Автоматизированная оросительная система Советский патент 1983 года по МПК A01G25/16 

(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА,

Г . 2

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовал, но в автоматизированных системах орошения дождеванием с использованием высокопроизводительных поливных агрегатов ...

По авт.св. № 940707 известна автоматизированная оросительная систе-ма,включающая насосные агрегаты с блоком управления, программное устройство, управляющее командной и перепускной задвижками на напорном труг бопроводе, являющемся одновременно гидравлическим кангшом связи для передачи командных импульсов давления для управления включением поливных агрегатов, которые снабжены блоками управления, состоящими из таймера, схемы совпадения, узла управления . и реле давления, и.управляющими задвижками с электрогидрореле для включения в работу поливных агрегатов.

Недостатком этой системы является низкий уровень автоматизации вследствие необходимости.вручную устанавливать длительностьработы агрегатов при необходимости изменения нормы полива и недостаточное качество полива из-за отсутствия комплекта иэьюрительных средств об условиях

израстания растений и отсутствия устройства для автоматического учета изменений этих условий.

Целью изобретения является повышение уровня автоматизации и качества орошения путем дифференцированного управления временем работы поливных агрегатов с помощью введения в управляющие импульсы давления кода требуемой поливной нормы для каждого агрегата в виде длительности импульсов давления.

Эта цель достигается тем, что программное устройство системы выполнено в виде управляющего вычислительного лока с комплексом измерительных средств об условиях произрастания, растений, а блок управления поливными агрегатами дополнительно содержит устройство обнуления и последовательно подключенные к таймеру делитель,, счетчик, дешифратор, триггер и блок задержки, причем второй вход триггера подключен к выходу делителя, а выход триггера подключен к счетчику.

При этом блокуправления поливным агрегатом содержит последовательно соединенные и расположенные между дешифратором и выходом блока управления две совпадения, реверсивный

четчик и третью, схему совпадения, а акже последовательно соедашенные ежду блоком задержки и реверсивным четчиком четвертую и пятую схемы овпадения, причем вторые входал схем овпадения подключены соответственно 5 их номерам к выходам реле давления, таймера, блока задержки, делителя и реверсивного счетчика.

На фиг,1 представлена схема автоматизированной оросительной системы, 10 на фиг,2 - схема блока упрсшления поливным агрегатом на фиг.З - пример временной диаграммы передачи сигналов управления и работы системы.

Автоматизированная оросительная. t5 система включает управляющий вычислительный блок 1, комплекс 2 измерительных средств, блок 3 управления насосной станцией, насосные агрегаты 4, командную 5 и перепускную б задвиж- ; 20 ки, реле 7 давления, блок 8 индикации, а установленные на каждом поливном агрегате реле 9 давления, управляемую задвижку 10 поливного агрегата и блок 11 управления поливным 25 агрегатом. Блок 11 управления полив- ным агрегатом (фиг.2) содержит квар- . цевый генератор 12, делитель 13, счетчик 14, дешифратор 15, триггер 16, блок 17 задержки, реверсивный счетчикJQ 18, устройство 19 обнуления реверсивного счетчика, пять схем 20 - 24 совпадения. BpeMeHHbie диаграммы 25-43, представленные на фиг.З для случая размещения блока 11 на 2-м на п-м по-, ливных агрегатах, означают соответственно: 25 - выходные импульсы таймера (кварцевого генератора) 12, 26 выход триггера 16; 27 - выход счетчика 14, 28 и 29 - входные импульсы на первом входе схемы 20 соответственно 0 для 2-го и п-го поливных агрегатов, t

30- выход датчика реле давления (величина давления в трубопроводе);

31и 32 - входной сигнал на 1-м входе схемы 21 совпадения соответственно 45 для 2-го и п-го поливных arperaTOBj

33 и 34 - счет, импульсов реверсивным счетчиком 18, 35 и 36 - установившееся состояние реверсивного счетчика 13 для 2-го и п-го поливных агрега- 50 тов, зависящее от длительности импульса давленияi 37 и 38 - выход блока 17 задержки ( Г - время задержки) вклю1чения 2-го и п-го агрегатов, 39 и . 40 - выходной сигйал блока управления5 5 для 2-го и п-го агрегатов, 41 третий выход делителя 13, 42 и 43 второй вход реверсивного счетчика 18 для 2-го и п-го агрегатов.

Автоматизированная оросительная 60 система работает следующим образом.

Управляющий вычислительный блок 1 по сигналам, снимаемым с комплекса 2 измерительных средств, формирует команды для управления блоком 3 на 5

включение насосных агрегатов f, открытие и закрытие командной 5 и перепускной 6 задвижек. В цикле передачи информации по команде управляющего Jвычислительного блока 1 с помощью насосных агрегатов 4, командной 5 и перепускной 6 задвижек в магистральном трубопроводе создается некоторое последовательное число перепадов давления различной длительности. Изменение давления в магистральном трубопрсгводе контролируется при помощи реле 7 давления управляющим вычислительным блоком 1, и соответствующая информация выводится на блок 8 индикации. Перепады давления, созданные в трубопроводе, являются информационными сигналами, они воспринимаются всеми реле 9 давления, расположенными на поливных .агрегатах,, различаемых по ожидаемому времени появления информационного сигнала, предназначенного для П-го поливного агрегата.

Сигнал,, снимаемый VI-M реле 9 давления, в блоке 11 управления поливным агрегатом проверяется на совпадение по времени действия, после чего определяется его длительность. Эта информация запоминается до начала рабочего цикла, следующего с некоторой задержкой за циклом передачи информации

В зависимости от продолжительности принятого информационного сигнала блок 11 управления поливным агрегатом в момент начала рабочего цикла формирует длительность открытия управляемой задвижки 10 агрегата, а следовательно, длительность полива И-го поля.

После включения насосной станции,. заполнения трубопроводной сети и получения .управляющим комплексом информации о необходимости полива начинается первый цикл передачи информации по трубопроводным линиям связи,. .В период цикла передачи информации блок управления поливными агрегатами работает следующим образом.

Кварцевый генератор 12 формирует импульсы определенной частоты (диаграмма 25). Делитель 13 частоты имеет три выхода с различными коэффивд1ентами деления: с наименьшим - первый выход, связанный с первым входом счетчика 14, с наибольшим - второй вахоя, связанный со вторым входом

триггера 16. Период появления импульсов на этом выходе делителя 13 равен периоду {шформационной связк Т . При наличии этого импульса триггер 16 перебрасывается в нулевое состояние (диаграмма 26, и подачей разрещакедего сигнала на второй вход счетчика 14 последний включается (диагралма g7). Последовательно на выходах 1,2, ..., дешифратора 16 создаются импульсы, длительность которых равна периоду импульсов, поступающих с первого выхода делителя 13 на вход счетчика 14. С и-го выхода дешифра.тора 15 (и -номер поливного агрега. гта) импульсы подаются на первый вход схемы 20 совпадения (диаграммы 28 и 29 для 2-го и п-го п(5ливных агрег.атов соответственно). Если во время существования этих сигналов в магист ральном трубопроводе создан перепад давления (диаграм 1а 30), то от реле 9 давления поступает сигнал,на вход 11 управления поливным агрегатом, т.е. на второй вход схемы 20 совпаде ния. Появившийся по совпадению сигна на первом входе схемы 21 совпадения {диа1ра 4мы 31 и 32 для 2-го и п-го поливных агрегатов) и приходящие импульсы на второй вход схемы 21 Совпа дения от кварцевого генератора 12 тфкводят к началу счета импульсов ре версивным счетчиком 18 (диаграммы 33 и 34J, который до этого находился в нулевом состоянии. (При первичном включении установка в нуль реверсивного счетчика 18 осуществляется устройством 19 обнуления). Новое ус.тан эвившееся состояние реверсивного счетчика 18 зависит от длительности поступающего сигнала, создаваемого реле 9 давления, т.е. от длительноети перепада давления в период сзаязи насосной станции с п-м поливным агре гатом (диаграмма 35 и 36). По окончании периода передачи информации Т ц появляется сигнал на (гЛ-1)-м выхода дешифратора 15 всех поливных агрегатов, триггер 16 перебрасывается в единичное -состояние (диаграмма 26), и счетчик 14 останавливается, устд нрвившись в нуль до следующего сеанса информационной связи. Блок 17 задержки осуществляет задержку сигнала, идущего от триггера 16 на включение поливного агрегата, на такое время (диаграмма 37 и 38), осуществить поочередное вкгаоче нйе поливных агрегатов. Сигнал включения с выхода триггера 16 через блок 17 задержки поступает на второй вход схемы 22 совпадения, на первый вход которой подан сигнал с выхода реверсивного счетчика 18 (диаграммы 35 и Зб),что приводит к появлению выходного сигнала блока 11 управления поливным агрегатом, . к откры тию управляемой задвижки 10 агрегата (диаграмма 39 и 40). -Пока триггер 16 находится в единичном состоянии, а реверсивный счетчик 18 не в нулевом состоянии, импульсы с третьего выхода делителя 13 (диаграмма 41) через cxeNSJ 23 я 24 совпадения проходят на второй входреверсивного счетчика 18 (диаграмма 42 и 43), возвращая ег к нулевому состоянию (да1аграммы 35 и 136). Как только реверсивный счетчик 18 оказывается обнуленным, исчезают сигналы на первом входе схемл 22 соврадения и на втором входе схемы 24/ совпадения,что приводит к остановке реверсивного счетчика IB в нуле и закрытие управляемой задвижки 10 полив-Т ного агрегата (диаграммы 39 и 40). Так как состояние реверся иногосчетчика 18 перед включением в работу поливного агрегата для разных агрегатов может быть различно, то различны и периоды работы Тр поливных агрегатов. Следующий период информагщонной :связи, каждый из которых предпочтительно проводить ежесуточно, ночью, должен начаться подачей сигнала со второго выхода делителя 13 на вход (Триггера 1C. К этому моменту все управляемые задвижки 10 агрегатов уже должны быть закрыты, следовательно, описанные операции могут повто-ряться, приведя к запускуполивных агрегатов, в работу на время:, задаваемое ухфавляющим вычислительным блоком i с учетом влажности почвы, радиационного баледаса, количества осадков, температуры воздуха, особенностей каждого поля и вегетационного периода поливаемых культур. Использование /предлагаемого изобретения лозЛОЛИТ автоматически управлять длительностью включения каждого из поливных агрегатов, что позволит создавать оптимальные влагозапасы под поливае№1ми культурае-ш, в итога приведет к повышению урожайности Кроме того, система позволит осуществлять включение следующего поливного aiperaTa с некоторой задержкой во времени после предыдущего, что неoбxoди ю как в целях контроля за выполнением гидравлической команды телеуправления , так и в целях смягчений скачкообразных возмущающих Нагрузок на насосные агрегаты и гидравлическую сеть, вносимых со стороны тад-. равлических агрегатов. Расчеты показывают, что применение предлагаемой автоматической системы управления поливными агрегатами позволяет повысить урожайность в среднем на 7-10% и получить с каждого гектара дополнительно проекции на 5,25 руб., а с 700 га, орсжааелвлх десятью дождевальными машинами Фрегат , на 3675 руб. при сокращении количества операторов, обслуживающих систему на З.т4 человека,, что дает экономию фонда заработной платы составит 1800 руб. в год, при этом повысится уровень Механизации-и автоматизации поливныЬс работ. Формула изобретения 1. Автоматизированная оросительная система по авт.св. 940707, о тличающаяся тем, что, с целью повышения уровня автоматизгщии и качества орошения путем дифференцированного управления временем работы поливных агрегатов с помощью введения в управляющие импульсы давления кода требуемой поливной нормы для каж дого агрегата в виде длительности импульсов давления, программное устройство системы выполнено в виде управляющего вычислительного блока с комплексом измерительных средств об условиях произрастания растений, а блок управления поливными агрегатами дополнительно содержит устройство обнуления и последовательно подключенные к таймеру делитель, счетчик, девшфратор, триггер и блок задержки, причем второй вход триггера подключен к выходу делителя, а выход триггера подключен к счетчику.

2. Система по nvl, отличаю щ а я с я тем, что блок управления поливным агрегатом содержит последовательно соединенные .и расположенные между дешифратором и выходом блока

управления две схемы совпадения, реверсивный счетчик и третью схему совпадения, а также последовательно соединенные между блоком задержки и реверсивным счетчиком четвертую и пятую схемы совпадения, причем вторые входы схем совпадения подключены соответственно их номерам к выходам реле давления, таймера,, блока задержки, делителя и реверсивного счетчика.

Источники информахдаи, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 940707 по заявке 2896899/15, кл. А 01 G 25/16, 1980.

S 7