Автоматизированная оросительная система

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение качества и надежности управления водоподачей. Система содержит распределительный канал со стабилизаторами уровня за отводами в оросители с поливными машинами (ПМ) 13, регулятор 2 водолодачи в канал и paдиocиcтe fy цектрал1гзованного контроля (РЦК). Датчик 17 состояния и датчик 16 минимальной глубины наполнения оросителя установлены на ПМ. Питание осуществляется от генератора ПМ, соединенного с задатчиком 6 регулятора через регулятор 2 водоподачи в .канал. Сигналы от датчика 17 состояния устанавливают подаваеьлп в систему расход чуть меньшим водопотребления всех ПЛ. Сигналы датчика 16 минимальной глубины вызывают подачу дополнительных (корректирующих ) объемов воды. Необходимость проводных или кабельных линий электроснабжения и связи по орошаемому массиву исключена. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1391545 д1 (Я) 1 А 01 0 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4017590/30 — 15 (22) 16. 12.85 (46) 30.04.88. Еюл. N 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) А.Л.Ильмер (53) 631. 347. 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1319804, кл. А 01 G 25/16, 1985. (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ

СИСТЕМА (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения повышение качества и надежности управления водоподачей. Система содержит распределительный канал со стабилизаторами уровня за отводами в оросител с поливными машинами (ПМ) 13, регулятор 2 водоподачи в канал и радиосистему централизованного контроля (РЦК). Датчик 17 состояния и датчик 16 минимальной глубины на— полнения оросителя установлены на

ПМ. Питание осуществляется от генератора ПМ, соединенного с задатчиком

6 регулятора через регулятор 2 нодоподачи в .канал. Сигналы от датчика

17 состояния устанавливают подаваемый в систему расход чуть меньшим водопотребления всех ПЛ. Сигналы датчика 16 минимальной глубины вызывают подачу дополнительных (корректирую— щих) объемов воды. Необходимость проводных или кабельных линий электроснабжения и связи по орошаемому массиву исключена. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1391545

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть примене«о при поливе сельскохозяйственных культур широкозахватными машинами с забором воды в движении из открытых оросителей, например типа «Кубань .

Целью изобретения является повышение качества и «адеж«ости управле«ия водоподачей. 10

На фиг. 1 представлена схема автоматизирова««ой оросительной системы; на фиг, 2 — вариант электрической схемы регулятора нодоподачи; на фиг. 3 — вариант выполненйя датчика минимальной глубины наполнения оросителя TIQJIHB«hIx машин; на фиг. 4 таблица переключе«ий реле 19; на фиг. 5 — вар«а«г выполнения датчика состояния поливных маши«.

Лвтоматиэирова««ая оросительная система содержит источник 1 орошения, регулятор 2 нодоподачи, состоящий из затвора 3, привода 4, блока

5 регулирования, задатчика 6, блока 7 25 управления с дешифратором, радиостанции 8 и датчика 9 расхода. Система содержит также распределительный канал

10 со стабилиэаторами 11 верхнего уровня, оросите«и 12 и поливнь«(дож- 30 девальные) машингя 13, каждая из кото— рых имеет радиостанцию 14, блок 15 ,управления с шифратором, датчик 16 минимальной глубины напол«ения оросителя и датчик 17 состояния (работы) машины.

Задатчик 6 содержит (фиг. 2) входное реле 18 с контактами 18-1, 18-2, 18-.3, реле 19 времени с контактами

19-1, 19-2, 19-3 и элементы 20 наст- 40 ройки (реэисторы). Последние согласно схеме соединены с контактами 21, 22, 23 блока 7 управления радиостанцией, связанными посредством радиосвязи с датчиками 17 состояния (работы) ма- 45 шин, и с контактами 24, 25, 26 блока 7 управления радиостанцией, связанными с датчиками 16 минимальной глубины наполнения оросителя.

Датчик 16 минимальной глубины «аполнения оросителя (фиг. 3) выполнен

50 на основе ультразвукового иэлучателяприемника 27, установленного на поплавке 28 водозаборного устройства

29, соединенного трубопроводом 30 с насосом 31 дождевальной машины, электронного блока 32 и порогового реле 33, соединенного через блок 15 управ. ения с радиостанггггей 14. Линия электроснабжения электронного блока

32 от ге«ератора дождевальной машины

«е показана. Датчик 16 минимальной глубины наполнения оросителя может быть выполнен в виде контакта концевого вь ключателя 34, механически (через нить 35 или подпружиненный стержень) соединенного трубопроводом

30, который можно использовать при хорошем качестве строительства объекта, когда дорога под центральную тележку параллельна дну оросителя.

Показан также вариант выполнения датчика 17 работы машины в виде реле

36 давления, установленного на напор«ом трубопроводе насоса 31.

Источник орошения 1 представляет собой канал, реку или водохранилище.

Регулятор 2 водоподачи устанавливает величину подаваемого в распределитель«ыйг канал 10 расхода соответстве«но сигналам датчиков 17 работы машин и датчиков 16 минимальной глуби«ы наполнения оросителей. Стабилизаторы 11 верхнего уровня (в простейо шем c«ó÷àå — водосливы) обеспечивают пропуск вниз по распределительному каналу всего избыточного расхода, приводящего к превышению уровня воды «ад установленным.

Радиоста«ция 8 с блоком 7 управления, установленная на регуляторе 2 водоподачи, и радиостанция 14 с блоками 15 управления, установленная на дождевальных машинах 13, образуют радиосистему централизованного контроля. Эта радиосистема обеспечивает замыкание контактов 21, 22, 23 по сигналам датчиков 17 при включении в работу соответствующей до»гдеваль«ой машины или размыкание контактов. при отключении машины. Замыкание контактов 24, 25, 26 происходит при глубине наполнения ниже значения Н„, установленного «а связанном с данным контактом датчике 16 минимальной глубины наполнения оросителя, а размыкание — при значении выше Нц. Резисторы 20 при настройке подбирают так, чтобы протекающий через них ток составлял 97-98Х от номинального расхода соответствующей дождевальной машины.

Величина Н„ выбирается так, чтобы между этим уровнем и предельным минимальным уровнем Н „„ оросителя, определяемым техусловиями работы ма1г|ишл, заключался объем Ч, равный

1391545 произведению номинального расхода машины на время t добегания:

V = Q 1 . Установка контакта 19-2 н реле 19 времени, определяющего длительность цикла корректирования, принимается большей времени добегания до нижнего оросителя. Установка контакта 19-1, определяющая объем корректирующего импульса, принимается такой, чтобы этот объем V, будучи размещенным над Н„, приводил к повышению уровня до величины Н, которая устанавливается (с целью исключения даже кратковременных сбросов15 воды) такой, чтобы между уровнем установки стабилизатора 11 и этим уровнем заключался объем V=Q „

Оросители выполняются безуклонными и присоединены к распределительному каналу 10 беэ перепада.

Блок 5 регулирования сравнивает величину требуемого расхода Q va выходе задатчика 6 с фактическим рас. ходом Q на выходе расходомера 9 и через привод 4 изменяет положение затвора 3 до тех пор, пока не будет обеспечено

Автоматизированная оросительная система работает следующим образом.

В установившемся режиме включена в работу некоторая совокупность машин. Датчики 17 состояния (работы) этих машин подают сигналы, поэтому соответствующие контакты 21, 22, 23 замкнуты, а суммарный ток через

35 резисторы 20 пропорционален величине на 2-3Х меньшей, чем номинальное водопотребление работающих машин. Суммарный ток сравнивается блоком 5 регулирования с током на выходе датчи40 ка 9 расхода, причем блок 5 регулирования через привод 4 будет передвигать затвор 3 до тех пор, пока подаваемый расход Q не станет равным установленному эадатчиком Q

В связи с использованием стабилизаторов 11 верхнего уровня все оросители, кроме самого нижнего из оросителей, с работающими машинами (далее он именуется "нижний работающий ороситель ) заполнены, поэтому контакты

24, 25, 26, связанные с их датчиками

16, разомкнуты.

Установленный настройкой резисторов 20 небольшой отрицательный небаланс между подаваемым в систему расходом и потреблением воды включенными машинами проявляется в виде плавного понижения уровня в нижнем работающем оросителе. Когда уровсн1 поды понижается до Н, датчик 16 минимальной глубины наполнения оросителя подает сигнал, который вызывает замыкание соответствующего контакта (24, 25 или 26), который включает реле 18. Включившись, реле 18 контактом 18-1 создает цепь самопитания (до размыкания контакта 19- 1), контактом 18-2 включает реле 19 времени, которое через свой мгновенный контакт

19-3 встает на самопитание до раэмыкания контакта 19-2, а контактом

18-3 увеличивает сигнал о величине требуемого расхода на величину около

В течение времени, установленного контактом 19-1, в распределительный канал подается расход, значительно превышающий водопотребление работающих машин, размыкание контакта 19-1 приводит к отключению реле 18 независимо от состояния контактов 24, 25, 26, раэмыканию его контакта 18-3 и уменьшению подаваемого расхода до величины на 2-37 меньшей, чем водопотребление работающих машин. Это состояние схемы сохраняется до окончания отсчета контактом 19-2, когда в распределительный канал отправлен расчетный объем воды. Схема эадатчика находится в состоянии ожидания, пока этот объем не добежит до нижнего работающего оросителя и относительно быстро не увеличит его заполнение до глубины больше Г„, что приводит к снятию сигнала датчика 16 и раэмыканию включившихся контактов 24, 25, 26. По окончании отсчета времени контакт 19-2 реле 1-9 размыкается, что возвращает схему в исходное состояние. Уровень в нижнем работающем ороситепе очень плавно уменьшается.

Через несколько часов он уменьшится до появления сигнала с датчика 16 и процесс подачи положительного коррек-, тирующего импульса расхода повторит-. ся аналогично описанному.

Возможны четыре варианта перехода к новому установившемуся режиму, связанные с изменением количества работающих машин.

1. Включение машины в оросителе, расположенном ниже нижнего работавшего оросителя, вызывает появление сигнала с датчика 17, который приводит к замыканию дополнительных контактов 2 1, 22, 23 и к соответствую1 391545 щему увеличению»»сдаваемого в распределительный канал расхода. Вновь нклкченная машина работает I!u ранее накопленном запасе воды в ее орос»»теле.

Увеличенный расход с нач»». »а добегает до нижнего работающего оросителя, заполняет e! n до уровня установки стабилизатора, после чег< подается в новый работающий сроситель — систе-10 ма переходит на работу в новом установившемся режиме.

2. Включение машины в оросителе, расположенном выше нижнего работающего оросителя, вызывает увеличение

1 подаваемого расхода (аналогично предь1дущему). Однако, в отличне от предыдущего, вновь включенная машина вначале перехватывает (-абирагт себе) расход, протекающий в нижний работающ»»»» 2р ороситель, поэтому в течение времени добегания уровень в нижнем сросителе относительно быстро уменьшается, что при снижении до H приводит к подаче корректирующего объема аналогично описанно»гу в установив»»»емся режиме.

Выбор величины Н„ гарантирует сохранение глубины наполнения бошьше H мин хотя выход на режим с глубиной, превышающей Н„, т.е. в новый уста.1О нсвившийся режим, может произойти после 2-4 циклов корректирования.

3. Отключение машины, расположеннои выше нижнего работающего оросителя, вызывает снятие с»»гнала с ее датчика 17, которое приводит к размыканию одного из контактов 21, 22, 23 и к обусловленному этим соответствующему уменьшению подаваемого в распределительньп» канал расхода. В тече- 4 н»»е времени добегания динамический запас водьч из распределительного канала направляется в нижний работающий ороситель, вызывая существенное повышение уровня воды в нем. Однако переполнение этого оросителя исключено, так как ранее уровень воды в нем не мог превышать H,,а весь динамив ческий запас размещается над Н .

Уровень плавно уменьшается, система

50 переходит в новый установившийся режим.

4. Отключение последней работавшей машины протекает в основном аналогично предыдущему, отличие заключается в том, что динамический запас воды из распределительного канала аккумулируется в оросителе с низшей работавшей машиной.

Hncme отключения всех машин система сохраняет постоянную готовность к влючению любой дсжлевальной машины путем поддержания заполненности всех орссителей. Если из — за ф»»льтрации, испарения и т.п. уровень в каком-то оросителе опускается ниже Н„, то по сигналу датчика 16 машины этого оросителя замыкается соответствующий контакт (24, 25 или 26), что будет иметь следствием подачу корректирующих объемов воды до тех пор, пока не заполнятся все вьш»ерасположенные орол сители, а уровень в данном оросителе не увеличится до уровня, превышающего H„. Аналогично этому автоматически производится первичное заполнение сросителей перед началом поливного периода, так как при отсутствии воды все контакты ?, 25, 26 замкнуты.

Повышение качества управления достигается за счет того, что контролируется глубина наполнения оросителя именно там, где это необходимо в данный момент — под водозаборным устройствам поливной машины. Стационар»»ые датчики уровней приходится настграивать на какой-тс усредненный уровень, что при недостаточно высоком качестве строительства оросителей (отклоне»»ия дна ст проектной линии)

«ызывает необходимость ограничений или приводит к остановкам машин и (или) сбросам воды.

Кроме того, система обеспечивает автоматизацию водораспрсделения с исключением необходимости строительства и эксплуатации линий электроснабжения и приводных линий на орошаемом массиве. Дополнительное сокращение затрат достигается за счет исключения необходимости двух стациснарньгх датчиков уровня перед каждым стабилизатором верхнего уровня. Большинство элементов системы изготавливается серийно, в качестве датчиков минимальной глубины наполнения оросителей можно применить широко используемые на речных судах ульграэвуковые глубиномеры, снабдив их пороговыми элементами.

Формула изобретения

1. Автоматизированная оросительная система, включающая источник во-, доподачи, регулятор водополачи, ны1391545

+ полненный в вице последовательно включенных зацатчика с блоком управления, блока регулирования с датчиком расхода в начале распределительного

5 канала, привода и затвора, а также распределительный канал со стабилизаторами уровней по его длине, оросители с поливными машинами, соединенные с распределительным каналом в местах перед стабилизаторами уровней, и датчики состояния поливных машин, выходы которых линиями связи подключены к входам блока управления регулятором, причем поливные машины снаб-15 жены водозаборными устройствами, о. тличающеесятем,что,с целью повышения качества и надежности управления водоподачей, поливные машины системы снабжены на их водозаборных устройствах ультразвуковыми датчиками глубины наполнения оросителей с пороговыми реле, подключенными линиями связи к блоку управления регулятором, а датчики состояния поливных машин выполнены в виде пороговых реле давления в трубопроводах поливных машин.

2. Система по п. 1, о тл и ч аю щ а я с я тем, что линии связи выполнены в виде радиоканалов связи радиостанций, установленных на регуляторе водоподачи поливных машин.

1391545

7абпица перенлючений реле 19

У= ge фиг-. 5

Составитель Г. Параев

Редактор А. Маковская Техред М.Дидык Корректор М. Пожо

Заказ 1831/2

Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 о