтоб подача воды на поливные участки начиналась в оптимальные по некоторому объективному показателю моменты.

Подача воды на каждый поливной участок осуществляется некоторым стандартным расходом - поливным током.

Изменения расхода вызывают изменения числа одновременно обслуживаемых участков, при этом увеличение последнего происходит

сразу же вслед за каждым увеличением расхода на величину поливного тока, а уменьщение его - в ближайщий к моменту уменьшения расхода на величину поливного тока момент окончания полива одного из поливаемых одновреме 1но участков.

Предположим, что качество функционирования устройства оценивается законом распределения или математическим ожиданием времени ожидания обслуживания (т. е. промежутком времени от момента нодачи требования до момента начала обслуживания пливного участка водой). Для уменьщения потерь урожая от несоблюдения оптимальных сроков начала

поливов время ожидания участками поливов должно быть минимальным, т. е. устройство должно нроизводить запуск процесса обслуживания водой поливных участков при появлении первого же требования и производить

останов этого процесса по окончании обслуживания носледнего из находившихся в устройстве требований.

Для этого код числа участков, требующих полива, поступает с выхода блока 19 на вход

блока поочередного обслуживания 3 и на вход функционального преобразователя 15. С выхода последнего код положения подается на вход регулятора 16, который и занимает соответствующее коду положение, обеспечивая

требуемый расход воды на хозяйственном водовыделе.

При возрастании числа участков, требующих полива, возрастает соответственно расход водовыдела, а при его уменьшении соответствующее уменьщение расхода.

Изменение числа одновременно обслуживаемых участков позволяет стабилизировать период времени ожидания обслуживания каждым из требующих полива участков около некоторого среднего значения.

Если качество функционирования устройства оценивается некоторым показателем, учитывающим не только среднее время ожидания, но и другие факторы, например, равномерность водозабора, что важно в случае забора воды из источников с помощью насосных агрегатов, то запуск и останов процесса обслуживания могут происходить при значениях числа требований, отличных от единицы и нуля

соответственно.

По окончании отработки программы нолива на некотором из числа одновременно обслуживаемых участков соответствующий исполнительный орган в блоке 8 нриходит в исходное

состояние. Сигнал об этом постунает в блок обратной связи 9. С выхода блока 9 импульсный сигнал поступает на входы блоков 13, 12 и 10. Поступивший на вход блока 13 импульсный

сигнал возвращает в исходное положение все ячейки памяти, в которых фиксировались коды поставленных на обслуживание участков. Образующиеся при этом импульсы поступают в соответствующие регистры блока записи 2

для их очистки.

Поступивший на вход Ь реверсивного блока 12 импульсный сигнал уменьшает на единицу хранящимися в нем код числа требований, а если последний становится равным нулю, то выходной сигнал блока 12 выключает блок обслуживания 3.

Поступивший на вход а реверсивного блока 10 импульсный сигнал уменьшает на единицу хранящийся в нем код разности числа одновременно обслуживаемых участков и числа поливных токов водозабора, при этом число одновременно обслуживаемых участков уменьшается на единицу. Если код разности был равен нулю (т. е. открыта последняя в прямом направлении ячейки блока 10), то появляется импульсный сигнал на выходе блока, который через блок задержки 14 воздействует на вход блока поочередного обслуживания 3. Блок 3 включается, включает блок поиска текущего прио ритетного веса 4 и начинается поиск, выбор, а затем постановка па обслуживание очередного участка.

Запись программ полива в блок 7 производится автоматически УЭВМ или вручную диспетчером через соответствующий вход. Под программой полива понимается общий сток воды на участок при очередном поливе, порядок и интенсивность его распределения по площади участка.

Программы полива для каждой культуры могут оптимизироваться с учетом гидро- и метеопрогнозов на некоторый период времени, баланса воды на оросительной системе и оперативно заносится в блок 7.

При ограниченной пропускной способности хозяйственного водовыдела и изменениях интенсивности потока требований на полив существует вероятность значительного увеличения среднего времени ожидания полива, что может на ряде участков привести к существенным потерям, а то и гибели урожая.

Избежать этого можно путем соответствующей коррекции поливной нормы.

Коррекция поливной нормы должна производиться автоматически и в соответствии с обстановкой па внутрихозяйственной ороси-тельпой системе.

Зная состав культур на массиве, их оросительные режимы, оптимизированные поливные пормы для каждой культуры па текущий

период времени, нетрудно рассчитать величипу поправки нормы полива на этот же период времени.

Предмет изобретения

1.Устройство управления для внутрихозяйственного участка автоматизированной оросительной системы, включающее источник требований, блок записи, блок поочередного обслуживания, блок поиска текущего приоритетного веса, блок передачи программ, блок считывания программ, блок храпения программ, блок исполнительных органов, блок обратной связи, реверсивный блок изменения числа одповременно обслуживаемых участков, датчик расхода на хозяйственном водовыделе, реверсивный блок учета числа находящихся в устройстве требований, блок стирания и блок задержки, отличающееся тем, что, с целью

повыщения эффективности обслуживания водой поливных участков путем соблюдения оптимальных сроков полива, оно дополнительно содержит регулятор расхода воды хозяйственного водовыдела и функциональный преобразователь кода числа требующих полива участков в код положения регулятора расхода, причем вход последнего соединен с выходами функционального преобразователя, входы которого соединены с выходами разрядов реверсивного блока учета числа находящихся в устройстве требований.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит реверсивный блок учета расхода на хозяйственном

Бодовыделе, матрицу регистров для хранения поправок коррекции программ (порм) полива с ключами на выходе последних и сумматор, при этом входы реверсивного блока учета расхода соединены с выходами датчика расхода,

а выходы его - с шинами одной координаты матрицы; выходы реверсивного блока учета числа находящихся в устройстве требований соединены с щипами второй коордппаты матрицы, и выходы находящихся в узлах матрицы регистров через управляемые шинами матрицы ключи соединены с одним входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока хранения программ полива, а выход - с одним из входов блока считывания

программ.

П

/

Г

Запись

I

|