滴灌自动化系统设计要求

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1、自动化系统的设计(1)自动化系统的设计任务和目标本次设计针对项目地1、2、3个系统1600亩地进行示范。在常规加压滴灌的基础上增加灌溉系统的灌溉自动化控制，实现田间灌溉阀门的自动开启和关闭，实现首部过滤系统的自动清洗，潜水泵的自动启闭。(2)系统组网、结构系统分为管理层、集中控制层和现地层。第一层为管理层，在上级管理单位。（本次方案预留接口）；第二层为集中控制层，该层位于中央控制室。主要由操作员中心站、打印机等组成。操作员可根据选择的控制模式进行过程控制、数据查询、报警管理等工作。其内部预留接口以使其与上级管理单位进行通讯，互传数据。通过G

2、PRS与现地层各子系统通讯；第三层为现地层，设有2个子系统：田间控制站和自动气象站。各分站、传感器、电磁阀等构成了现地层。现地层与集中控制层距离遥远，采用GPRS无线通讯。田间控制站结构：（3）自动化系统建设内容首部控制枢纽首部控制枢纽是指包括泵、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从地下取水增压并将其处理成符合滴灌要求的水流送到系统中去。子系统的控制主站就设在首部枢纽。包括电源系统、控制主站、I/O模块、网络模块、GPRS终端等。各控制分站各分站包括各I/O模块、通讯模块、土壤水分传感器、电磁阀的开关及状态等。各

3、分站采用有线传输与首部控制主站通讯。电缆（光纤）提前与主、干管预埋。按照干管埋设区域为1个采集点，按不同土层埋设湿度传感器，分别是15cm、30cm、45cm、60cm，动态记录和显示湿度变化，获取每个区每次灌溉后土壤含水变化曲线，以观察各个土层深度的土壤含水量，避免深层渗漏，提供科学的灌溉方式和科学依据，达到精量灌溉、科学灌溉。滴灌自动化系统的基本控制方法有：时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水；水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水；反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应，然后将信号传送到首部控制

4、枢纽部分来关水或放水。显然，加入了土壤水份传感器的闭环控制在节水、增效上将更胜一筹。目前，国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统，并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势，取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性，具有农艺上的综合性，为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。（4）系统功能1)控制功能①控制模式本次滴灌自动化系统具有以下三种控制模式。手动控制模式　　系统的所有操

5、作均由人工完成，如水泵、阀门的开启、关闭，灌溉时间的长短，何时灌溉等等；半自动控制模式系统运行、执行机构的启闭均由时间、水量及灌溉周期等控制；全自动模式　　系统不要人直接参与，通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。这种系统中，除灌水器、管道、管件及水泵、电机外，还包括中央控制器、自动阀、传感器（土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和、风速、雨量传感器等）及电线等。　②控制站功能：控制站由MCU主站及其各LCU从站模块组成，功能如下：l实时采集通过对管道压力、

6、流量、土壤水份、阀门状态、运行工况等参数进行采集，并根据实际情况进行数据预处理及报警。l实时控制可根据农作物的生长情况，土壤含水量等，开启或关闭输水阀门。l动力控制柜配备联动断电保护装置，保证在任何情况下都能及时断开电源。l监控站的设备结构简单、性能可靠，并有防潮湿、防雷电、抗干扰等措施，所有监控站都能够在无人值守的条件下长期连续正常工作。l提供系统自诊断功能。2)中心操作员站功能●数据采集通过GPRS通讯，操作站接收田间控制站传送来的数据，并对它们进行判断和处理，实时、动态的在操作员站上显示；●过程监视水位、电磁阀的启闭、土壤水份等参数以

7、数据、棒图、动画等多种形式直观的显示。l控制调节在操作站上提供回路调节面板，操作员可以在面板上选择阀门调节的方式。当选择自动时由软件自动完成农作物的周期灌溉；当选择手动时，操作员可在操作面板上操纵泵、阀门。●统计与计算功能操作站可以按任意时段对当月、当年的用水量进行统计，作为资料保存。●报警管理报警分为系统报警与过程报警。系统报警包括系统软、硬件及通讯故障；过程报警指当水位、流量等过程变量越限时发出声光报警、动态色变，以提醒操作人员。用户可根据需要设定报警优先级。●趋势显示提供参数的实时趋势和历史趋势显示●报表报表格式由用户在组态时自行决定

8、，以所见即所得的方式生成黑白和彩色的报表。过程测量值、图形画面和报警消息系统均可在生产报表中体现。可方便的打印出班、日、月报表。●打印功能打印的格式可选择相应的模板