Автоматизированная оросительная система

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>990148 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву Р 940707 (22) Заявлено 02.06.80 (21) 2932821/30-,15 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 2301.83. Бюллетень Мо 3

Дата опубликования описания 230183

Р М g+ з

A 01 G 25/16

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53)УДЙ 631.347.1 (088.8) B.C.ЗаРваквВ, C.Ì.Êàçàêîâ, B.B.Èàòâååí, B.B Сватввка -: -:.:

В.М.Бородин, В.M.Øåcòàêoâ и Е.Г.Ильина х

1

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамены сельскохозяйственный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (S4 ) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

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

По авт. св. Р 940707 известна автоматизированная оросительная систе-. ма, включающая насосные агрегаты с блоком управления, программное устройство, управляющее командной и перепускной задвижками на напорном тру; бопроводе, являющемся одновременно гидравлическим каналом 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 за движками с электрогидрореле для включения в работу поливных агрегатов.

Недостатком этой системы является низкий уровень автоматизации вследствие необходимости вручную устанавливать длительность работы агрегатов при необходимости изменения нормы полива и недостаточное качество полива из-за отсутствия комплекта измерительных средств об условиях про/ ЗО 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 импуль :ы 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 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, дешифратор, триГгер и блок задержки, причем второй вход триггера подключен к выходу делителя, а выход триггера подключен к счетчику.

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

990148 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 5

t 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 управления поливным агрегатом, на фиг.3 - пример временной диаграммы передачи сигналов управления и работы системы.

Автоматизированная оросительная. f5 система включает управляющий вычислительный блок 1, комплекс 2 измерительных средств, блок 3 управления насосной станцией, насосные агрегаты

4., командную 5 и перепускную 6 задвиж-. .ки, реле 7 давления, блок 8 индикации, а также установленные на каждом по;ливном агрегате реле 9 давления, управляемую задвижку 10 поливного агрегата и блок 11 управления поливным агрегатом. Блок 11 управления поливным агрегатом (фиг.2) содержит квар цевый генератор 12, делитель 13, счетчик 14, дешифратор 15, триггер 16, блок 17 задержки, реверсивный счетчикЗО

18, устройство 19 обнуления реверсивного счетчика, пять схем 20 - 24 совпадения. Временные диаграммы 25-43, представленные на фиг,3 для случая размещения блока 11 на 2-м на и-м поливных 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 4О для 2-го и и-го поливных агрегатов, 30 — выход датчика реле давления (величина давления в трубопроводе);

31 и 32 — входной сигнал на 1-м входе схемы 21 совпадения соответственно 45 для 2-го и и-ro поливных агрегатов, 33 и 34 — счет импульсов реверсивным счетчиком 18; 35 и 36 -. установившееся состояние реверсивного счетчика

13 для 2-го и и-го поливных агрега- 50 тов, зависящее от длительности импульса давления, 37 и 38 — выход блока 17 задержки (Г - время задержки ) вклю чения 2-го и и -го агрегатов, 39 и

40 — выходной сигйал блока управления для 2-го и и-го агрегатов, 41 третий выход делителя 13; 42 и 43— второй вход реверсивного счетчика 18 для 2- го и n-ro агрегатов. йвт омати зиров ан ная оросительная система работает следующим образом.

Управляющий вычислительный блок 1 по сигналам, снимаемым с комплекса

2 измерительных средств, формирует команды для управления блоком 3 на включение насосных агрегатов 4, от-, крытие и закрытие командной 5 и пере-" пускной 6 задвижек. В цикле передачи информации по команде управляющего ,вычислительного блока 1 с помощью насосных агрегатов 4, командной 5 и перепускной 6 задвижек в магистральном трубопроводе создается некоторое пос-, ледовательное число перепадов давления различной длительности. Изменение давления в магистральном трубопроводе 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 ожиааемому времени появления информационного сигнала, предназначенного для И-го поливного агрегата.

Сигнал, снимаемый и-м 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 N-ro поля.

После включения насосной станции, заполнения трубопроводной сети и по- . лучения 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 коэффициентами деления: с наименьшим — первый выход, связанный с первым входом счетчика 14, с наибольшим — второй выход, связанный со вторым входом триггера 16. Период появления импульсов иа этом выходе делителя 13 равен периоду информационной,связи Т>у

При наличии этого импульса триггер

16 перебрасывается в нулевое состояние (диаграмма 26), и подачей разрещающего сигнала на второй вход счетчика 14 последний включается (диаграмма 27) . Последовательно на выходах 1,2, ..., дешифратора 16 создаются импульсы, длительность которых

990148

Формула изобретения равна периоду импульсов, поступающих с первого выхода делителя 13 на вход счетчика 14. С И-го выхода дешифра» .тора 15 (н -номер поливного агрега1 ..та) импульсы подаются на первый вход схемы 20 совпадения (диаграммы 28 и

29 для 2-го и р-го поливных агрегатов соответственно). Если во время существования этих сигналов в магистральном трубопроводе создан перепад давления (диаграьцаа 30), то от реле

9 давления поступает сигнал иа вхсщ

11 управления поливным агрегатом, т.е. на второй вход схемы 20 совпадения. Появившийся по совпадению сигнал на первом входе схемы 21 совпадения (диаграммы 31 и .32 для 2-го и и-ro поливных агрегатов) и приходящие импульсы на второй вход схемы 21 совпадения от кварцевого генератора 12 приводят к началу счета импульсов реверсивным счетчиком 18 (диаграммы 33 и 34), который до этого находился в нулевом состоянии. (При первичном включении установка в нуль реверсивного счетчика 18 осуществляется устрой@твом 19 обнуления). Новое ус,тановившееся состояние реверсивного счетчика 18 зависит от длительности поступающего сигнала, создаваемого реле 9 давления, т.е. от длительности перепада давления в период связи насосной станции с и-м поливным агрегатом (диаграмма 35 и 36) ° По окончании периода передачи информации т„появляется сигнал íà (я+1)-м им вцходе дешифратора 15 всех поливах.. агрегатов, триггер 16 перебраоывается в единичное состояние (диаграмма

26), и счетчик 14 останавливается, установившись 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),, чтобы осуществить поочередное -включеГ 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 (днаграюы

35 и 36),что приводит к появлению выходного сигнале блока 11 управления поливным агрегатом, т.е. к открытию 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 схемы 23 и 24 совпадения проходят на второй вход реверсивного счетчика

18 (диаграмма 42 и 43),.возвращая его к нулевому состоянию (диаграммы 35 и

)36). Как только реверсивный счетчик

18 оказывается обнуленным, исчезают сигналы на первом входе схемы 22 соВпадения и на втором входе схемы 24 совпадення,что приводит к остановке реверсивного счетчика 18 в нуле и закрытие управляемой задвижки 10 полив- ного агрегата (диаграммы 39 и 40).

Так как состояние ревер<иВиого.счет-: чика 18 перед включением в работу по- ливного -агрегата для разных агрегатов

1О может быть различно, то различны и периоды работы Тв поливных агрегатов °

Следующий период информационной связи, каждый из которых предпочтительно проводить ежесуточно, ночью, 15 должен начаться подачей .сигнала со второго выхода делителя 13 на вход ,триггера M . .К этому моменту все управляемые задвижки 10 агрегатов уже должны быть закрыты, следователь2О но, описанные операции могут повто-. ряться, приведя к запуску:поливных агрегатов,в работу на время, задаваемое управляющим вычислительным блоком 1 с учетом влажности почвы, 25 радиационного баланса, количества осадков, температуры возр гха, особенностей каждого поля и вегетационного периода поливаемых культур. использование предлагаемого изобЗр ретения позволит автоматически управлять длительностью включения каждого из поливных агрегатов, что позволит создавать оптимальные влагозапасы под поливаеьими культурамн, в итоге при35 ведет к повышению урожайности °

Кроме того, система позволит осуществлять включение следующего полив,ного агрегата с некоторой задержкой во времени после предыдущего, что необходимо как в целях контроля эа выполнением гидравлической. команды телеуправления, так и в целях смягчений скачкообразных возмущающих нагрузок на насосные агрегаты.и гидравлическую сеть, вносимых со стороны гид-, ¹5 равлических агрегатов.

Расчеты показывают, что применение предлагаемой автоматической сис темы управления поливными агрегатами позволяет повысить урожайность в

50 среднем на 7-103 и получить с каждого гектара дополнительно продукции на 5,25 руб., а с 700 га, орошаемых десятью дождевальными машинами "Фрегат", на 3675 руб. при сокращении

55 количества операторов, обслуживающих систему на 3 4 человека,,что дает экоHoMHR) фонда заработной платы соста вит 1800 руб. в год, при этом повысится уровень механизации и автомати40 зации поливных работ.

1. Автоматизированная оросительная система по авт.cs. У 940707, о т990148 л и ч а ю щ а я с я- тем, что, с целью повышения уровня автоматизации и .качества орошения путем дифференцированного управления временем работы поливных агрегатов с помощью введения в управляющие импульсы давления кода требуемой поливной нормы для кажРОРО агрегата в виде длительности импульсов давления, программное устрой-. ство 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, дешифратор, триггер и блок задержки, причем второй вход триггера подключен к выходу делителя, а выход триггера подключен к счетчику.

2. Система по и;1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что блок управления поливным агрегатом содержит последовательно соединенные и расположенные между дешифратором и выходом блока

5 управления две схемы совпадения, реверсивный счетчик и третью схему совпадения, а также последовательно соединенные между блоком задержки и реверсивным счетчиком четвертую и пя10 тую схемы совпадения, причем вторые входы схем совпадения подключены соответственно их номерам к выходам реле давления, таймера,, блока задержки, делителя и реверсивного счетчика.

15, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 940707 по заявке Р 2896899/15, кл. А 01 0 25/16, 1980