Устройство для автоматизации управления исполнительными механизмами при бороздковом поливе

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК116531 4511 А 01 б 25/16 АНИЕ ИЗ ТОРСНОМУ С ЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(21) 3541972/30-15(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем(56) 1. Программное устройство ГШР.8 для управления парой задвижек на автоматизированной дождевальной оросительной системе. ММиВХ, Молд,. ССР, Кишинев, Тимпул, 1977.2. Патент США3978887, кл. 137-624. 5 (А 01 б 27/00), 1976.(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ ПРИ БОРОЗДКОВОМ ПОЛИВЕ, включающее источник питания постоянного тока, программное устройство с таймером, блок управления электрогидрореле и датчик влажности почвы, выполненный с возможностью подключения к программному устройству, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции при одновременном повышении качества полива, оно снабжено блоком сигнализации и управления поливом с подключенным к нему гидро- или пневмоисточником энергии для срабатывания исполнительных механизмов, а программное устройство выполнено в .виде последовательно соединенных двухпорогового сигнализатора влажности и генератора импульсов полива, соединенных через элемент И-НЕ с входом двоичного счетчика импульсов полива на контрольной борозде, через инвертор и другой элемент И-НЕ соединенных с входом обратного счета реверсивного счетчика импульсов полива других борозд, при этом выходы двоичного счетчика импульсов полива соединены с информационными входами реверсивного счетчика, сигнальный выход обнуления которого соединен с его входом перезаписи, с выходом двоичного счетчика и с блоком сигнализации и управления поливом, подкЛюченным к каналам электрогидрореле.й Щ2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью осуществления импульсной подачи воды в борозды, блок управления электрогидрореле через триггер соединен С с генератором импульсов полива и содержит два последовательно соединенных между Я источником постоянного тока и землей электронных ключа, управляющие элементы Кото рых подключены к противофазным выходам триггера, а средняя точка между ключамиМаей заземлена через обмотку электрогидрореле 16 и конденсатор большой емкости, Сл.1Изобретение относится к сельскому хо. зяйству и может быть использовано в качестве переносного устройства автоматического программного управления бороздковым поливом из закрытой оросительной сети или для автоматического управления автономными периодически действующими технологическими процессами полива, водоснабжения и др.Целью изобретения является упрощение конструкции устройства при одновременном повышении качества полива, а также обеспечение импульсного управления сразу двумя исполнительными механизмами, например, двумя задвижками в две поливные борозды.На чертеже представлена схема устройства для автоматизации управления исполнительными механизмами (ИМ) при бороздковом поливе. Устройство содержит генератор 1 длительности импульсов полива (таймер), двухпороговый преобразователь 2 сигналов датчика 3 влажности, источник 4 питания по.стоянного тока, программноеустройство,включающее логический элемент И-НЕ 5,счетчик 6 импульсов полива на контрольномучастке первой борозды поля, реверсивныйсчетчик 7 импульсов полива других участковполя, на входах которого установлены токоограничительные,сопротивления 8. Сигнальный выход обнуления (К) счетчика 7подключен к блоку 9 сигнализации и управления поливом, к которому через магистраль 10 управления подключен гидро- илипневмоисточник энергии для срабатыванияИМ (не показан), например гидроаккумулятор,Программное устройство содержит такжелогические элементы НЕ 11, И-НЕ (инвертор12, конденсатор 13, сопротивление 14 и конденсатор 15, а также логический элементНЕ 16 для управления блоком управленияэлектрогидрореле, который включает триггер 7 со счетным входом, электронныеключи 18 и 19 для переключения электрогидрореле 20 (или электропневмореле),которое при переключении подает энергиюводы или сжатого воздуха в линии управления 21 и 22 исполнительными механизмами,например микрогидрантами левого и правогоплеч участков орошаемого поля, .и электролитнческий конденсатор 23 емкостью более2000 мкФ,Генератор 1 длительности импульсовсодержит электронные блоки на микросхемахдля формирования импульсов управляющихсигналов в диапазоне отдо 60 мин с постоянным интервалом или заданным нарастающим или убывающим интерваломвыдержек времени, а также устройстворучного задания оператором количестваимпульсов полива и индикатор состояниясчетчика.Двухпороговый преобразователь 2 влаж.ности почвы, предназначенный для сигна 30 35 40 45 50 55 лизации порогоВ начала и окончания полива, содержит электройные блоки на микросхемах и пороговый элемент. типа компаратора или триггера Шмидта и соединен с датчиками 3 влажности почвы, которые могут содержать, например, датчики влажности почвы типа нейтронного крота Емельянова В. А. (НКВ) или нейтронного влагомера НИВ.Источник 4 питания содержит источник электроэнергии емкостью 0,5 А/ч напряжением не менее 5 В и обеспечивает питание всех электрических устройств, а также может включать пневматический аккумулятор для подключения магистрали управления поливом 10 к источнику сжатого воздуха в пневматическом варианте устройства, На выходе источника установлен выключатель.Счетчики 6 и 7 импульсов полива и логические элементы 5, 11, 12, 16 и 7 также выполняются на серийных микросхемах, например 176 серии, и должны содержать счетчики до 100 импульсов. Блок 3 сигнализации и управления поливом содержит известные электронные элементы, например оптрон, подключенный на выход счетчика 7 и соединенный с входом схемы управления гидроцилиндром или спйрали Бурдона для подъема сигнального флажка, и исполнительное электрогидрореле КЭГ-И или пневмореле импульсного действия, вход которого подключен к магистрали 1 О управления поливом, а ввход подключен, например, через электрогидрореле 20 к линиям 21 и 22 управления импульсным поливом из перфорированного трубопровода.Магистраль 10 управления поливом выполняется из полиэтиленовой трубки диаметром 10 мм и подключается к источнику давления воды или воздуха закрытой оросительной сети или отдельной гидравлической линии управления, или к пневматическому аккумулятору (переносному баллону со сжатым воздухом источника 4 питания), который может быть общим для всех участков поля или переносным. Электрические элементы 5, 8, 11, 12, 13, 4, 15, 16, 17, 18, 19 и 23 схемы управления выбираются согласно известных расчетов на известных элементах для обеспечения функционирования устройства.На, фиг. 1 для упрощения не указаноподсоединения конденсаторов к сопротивлению 14 на счетчиках для их йервоначального обнуления при включении тумблера литания, а также резисторов развязки между управляющими электродами ключей 18 и 19 и землей. Не показаны также перфорированные трубопроводы в количестве 16 плеч для 16 участков полива с гидравлическими затворами или трубопроводами с микрогидрантами для их управления от предлагаемого переносного устройства.Устройство для автоматизации управле.ния исполнительными механизмами при бо.роздковом поливе работает следующим образом.Перел началом цикла полива переносное устройство устанавливается на контрольном участке почвы и включает тумблер питания, В коййе участка установлен латчик интегральной влажности почвы НКВ, соединенный через разъем вручную с лвухпороговым преобразователем 2 влажности почвы. После достижения верхнего порога срабатывания преобразователь 2 запускает генератор 1 импульсов полива в работу, который с запрограммированным в нем оптимальным интервалом последовательностей выдержек времени выдает электрические импульсы положительной полярности на логические элементы И-НЕ 5 и 12 и инвертор 16, На второй вход логического элемента 5 подается напряжение логической 1 с выхода порогового преобразователя 2. С выхода логического элемента И-НЕ 5 импульсы отрицательной полярности подаются на . счетный вход счетчика 6. С инвертора 16 импульсы генератора отрицательной полярности подаются на счетный вход триггера 17, к выходам которого подключены цепи управления клюцей 18 и9 для переключения гидрореле 20 для импульсной подачи воды на участки поля (не показаны). Переключение электрогидрореле 20 обеспечивает соединение линий управления 21 и 22 поочередно с выдержкой времени, задаваемой генератором 1 импульсов полива, с магистралью управления поливом 10 или со сливом воды. При этом, например, микрогидранты обеспечивают импульсную подачу воды в борозды.Импульсный полив продолжается ло тех пор, пока не сработает на заданном уровне влажности второй порог отпускания порогового преобразователя 2 влажности. При этом на входы логических элементов 5 и 1 от порогового устройства 2 подается напряжение логического 0, а с выхода инвертора 1 напряжение с логической 1 подается на вход логического элемента И-НЕ 12, а также импульс отрицательной полярности подается через конденсатор 13 на вход предварительной записи реверсивного счетчика 7, информационные входы которогоподсоединены к выходам счетчика 6 импульсов полива. При этом показания счетчика б записываются в счетчик 7. Олновременно импульс отрицательной полярности поступает на вход блока 9 сигнализации полива и на отключающий вхол генератора 1 длительности импульсов полива. Блок 9 сигнали- зации и управления поливом отключаетпитание от магистрали О управления и обе трубки линии 22 управления соединяются со сливом. Это обеспечивается тем, цто перед отключением генератор 1 импульсов полива выдает иослелний импульс переключения электрогилрореле 20 лля соединения одной из линий управления 22, которая находится пол давлением, со сливом, При срабатывании блока 9 сигнализации сигнальный флажок поднимается и поливальщик, 1 О заметив флажок, переносит устройство наслелуюший участок поля, соединяет магис-) траль 10 управления (при необхолимости) с источником лавления, а выходы электрогидрореле 20 с трубками 22 управления и кнопкой вклюцает в работу генератор 1 имгульсов и блок сигнализации управления поливом. С выхода порогового преобразователя 2 при отключенном датчике 3 на входы логицеских элементов 5 и 1 подается напряжение логического О, а с выхода инвертора 11 на вход логического элемента И-НЕ 12 подается напряжение логической 5 20 1, импульсы генератора 1 положительной полярности управляют электрогидроиеле 2(,и поливом участков поля, а также инверти. руются элементом И-НЕ 12, подаются на вход обратного счета реверсивного счетчика 7, производится нх вычитание из записан. ного числа до тех пор, пока на выходе счет. чика 7 не появится напряжение логического 0 (обнуление счетчика 7), которое вызывает отключение блока 9 сигнализации и 25 30 окончание полива Одновременно импульс отрицательнойполярности с выхода счетчика 7 подается на вход предварительной записи и вызывает повторную запись показаний сцетчика 6, этот импульс производит также отключениЕ генератора 1 импульсов. Таким образом, процесс полива повторяется на всех участках без усложнения устройства, но с обеспечением качественного полива и с минимальным. расходом воды.40Применение предлагаемого устройстваобеспечивает точную выдачу заданной нормы полива на всех участках поля, контроль полива, увеличение надежности работы систе мы, экономию волы, повышение равномернос тн полива, сокращение ирригационной эрозиипочв, что в целом обеспечивает повышение качества полива и оптимальным образом позволит осуществить прогрессивную технологию импульсного полива. Прн этом обгций экономический эффект превышает 50 руб/га, н объем внедрения устройства только в Средней Азии превышает 500000 га.(Ъставитель Г. ПараеаТехред И, ВересТираж 743Государственного комилам изобретений и отква, Ж - 35, РаушскаиПатента, г, Ужгород, у Корректор М Поднисноетета СССР крытий на 6., д, 4/5 л. Проектная,аксимишинец