棉田滴灌自动化控制及解决方案Word格式文档下载.docx

1、省电缆、省工、省电、安全,无需外界网络支持。 水控阀门：隔膜型阀门，地埋使用，无故障免维护。 直流脉冲电磁开关：动作可靠，工作期间不耗电。 电子水表和肥料表：节水节肥，精确控制，系统保护。 北京易润佳灌溉设备有限公司 4 系统组成和结构 PC计算机中文管理软件 “梦幻” 中文大田控制器 梦幻” 梦幻 地址总线 多功能 气象站 田间远程控制终端（ 田间远程控制终端（R.T.U.） ） CDMA无线 无线 视频摄像头 虫害计数器 有线控制 双向通讯 电子土壤湿度传感器 田间水动隔膜阀 5 控制范围 TALGIL Computing & Control Ltd. 6 工作原理 控制器使用双芯通讯电缆

2、与RTU（地址解码器）将所有田间阀门 组成闭合电路。控制器发出编码信号，预先编有地址码的RTU正 确解码后，通过电磁水路开关转换给相应水控隔膜阀门。阀门上 膛排空即开启，上膛充水则自动关闭。 控制器产生的编码信号以脉冲形式发送，其能源来自电压平稳的 12伏蓄电瓶。RTU借助电容间歇放电进行解码工作，使电缆铺放 距离长至10Km，能管理所有在此范围之内的田间阀门及传感器。 双芯通讯电缆不仅为RTU供电，并且双向传递信号。既传递控制 器的输出信号，同时也将田间传感器的测量信号传递回控制器。 7 15团八连项目的基本配置 1. 2. 一台中央灌溉施肥控制器同时管理两个相邻的泵房，PC机位于2050

3、亩地的泵房内。两个泵房使用控制器的双芯电缆进行地址总线控制。 信息化设备如气象站、电子水分仪、虫害计数器和视频监视器等均位 于PC机泵房处。 8 系统部件详述 “梦幻”可编程控制器介绍 梦幻” 1. 新型的模块式专用控制器，操作和控制软 件已完全汉化，容量任意扩展，在国内大 田灌溉、园林和温室均广泛地安装使用 “梦幻”属于多用途可编写程序化控制， 灌溉和施肥程序已固化在控制器的ROM 模块中，其灌溉和施肥的操作方法和施行 方案经过以色列多年的灌溉使用经验的补 充，各个环节考虑得十分周到。控制器的 对话语言简单明了，大大缩短用户的培训 时间，一般人员可直接上机操作，无需专 门技能。 “梦幻”控制

4、器具有标准的L485通讯接口， 可方便地使用PC计算机中文软件进行远 程监控，有线连接方式和有无线方案。 北京易润佳灌溉设备有限公司 9 2. 3. “梦幻”型控制器参数 输出 数字输入 模拟输入 内置4个， 可扩容输入 卡，每卡容 量4个。 电源与输出 备注 标配16个本地输出,包括水 内置8个， 可 泵、施肥器、开关总阀， 扩容输入卡， 每卡容量8个。 防水锤阀等。每条地址总 线可连接多达60个RTU单 元，每个RTU单元可控制 1-24个阀门， 最多可管理 255个田间阀门。每个控制 器壳体内可同时连接4条地 址总线。 220 伏交流 多水源 枢 供电, 50 Hz， 纽控 12伏直流输

5、 制,RTU直 出 接远处水 泵 10 地址总线控制 1. 地址总线控制方式，仅使用单根双芯 2*1.5 mm2 KVV通讯电缆。电缆的长度 降至最低，仅为其它控制方式的10%， 由此引起的铺装、保护和维护费用几可 忽略不计。 而直接由控制器连接田间电磁阀的方式 将直接导致耗电的增加，并且由于电磁 阀开关的控制距离有限，无法直接在超 过500米以外的距离使用。当然使用功 率放大器可以超过此距离，但无疑放大 器的投入及电缆线径的增加将使总投资 大为提高，后期的高额维修成本也将成 为使用管理者的负担。（见文后附表的 电磁阀与不同线径的铺放距离关系） 11 系统部件详述 各种不同厂家的电磁阀控制电缆

6、安装距离与电缆线径的关系 交流型 直流型 电缆截面积（平方毫 最大建议长度 （ 米） 米） 多若特/ 伯尔梅特 电磁阀 1.0 1.5 2.0 2.5 1.0 80 220 450 700 150 330 450 590 720 90 140 230 电缆截面积（平方 毫米） 1.0 1.5 2.0 2.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 最大建议长度 （ 米） 50 120 210 310 75 120 160 350 420 雨鸟 电 磁阀 1.5 2.0 2.5 3.0 1.0 亨特/托罗 电磁阀 1.2 2.0 3.0 5.0 590 370 12 R.T.U.远程控制终端 R

7、.T.U.远程控制终端直流门栓型电磁开关 远程控制终端 直流门栓型 电磁开关 双芯通讯电缆 水动隔膜阀 RTU 水动命令管 （8 mm） 1. 一个R.T.U.地址设定装置、雷击保护装置和多个（可选1、2、4、6和8个） 并联的节能型直流电磁开关组成，前两种设备密封在一个独立的防水防潮塑 料盒中，使用防水接头与盒外的直流电磁开关相连。地址设定装置位于密封 的保护盒内。所有的R.T.U.部件和电磁开关均安装在统一的支架并埋于地下， 保证水电路的连接畅通，并防止人为田间偷开阀门现象。 13 北京易润佳灌溉设备有限公司 2. 安全节能的直流门栓型电磁开关，供电方式 非常灵活。仅需要通过控制中心使用标

8、准的 双芯通讯电缆进行供电即可。 8路RTU提供8个输出和8个数字输入，可同 时满足8组水动阀门的开闭工作，加上每组水 动阀门为2个实际田间阀门，因此可同时控制 1618个阀门。 设计中可以根据灌溉设计方案进行R.T.U.的 选择，一根总线可同时管理255个RTU输出 及255个信号输入。通过本总线，能直接在 控制器上对阀门组进行逻辑设定，直接在控 制程序层面进行轮灌组的重新编制。 TALGIL 4. 14 R.T.U.远程控制终端直流门栓型电磁开关 远程控制终端 远程控制终端 5. 对于连接有电子土壤张力计或肥料探头的 地块，通过电缆连接R.T.U.即可将土壤湿度 状态实时地传递到控制器中。

9、 6. 所有RTU均安装有防雷击保护电子电路， 因此安装在田间十分安全，但前提是要求有 良好的接地装置。 15 PVC水动隔膜阀门 水动隔膜阀门3” 水动隔膜阀门 特点: 特点 1. 2. 3. 4. 5. 6. PVC材质，无需烤漆。使用寿命长 胶粘方式与管道连接，公制标准 隔膜型阀，停水时起逆止阀作用，保 证不回流 耐风化与紫外线性能强，可直接暴露 于阳光下安装使用。推荐直接埋于地 下阀门井中使用。 流量范围大，水头损失低 可增加各种压力调节器和水动加速装 置，达到不同功能的要求 北京易润佳灌溉设备有限公司 16 隔膜阀门工作原理1 17 隔膜阀门工作原理2 18 隔膜阀门 水头损失 曲线

10、 19 三路控制系统命令水 进口处安装有小型不 锈钢网式过滤器。 锈钢网式过滤器。 可防止过滤后的水中 残存的杂质进入阀体 上盖。 上盖。 二路电磁阀不含此小 型过滤器， 型过滤器，因此无法 保证上盖不被堵塞。 保证上盖不被堵塞。 20 阀门的田间安装实际图 21 施肥装置的控制 目前滴灌系统已由原先单纯的节水灌溉设备升级为施肥 灌溉系统，不仅是及时的为棉花作物提供充分的水量，而且 将按照生长季节的不同气候及作物的不同生长阶段按时地施 加不同品种的化学肥料，从而增加产量和提高品质，又避免 了过度施肥而引起的土壤板结和次生盐碱化。这在使用人工 开关的滴灌系统中是很难实现的，因为这要求每天按照作物

11、 的需求量进行不同轮灌组和不同时长的田间开关阀门工作， 劳动量太大。由于人员操作失误的减产后果是极为严重的。 因此依靠可编程型的灌溉和施肥控制器是实现自动化高产的 唯一手段。 22 每个“梦幻”控制器内置4个施肥输出控制程序， 并可通过RTU同时管理其它位置的施肥装置。程序 输出命令通过电磁开关对施肥装置进行时间或流量 上的单独控制，保证将液体肥料按时保量地注入到 滴灌系统中。按照施肥程序的保护程序，每次在不 同的地块施肥前均将安排15-30分钟的预润灌溉时 间及施肥完毕后15分钟的管道和棉花根系区的清洗 和稀释时间。 简单的PLC控制器和时序型控制器由于没有施肥程 序的支持，无法做到预润灌溉

12、和清洗和清洗稀释工 作。没有这个步骤，直接施加的化肥将伤害棉花的 根系而导致伤苗和减产。 23 电子气象站 美国DAVIS制造 1. 2. 3. 4. 5. 6. 能同时提供六种气象参数： 风速 风向 雨量 光照辐射 大气温度 相对湿度 能实时根据气象参数和自身数据库计算ET0腾发量值 室外安装，可直接与PC机或控制器连接 北京易润佳灌溉设备有限公司 24 土壤表面水分张力计 两种测量方式：电子信号输出型， 人工读取型（颜色分别） 张力计有以下几种标准长度： 15、30、60、和90 cm 25 CDMA无线传输型视频系统 既可评估棉花生长状态，又可进行设备监督及安全防护。 无需布线，田间和泵

13、房内任意位置安装 连续视频、静止图像和录像功能 互联网实时下载，任意授权人均可观看 图像文件可发送至电子邮件，手机或传真机上 26 CDMA无线传输型视频系统示意图 27 自动虫害计数器数采传输器 BUG COUNT:（昆虫计数传感器, 有线电缆连接 ） 美国Automata公司制造，置入不同性引诱剂吸 引不同品种的害虫至容器内，可利用光电方式 或重量方式自动计量进入的害虫数量，供农业 专家进行防治。 数据采集器: 用于虫害计数器的数据远传。美国 HOBO EVENT生产。 可存储8000个数据，可设定开始记录日期和时间 采用EEPROM内存，数据断电不丢失 ; 电池可持 续使用约1年时间 分

14、辨率：0.2mm ; 校准精度：1.0% 北京易润佳灌溉设备有限公司 28 以色列 奥第斯 OdisMatic? 自清洗网式过滤器 OdisMatic? 液力自清洗 850系列 系列 Menu Products Applications Selecting Filters Coating Back 29 世界上体积最小的自清洗过滤器 相比其它型号的过滤器，它有效地利用圆形容器的 截面积，直接使用轴向的面积容纳杂质。 自清洗机构设计合理，采用符合自然规律的吸吮方 式清除滤网表面的污物层，因而体积小，动作可靠。 清洗机构的运动方向沿轴向自内向外进行，不占过 滤器其它方向上的空间。 使用自控方式管理

15、清洗工作，免除人工操作设备。 30 液力自清洗 850 系列 无须电力，由管道压力驱动进行自清洗。 广泛应用于工业，农业，水处理和建筑业。 Products OdisMatic 850 OdisMatic 860 OdisMatic 863 31 Next - Principal of operation Back Next Hydraulic 850 Series Click on picture to play Products OdisMatic 850 OdisMatic 860 OdisMatic 863 Back 32 Next 33 PC机灌溉系统实时工作状态显示 机灌溉系统实时

16、工作状态显示 34 中文控制器界面 35 北京易润佳灌溉设备有限公司 36 设备质量保证及升级 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 控制器及地址总线系统：两年，终生维修和免费升级 RTU：两年，终生维修 PVC水控阀门：终生 GRP水控阀门：两年，终生维修 传感器部件：一年，终生维修 过滤器：两年，终生维修 PC控制软件：终生免费升级 KVV电缆：15年 8毫米水控管：25年 北京易润佳灌溉设备有限公司 37 总 结 双芯电缆地址总线结合远程控制终端水动阀门的方 式可以大量节省控制电缆的采购、安装和维护费用， 因而总体运行成本（TCO）将大为节省。 TCO “梦幻”控制器的中

17、文操作界面将克服用户对自动装 置的畏难情绪，使用户更乐于接受并使用自动化装置， 提高劳动积极性，从而避免重建轻管的情况发生。 通过PC机的远程监控能做到无人值机，事故报警和详 细运行记录等。电子计量水表、肥料表、土壤湿度传 感器和虫害计数器的使用，用户可对所有地块的棉花 长势、病虫害及灌水施肥状态了如指掌。 北京易润佳灌溉设备有限公司 38 恒定浓度的注肥泵，真正实现了精准施肥的量化管理。不 仅提高了棉花产量，同时节约投入，减轻承包户的经济负 担和劳动强度，对各个承包户更公平。 各种程序设定和阀门定位时只需一次即可完成，本灌溉年 度内不需到田间更改。安全的安装方式能防止非操作人员 的私开阀门所

18、导致的扰乱轮灌制度而浪费水肥的情况。 自动反清洗的过滤器可以免除人工清洗过滤器的繁重劳动， 更减少了因过滤器堵塞所造成的流量减少和操作失误引起 的滴管堵塞等故障，不仅基建投资大为降低，更减少了后 期修理费用。 无线CDMA视频监视系统，田间及泵房内任意地点安装。 可直接发送到PC机或手机。 所有灌溉、施肥、生长状态、病虫害、气象数据及安全信 息均可通过PC机互联网上传和下载，便于全师和全国范围 授权用户的信息共享。 北京易润佳灌溉设备有限公司 39 世界著名的自控系统制造公司 以色列“太极”TALGIL自动控制系统公 以色列“太极”TALGIL自动控制系统公 司成立于1985年，已在全球超过3

19、5个国 司成立于1985年 已在全球超过35个国 1985 35 家设有分公司和办事处， 家设有分公司和办事处，是世界上最大 最先进灌溉自动化设备制造商 公司生产制造工厂位于以色列本土， 公司生产制造工厂位于以色列本土，目 前占有农业自动灌溉市场的50% 50%， 前占有农业自动灌溉市场的50%，世界市 场的25% 总销售额超过7000万美元。 25%。 7000万美元 场的25%。总销售额超过7000万美元。 产品范围包括： 大田农业灌溉及施肥 ? 温室精细微喷和滴灌 ? 过滤器自动反清洗 ? 微雾和防霜冻保护 ? 施肥机自动管理 北京易润佳灌溉设备有限公司 40 全国各地安装使用的项目：超过200个 41 1本文由ypk贡献 220 伏交流 多水源 枢 供电, 50 Hz， 纽控 12伏直流输 制,RTU直 出