Способ дистанционного управления и контроля работы поливных агрегатов

 

1. СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ПОЛИВНЫХ АГРЕГАТОВ, при котором время полива разделяют на равные периоды времени работы агрегатов, включающие время полива и время управления, синхронизируя управление агрегатами синхроимпульсами понижения давления перед началом периодов времени работы, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии и воды путем устранения простоев агрегатов на время управления при одновременном повышении оперативности управления и контроля, время полива и время управления совмещают и делают равным периоду времени работы агрегатов, разделяя последний на равные интервалы времени управления по числу агрегатов, а интервалы времени управления разбивают на три равных отрезка времени, причем в )м отрезке времени уменьшением давления от рабочего до заданного подают команду обращения к соответствующему агрегату, поддержанием давления во втором отрезке более времени задержки подают команду на включение агрегата и повышением давления в третьем отрезке до рабочего по истечении времени задержки подают команду на отключение агрегата, при этом сумма времени задержки и времени повыщения давления не S превышает отрезок времени управления агрегатами. (Л 2. Способ по п. I, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности управления, синхроимпульс формируют из двух последовательных импульсов понижения давления до заданного, длительность каждого из которых не меньше времени задержки и не больше половины интервала о времени управления, причем синхроимпуль00 О: сы передают через фиксированное число периодов времени работы агрегатов. СО ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5в А Ol G 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ньлi;,; .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3373479/30-15 (22) 25.12.81 (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) С. М. Казаков, В. М. Бородин, В. С. 3арицкий и В. В. Матвеев (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт и Всесоюзное строительно-монтажное объединение «Союзводсистемавтоматика» (53) 631.347.1 (088.8) (56) 1. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства», № 6, 1979, с. 15 — 18.

2. Авторское свидетельство СССР № 940707, кл. А 01 G 25/16, 1980 (прототип) . (54) (57) 1. СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО

УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ РАБОТЫ

ПОЛИВНЫХ АГРЕГАТОВ, при котором время полива разделяют на равные периоды времени работы агрегатов, включающие время полива и время управления, синхронизируя управление агрегатами синхроимпульсами понижения давления перед началом периодов времени работы, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии и воды путем устранения простоев агрегатов на время управления при одновременном повышении оперативности управле„„SU„„1083975 А ния и контроля, время полива и время управления совмещают и делак т равным периоду времени работы агрегатов, разделяя последний на равные интервалы времени управления по числу агрегатов, а интерв»лы времени управления разбивают на три равных отрезка времени, причем в первом отрезке времени уменьшением давления от рабочего до заданного подают команду обращения к соответствующему агрегату. поддержанием давления во втором отрезке более времени задержки подают команду на включение агрегата и повышением давления в третьем отрезке до рабочего по истечении времени задержки подают команду на отклю чение агрегата, при этом сумма времени задержки и времени повышения давления не превышает отрезок времени управления агрегатами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем. что, с целью повышения помехозащищенности управления, синхроим пульс формируют из двух последовательных импульсов понижения давления до заданного, длительность каждого из которых не меньше времени задержки и не больше половины интервала времени управления, причем синхроимпульсы передают через фиксированное число периодов времени работы агрегатов.

1 td(, pt l(ние отно HTCH K C<,II,(KHM), :3Я ис I I!3 . к д!)ста IIIIHOIIII03!)< х !1171! в. 1(н ию I 10,)ив<11,!3!. агрегатами ороситс IHIIHH сHcT(. чь;, и 104,; быть использовано при созда!!ии со:3с1) II(. tiliblx авточ;!)пчсских систем управ, lC!!И); I,0. IÈ f30Ì.

Из 3((г(. IiCII 0(. <)() х !и) it?3,,3 6 II HH (. (! < I,< зя Й(T!!сi I flf>f )I ll а i P(i (! !) )I!1 Ii Pii KОT01)03 пгссти !я)от перс,ш! г(,лскоман;1 по р;

Kill!)!.! i, IIPH !СХ! КР,I С 1 il ll fl КОМИ П.lhl ч)0!), Iiрук)! и !!с1)еда!01;:, сс !!Оливного агрег;п H.

111)и(I команд осс.lit.ствляет агрегат, адрес кот<)1)ol î c01311(I,HI(. с переданным адресом. . 1л)! !повышения !!Омск()защищенности информацию переда!От несколько раз, принимают и передают обратно, отвст анализи1)3 кгг и только тогда посылают команду исполнения (1 j ..

Недостатком способа является сложность

)l высокая стоимость, так K(IK способ требуст примсненн сложного и дорогого оборудования. Кроме того, способ неприменим в широких мас!итабах из-за засорения эфира и необходимости защиты самого радиоканалd от помех.

Известен также способ дистанционногo управления и контроля работы поливных агрегатов, при котором время полива разделяют на равные периоды времени работы агрегатов, включающие время полива и время уПравления, синхронизируя управление агрегатами синхроимпульсами понижения давления перед началом периодов времени работы(2, ), Недостатком этого способа управления поливными агрегатами является перерасход электроэнергии и воды из-за простоев агрегатов на время управления, а также невозможность включения или выключения агрегатов во время работы, т.е. низкая оперативность управления.

Цель изобретения — экономия электроэнергии и воды путем устранения простоев агрегатов на время управления при одновременном повышении оперативности управления и контроля.

Цель достигается тем, что время полива и время управления совмещают и делают равным периоду времени работы агрегатов, разделяя последний на равные интервалы времени управления по числу агрегатов, а интервалы времени управления разбивают на три равных отрезка времени, причем в первом отрезке времени уменьшением давления от рабочего до заданного подают команду обращения к соответствующему агрегату, поддержанием давления во втором отрезке более времени задержки подают команду на включение агрегата и повышением давления в третьем отрезке до рабочего по истечении времени задержки подают команду на отключение агрегата, при этом сумма времени задержки и времени повы 0

55.;!ия .!д!!3С!(-IIH)l )н превып!а(T отрезок вре; „ил(ии)I;; рсг;!та з и. !

; < Ч(!01<), С ПСЛЬК) l!0lihllll(HÈß ПОМЕХО:);!i!(If II,(! i;()("! i! п17(lн, iCHi„i, си!1х170импУлъс ф017 .:I I",. 101 !!л дв) х I!0(,!cä«!3!ITcëüíûõ им-!

1х . 11 (<)li !01! и Ж(IIH H 1H f3, 1(IIII)I ДО Зада ННОГО, длит,. !!Ост! к)!)Kjl()10 II которых не меньIli(. и.„)сх)с!!1; з.!лсржки и не (н)лиlll(. половины и)п ср))ала I! p(. чсIIH уира вас !)ия. причем синхl)0ll .<;! лыч

Hd чсртсжс предсгавлсны ир(менные диаграммы давления в на !але закрытой оросительной системы и расходов первого, второго и и-но!.о поливных агрегатов.

Для каждого из поливных агрегатов, например дождевальных машин, выделен интервал времени управления: для первой—

T„,, для второй — - T„, и т.д. (T = T)I

= ... T„) в течение которого данная машина может осуществлять прием информации управления и исполнение телекоманд.

Интервалы времени управления T (1 меняется от 1 до n, i — порядковый номер машины) повторяются циклически с периодом Т.

Каждый из интервалов Тн, разбивается на

3 отрезка времени 1,, ь 2, ь, продолжительность которых в частном случае может быть одинакова. Если в отрезок времени 1 некоторого интервала Тм lipoH;30! f!Cл спад давления от рабочего (верхнего) и(личиной Р> до величины меньше Р„(Є— давление уставки реле давления дождевальной машины) например до величины заданного нижнего уровня давления Р„, и в течение некоторого заданного времени задержки f давление осталось меньше Ру то íà i-ой дождевальной ма шине принимается сигнал подготовки к приему информации, вид которой будет определяться в последующих двух отрезках tz и Cq интервала T, . При этом пределы изменения давления при создании импульса в трубопроводах системы — P и Рн выбирают в пределах зоны действия регулятора давления, установленного на дождевальной машине, так чтобы информационный импульс давления не препятствовал поливу уже работающим и машинами.

Если пониженное давление сохраняется единиц времени второго отрезка f.z интервала Тн(, то машина принимает информацию «Включиться в работу», и тут же передается сигнал задвижке машины на выпол нение этой команды. Если же в течение времени t> в отрезке fq в оросительной системе существовало пониженное давление уровня

Р„, за которым последовало повышение давления до Рв, то на поливной агрегат поступает сигнал «Выключиться из полива».

Так (см. чертеж диаграмму Я = f(t).

Qi — расход этой машины во времени) было произведено выключение первой дожде вальной машины. В интервале Т)(, периода

1083975

1» первоначально создан спад давления до уровня P„. Через время tq первая дождевальная машина подготавливается к приему информации. Давление уровня Р„поддерживалось в трубопроводе системы до конца отрезка Z1 периода Тн,, все время

5 с

11 и не менее tq единиц времени части 1з.

Так как первая дождевальная машина до начала периода T11I участвовала в поливе, то наличие пониженного давления в течение времени Г1 интервала Т11 (,Ã1 < t>), форми- 1О рующее фактически команду включения машины, не приведет к изменению состояния поливного агрегата, а лишь в третьем отрезке времени (з) будет исполнена команда отключения машины.

В интервале Т„периода Т11 и в интернг вале Т11„периода Т»1 осуществлено введение в полив соответственно второй и и-ой дождевальных машин. Первоначально в течение отрезка времени произведено обращение к этим агрегатам снижением давления до величины Р„на время до конца длительности 1, и затем время t отрезка Г сохранялось пониженное давление Р, за которым последовало повышение давления до уровня P> . Таким образом сформированы команды «Включиться в полив» до второй и и-ой дожде вал ьн ых ма ш и н.

В периоде Т 1 производилась проверка правильности состояний первого и второго поливных агрегатов, а также правильность исполнения ими команд телеуправления. В отрезках времени интервалов Т>, и Т1, произведено обращение к этим агрегатам. Так как при правильной работе к началу периода Т> первая дождевальная машина ддлжна быть выключена, то пониженное давление уровня Р„в отрезке 4 интервала Ти1 долж- З но подключить первую машину в полив. Правильность исполнения этой команды проверяется по расходомеру на насосной станции; расход должен увеличиться на некоторую фиксированную для этой машины величину в течение оставшегося времени +1,1 интер- 4 вала T„, Поддержание пониженного давления Р„в течение времени tg отрезка Ф1 интервала Т„, и следующее поднятие давления до уровня Рв приводит к выключению первой машины. Правильность выполнения этой 45 команды телеуправления также будет определяться косвенно: по расходомеру уменьшением расхода за счет отключения машины. Следовательно, окончательное состояние данного поливного агрегата однозначно легко определяется. Если обе команды выпол- 5ц нены правильно, то первая дождевальная машина выключена.

При какой-либо аварии (например неисправность блока автоматики или останов машины из-за переноса тележек) команды телеуправления «Включить», «Выключить» электрогидравлическим реле машины исполнены не будут.

Аналогично можно осуществить пр;>i. ку состояний других дождевальных ч: не участвующих в поливе.

Если же по предположению и< к.: .н,il агрегат участвует в поливе, то,и:, р< верки правильности исполнения этим а рс ilтам ранее переданных телекоманд, го вначале выводят из полива в одном периоде Т (например, вторую машину — в периоде Т11 ) а в следующем периоде (Тз1 ) вводят в работу. На время длительности периода Т, таким образом, прерывается полив, но производится проверка правильности исполнения телекоманд данной машиной, т.е. проверяется готовность к работе всего канала связи, устройства управления и дождевальной машины, а также однозначно определяется ее состояние по изменениям расхода на насосной станции при включении и выключении.

Проверив состояния всех не участвующих в поливе агрегатов, если необходимость проверки была вызвана, например, увеличением расхода, не сопровождающимся командой включения какой-либо машины, и определив, что все эти машины в поливе действительно не участвуют, можно предположить, что причиной увеличения расхода является прорыв трубопровода. Окончательный вывод делается на основе предыстории работы системы. В совокупности с проведенной проверкой, отсутствие отклонений в выполнении передаваемых по системе команд телеуправления в прошлом и несовпадение величины увеличения расхода с расходами машин системы с большой вероятностью подтверждает предполагаемую причину сбоя: порыв трубопровода оросительной системы.

Реализация предлагаемого способа в реальной оросительной системе возможна лишь при строгой временной синхронизации по системе. Это достигается лишь тем, что по истечении трех интервалов времени Т (на чертеже — Тп, Т 1, Т11 ) наступает интервал t, в течение которого на поливных агрегатах ожидается появление синхросиг-, нала, создаваемого также перепадами давления. В предлагаемом примере синхросигнал образован двумя импульсами давления (определенной длительности). После завершения принятия второго импульса давления в промежутке времени t< с задержкой все временные устройства синхронизируются установкой на нуль.

За счет применения в системе, реализующей предлагаемый способ, высокостабильных временных устройств, использующих в качестве генераторов импульсов кварцевые генераторы частоты, в течение всего времени ҄— Тз может быть обеспечена нужная точность приема информации. Кроме .того, синхросигнал не приводит ни к включению, ни к выключению поливных агрегатов, так как имеет вид двух импульсов

1083975

tc Tir

Ту у с Tà

Т р Tie ил

Tnl Tyy

Tnt Тм Тпп тю туу

1б

Ру

Рв

Рн а

11

11

11

1!

1!

11

1 !

11 !! !

",!

111

lI l

11! т

11

11

1 !1

1 1

11 !

11 г!

1!

11 !

1т

11 !!

11 !

1-1

1!

11)

>Л!

1 !1 ! 1!

1 1!

11

1

11

1 гу

1! !

1 т<

11

11

11

1 !

1! 1!

11 !

1!

1!

1!

11

11

11 1!!

1!

11

11

11

1!

11 !!

1!

11 г1!

11

11

I I

1!

11

11!

1 !

1

11

11

11

11

11

11 а, ВНИИПИ Заказ 1820/3 Тираж 722 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 давления другой длительности, чем управляющий импульс и позволяет повысить помехозащищенность в системе. Блоки управления дождевальных машин будут его легко отличать от команд управления не только по времени появления в специально отведенном для синхронизации интервале но и по закону изменения давления в этом интервале: спад-подъем-спад- подъем.

Для реализации предлагаемого технического решения не требуется значительного 10 переоборудования насосной станции. Подкачивающая насосная станция автоматической оросительной системы должна быть оборудована комплексом измерительных приборов, позволяющих определить влагозапасы в почвы, вычислительным управляющим устройством, работающим в реальном времени.

Управляющее вычислительное устройство рассчитывает поливные нормы каждой из дождевальных машин в отдельности, и по результатам этих расчетов осуществляет управление командной и сливной задвижками, насосами станции. Таким образом, вычислительное устройство программно реализует алгоритм работы генератора импульсов давления, и в целом это устройство будет представлять собой некоторый программный аппарат, осуществляющий во временной зависимости манипуляции задвижками с целью формирования некоторых управляющих импульсов давления.

Информация о необходимости участия в поливе дождевальных машин в автомат может заноситься и в ручном режиме оператором станции или агрономом с использованием клавишной клавиатуры пульта.

Блок автоматики, используемый на дождевальных машинах, легко реализуется на современной электронной базе: микросхемах серии К176, имеющей высокое отношение уровней сигнал-шум и низкую потребляемую мощность. Следовательно, блок автоматики дождевальной машины может быть без особого ущерба подключен к батареям аккумулятора машины или иметь автономное питание от солнечных батарей.

Предлагаемый способ дистанционного управления и контроля поливных агрегатов позволяет повысить эффективность и качество полива путем осуществления коррекции состояний агрегатов непосредственно при работе системы на полив, что дает возможность включать или наоборот отключать агрегаты при сильном отличии действительной полевой обстановки от прогнозируемой.

Кроме того, способ позоляет при ограниченной пропускной способности трубопроводов системы, в случае необходимости проведения ремонта некоторых машин или работ, не совместимых с поливом, например, обработка растений ядохимикатами с использованием авиации, выключить одну или несколько машин или включить в полив по необходимости другие, ранее не работавшие ожидавшие очереди поливные агрегаты.

Способ позволяет также осуществлять автоматическую синхронизацию оборудования системы во времени, что исключает работу эксплуатационной службы по периодической проверке и перенастройке временных устройств системы.

Экономический эффект от внедрения изобретения составит около 2000 руб. в год для системы из 12 машин типа «Фрегат».