滴灌智能控制系統的組成和功能介紹

    現代化農業對土壤水分、空氣溫度、濕度等作物生長的環境要求更高,對灌水時間、灌水量、灌水部位、水肥營養供給等都有更要求，滴灌智能化系統正是支撐現代化農業建設的一項基礎性技術措施，亦是農業走向現代化的必然趨勢。滴灌智能化系統是是將灌溉節水技術、農作物栽培技術及節水灌溉工程的運行管理技術有機結合，同時集電子信息技術、遠程測控網絡技術、計算機控制技術及信息采集處理技術于一體，通過計算機通用化和模塊化的設計程序，構筑供水流量、壓力、土壤水分、作物生長信息、氣象資料的自動監測控制系統，進行水、土環境因子的模擬優化，實現灌溉節水、作物生理、土壤濕度等技術控制指標的逼近控制，從而將農業節水的理論研究提高到現實的應用技術水平。
    滴灌智能控制系統利用自動化遠程控制技術隊田間作物實現實時數據采集，包括作物生理、土壤濕度、土壤含水量等參數的自動采集、傳輸、分析，用數據、圖形等方式簡單且直觀的顯示給用戶，并可以根據所種作物的需求提供各種報警信息。利用作物信息以及各種數據，為用戶正確的栽培管理提供理論支持，以求達到作物的*生長條件，實現*化管理，得到*的經濟效益。 
    一、系統組成
    浙江托普物聯網研制的滴灌智能控制系統由首部樞紐、管路和滴頭組成。
    1．首部樞紐：包括水泵(及動力機)、施肥罐、過濾器、控制與測量儀表等。其作用是 抽水、施肥、過濾，以一定的壓力將一定數量的水送入干管。
    2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的調節設備(如壓力表、閘閥、流量調節器 等)。其作用是將加壓水均勻地輸送到滴頭。
    3．滴頭：其作用是使水流經過微小的孔道，形成能量損失，減小其壓力，使它以點滴的方式滴入土壤中。滴頭通常放在土壤表面，亦可以淺埋保護。
    二、系統功能
    浙江托普物聯網滴灌智能控制系統包括現代溫室和普通溫室兩種類型,系統主要實現以下功能。
    (1)人工干預灌溉功能:根據用戶設定的不同作物多個閥門的灌溉參數,可實現一次性多個閥門的自動灌溉控制。
    (2)定時定量灌溉功能:根據用戶設定的不同作物多個閥門的灌溉參數,系統可實現一個月內多個閥門的自動灌溉控制。
    (3)條件控制灌溉功能:利用土壤水勢傳感器監測土壤的含水量,實現多個閥門的全自動灌溉控制。
    (4)過濾器反沖洗功能:當自沖洗過濾器兩端的壓差達到設定壓力時,計算機可自動控制過濾器逐一進行沖洗。
    (5)多種控制方式的穿插和記憶保存功能:控制方式的優先級別順序為過濾器反沖洗>人工干預>定時定量=條件控制。
    (6)灌溉信息的統計、查詢、打印功能。
    (7)溫室內外環境因子的實時監測功能。
    (8)系統運行狀態的動態顯示功能。
    (9)系統傳感器的通斷選擇及校正功能。
    (10)系統的報警及安全保護功能。
    (11)田間電磁閥的任意分組功能。
    (12)水泵恒壓變頻控制功能。
    三、工作原理
    1 灌溉控制
    灌溉分為人工干預、定時定量、條件控制3種灌溉控制方式,不論哪一種控制方式,當達到灌溉開始條件時,先打開田間閥和主控閥,然后啟動水泵,開始進行灌溉。當一組閥門灌溉結束時,先打開下一組閥門,再關閉正在灌溉的閥門(水泵一直處于運行狀態)。當所有需要灌溉的田間閥灌溉完畢,先關閉水泵,再關閉主控閥和田間閥,這樣,一個灌溉過程結束。
    3 營養控制
    營養液控制方式也分為人工干預、定時定量、條件控制三種。當進行營養液時,計算機系統根據選定的配方和已設定好的營養液PH、EC值,利用文丘里注肥器進行水肥混合,同時在線實時監測混合營養液的PH、EC值,根據PH、EC設定值與檢測值之間的偏差來調整混肥閥的注肥頻率,在短時間內使營養液的檢測值和設定值之差達到允許的范圍內。當一組田間閥門結束時,先打開下一組閥門,再關閉正在運行的閥門。當所有需要的田間閥完畢,先關閉泵和水泵,再關閉正在運行的所有閥門,結束控制。
    4 過濾器自動反沖洗控制
    過濾器反沖洗有2種控制方式,一種為自動控制,一種為計算機手動控制。自動控制是利用差壓開關監測過濾器進、出口兩端差壓,當過濾器由于堵塞,兩端差壓達到設定值時,立即中斷當前的工作,對過濾器組依次進行反沖洗,沖洗時長可任意設定,沖洗完畢,恢復系統原來的運行狀態。過濾器反沖洗手動控制是當認為過濾器需要反沖洗時,通過啟動反沖洗程序界面上的啟動鍵,隨時可進行過濾器的反沖洗,沖洗方式與自動控制相同。
    5 優先權控制
    根據不同控制的重要程度和緊急程度,系統控制的優先權級別劃分為3級。為過濾器反沖洗控制,即不論系統正在執行什么任務,只要接到過濾器反沖洗指令,立即中斷當前的工作,執行過濾器反沖洗控制,反沖洗完畢,恢復系統原運行狀態。次為人工干預灌溉控制,zui低級為定時定量和條件控制灌溉控制。任何高一級控制都可隨時中斷比它級別低的控制,并可逐級恢復中斷前系統的運行狀態。這樣,使系統的應用更加方便實用。
    6 環境監測
    為保證溫室內植物在適宜的環境下生長,提高作物的產量和品質。FICS-1型智能化控制系統可在線進行溫室內外的環境監測,主要監測因子有溫室內外的溫度、濕度、光照度、CO2濃度。根據不同作物生長所需的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等,設置環境因子的上下限報警值。當達到設定值時,計算機控制系統會發出聲光報警,提醒用戶介入進行處理,這樣可以防止對作物造成傷害。
    四、主要特點
    (1)功能強大,操作簡便。擁有人工干預、定時定量、條件控制3種灌溉控制方式,用戶可根據實際情況選用。同時系統還擁有過濾器反沖洗、信息查詢、環境監測等多種功能;全中文界面,方便用戶使用。
    (2)系統硬件配置高,性能穩定,價格低廉;系統控制硬件選用進口的PLC和觸摸屏、工控機和板卡,執行機構為進口的電磁閥、水泵,保證了系統的可靠性和穩定性。系統關鍵設備如自沖洗過濾器、文丘里注肥器、PH/EC監測儀實現了國產化,降低了系統造價,該系統價格比同類進口產品低40%左右。
    (3)節水、節肥、省工、降低勞動強度,提高了自動化管理水平。
    (4)系統規格齊全,產品系列化;擁有現代溫室滴灌智能控制系統、大規模日光溫室滴灌智能控制系統,系統的控制流量為10~50 M3/H,用戶可根據實際需要選用。
    (5)實用性強,適用范圍廣;可廣泛應用于蔬菜、花卉、果樹、食用菌的灌溉管理,具有較強的通用性。

    更多相關閱讀：葡萄園利用土壤水分速測儀提高了葡萄灌溉的效果