Устройство управлениядля внутрихозяйственного участкаавтоматизированной оросительной системы

Союз Советских Социал истицеских Республик(51) М. Кл, А 01 д 27/О Государственный номитет Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННОГО УЧАСТКА ВТОМАТИЗИРОВАН НОЙ ОРОСИТЕЛЪНОЙ СИСТЕМЪИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на автоматизированных оросительных системах.Известное устройство автоматического управления распределением воды между поливными участками, включающиее блок источников требований, блок записи, блок поочередного обслуживания, блок поиска текущего приоритетного веса, блок передачи программ, блок считывания программ, блок хранения программ, блок исполнительных органов, реверсивный блок изменения числа одновременно обслуживаемых участков и реверсивного блока учета текущего числа требований, недостаточно эффективно обслуживает водой поливные участки, что приводит к потере урожая за счет сдвига (задержки) моментов начала полива относительно оптимальных.Повышение эффективности обслуживания водой поливных участков достигается введением в устройство дополнительно регулятора расхода, установленного на хозяйственном водовыделе, и функционального преобразователя кода числа требующих полива участков в код положения регулятора расхода, для чего вход последнего соединен с выходами функционального преобразователя, входы которого соединены с выходами разрядов реверсивного блока учета числа находящихся в устройстве требований. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства,Оно содержит источник требований 1, блокзаписи 2, служащий для фиксации в памятиустройства требований поливных участков;блок поочередного обслуживания 3, служащийдля коммутации канала обслуживания припоиске и выборе очередного требования из числа ожидающих обслуживания; блок поиска10 приоритета 4, предназначенный для поиска ивыбора ца обслуживание требования из числаожидающих согласно текущего приоритетноговеса, а при одинаковом весе - согласно порядка записи; блок передачи программ 5,15 предназначенный для выбора исполнительного органа и передачи ему программы полива;блок считывания программ 6; блок храненияпрограмм 7; блок исполнительных органов 8;блок обратной связи 9; реверсивный блок 10,20 предназначенный для изменения числа одновременно обслуживаемых участков; датчикрасхода 11 ца хозяйственном водовыделе; реверсивцый блок учета текущего числа требований 12; блок стирания 13, блок задержки 14;25 функциональный преобразователь 15, регулятор расхода 16, реверсивцый блок учета расхода 17, матрицу регистров 18 для хранениякорректирующей поправки и сумматор 19.Устройство работает следующим образом.30 В исходном состоянии очищены регистры3блока 2, открыты начальные (нулевые) в прямом направлении ячейки реверсивных блоков 12 и 17, и последняя в том же направлении ячейка реверсивного блока 10. В блоке хранения программ полива 7 записаны программы полива каждой культуры на текущий период времени.В блоке 18 записаны коды поправок, корректирующих программу полива в зависимости от текущей обстановки на водовыделе.В блок 15 занесена программа преобразования кода числа участков, требующих полива, в код положения регулятора расхода 16,Устройство управляет забором воды из некоторого источника, распределением ее между поливными участками, приоритетным выбором участка для полива, нормированием подачи воды на поливной участок при периодических способах полива па нем.Предполагается, что орошаемый от водовыдела массив состоит из и поливных участков, на которых возделывается 5 культур и которые разбиты на пприоритетных групп согласно значимости выращиваемых на участках культур для хозяйства.Каждому участку на вегетационный период присвоен некоторый адресный код.Участки одинаковой группы значимости идентичны как потребители воды: они имеют одинаковые площади, конфигурации, агротехнику, выращиваемые культуры, ожидаемую урожайность, технику полива и т, п.При возникновении необходимости в поливе некоторого участка сигнал соответствующего требования поступает на вход блока записи 2 устройства, причем поступление двух и более сигналов в один и тот же момент времени исключается (например, принципом действия системы связи поливных участков с устройством управления).Импульсные сигналы, образующиеся при записи требований в регистры блока 2, поступают на вход а реверсивного блока 12 для учета числа требующих полива участков,Величина забираемого расхода в каждый момент времени определяется положением регулятора 16, которое в свою очередь определяется текущим числом нуждающихся в поливе участков и программой преобразования кода числа участков, требующих полива, в код регулятора, заносимой оперативно в функциональный преобразователь 15.При достаточной пропускной способности внутрихозяйственной оросительной системы и водообеспеченности оросительной системы программа преобразования может быть подобрана так, чтоб подача воды на поливные участки начиналась в оптимальные по некоторому объективному показателю моменты,Подача воды на каждый поливной участок осуществляется некоторым стандартным расходом - поливным током.Изменения расхода вызывают изменения числа одновременно обслуживаемых участков, при этом увеличение последнего происходит424536 сразу же вслед за каждым увеличением расхо. да на величину поливного тока, а уменьшение его - в ближайший к моменту уменьшения расхода на величину поливного тока момент окончания полива одного из поливаемых одновременно участков.Предположим, что качество функционирования устройства оценивается законом распределения или математическим ожиданием вре 10 мени ожидания обслуживания (т. е. промежутком времени от момента подачи требования до момента начала обслуживания пливного участка водой). Для уменьшения потерь урожая от несоблюдения оптимальных сроков начала поливов время ожидания участками поливов 15 должно быть минимальным, т. е. устройство должно производить запуск процесса обслуживания водой поливных участков при появлении первого же требования и производить20 останов этого процесса по окончании обслуживания последнего из находившихся в устройстве требований.Для этого код числа участков, требующихполива, поступает с выхода блока 19 на вход25 блока поочередного обслуживания 3 и на входфункционального преобразователя 15. С выхода последнего код положения подается навход регулятора 16, который и занимает соответствующее коду положение, обеспечивая30 требуемый расход воды на хозяйственном водовыделе.При возрастании числа участков, требующих полива, возрастает соответственно расходводовыдела, а при его уменьшении соответстЗ 5 вующее уменьшение расхода.Изменение числа одновременно обслуживаемых участков позволяет стабилизировать период времени ожидания обслуживания каждым из требующих полива участков около не 40 которого среднего значения,Если качество функционирования устройства оценивается некоторым показателем, учитывающим не только среднее время ожидания, но и другие факторы, например, равно 45 мерность водозабора, что важно в случае забора воды из источников с помощью насосныхагрегатов, то запуск и останов процесса обслуживания могут происходить при значениях числа требований, отличных от единицы и нуля50 соответственно,По окончании отработки программы поливана некотором из числа одновременно обслуживаемых участков соответствующий исполнительный орган в блоке 8 приходит в исходное55 состояние, Сигнал об этом поступает в блокобратной связи 9. С выхода блока 9 импульсный сигнал поступает на входы блоков 13, 12и 10.Поступивший на вход блока 13 импульсный60 сигнал возвращает в исходное положение всеячейки памяти, в которых фиксировались коды поставленных на обслуживание участков.Образующиеся при этом импульсы поступаютв соответствующие регистры блока записи 265 для их Очистки.5Поступивший ца вход о реверсивного блока 12 импульсный сигнал уменьшает на единицу хранящийся в нем код числа требований, а если последний становится равным нулю, то выходной сигнал блока 12 выключает блок обслуживания 3.Поступивший ца вход а реверсивного блока 10 импульсный сигнал уменьшает на единицу хранящийся в нем код разности числа одновременно обслуживаемых участков и числа поливных токов водозабора, при этом число одновременно обслуживаемых участков уменьшается на единицу. Если код разности был равен нулю (т. е, открыта последняя в прямом направлении ячейки блока 10), то появляется импульсный сигнал на выходе блока, который через блок задержки 14 воздействует на вход блока поочередного обслуживания 3, Блок 3 включается, включает блок поиска текущего приоритетного веса 4 и начинается поиск, выбор, а затем постановка на обслуживание очередного участка.Запись программ полива в блок 7 производится автоматически УЭВМ или вручную диспетчером через соответствующий вход. Под программой полива понимается общий сток воды на участок при очередном поливе, порядок и интенсивность его распределения по площади участка.Программы полива для каждой культуры могут оптимизироваться с учетом гидро- и метеопрогнозов на некоторый период времени, баланса воды на оросительной системе и оперативно заносится в блок 7,При ограниченной пропускной способности хозяйственного водовыдела и изменениях интенсивности потока требований ца полив существует вероятность значительного увеличения среднего времени ожидания полива, что может на ряде участков привести и существенным потерям, а то и гибели урожая.Избежать этого можно путем соответствующей коррекции поливной нормы.Коррекция поливной нормы должна производиться автоматически и в соответствии с обстановкой на внутрихозяйственной оросительной системе.Зная состав культур ца массиве, их оросительные режимы, оптимизированные поливные нормы для каждой культуры ца текущий период времени, нетрудно рассчитать величину поправки нормы полива на этот же период времени.5 Предмет изобретения1. Устройство управления для внутрихозяйственного участка автоматизированной оросительной системы, включающее источник требований, блок записи, блок поочередного обслуживания, блок поиска текущего приоритетного веса, блок передачи программ, блок считывания программ, блок хранения программ, блок исполнительных органов, блок обратной связи, реверсивный блок изменения числа од новременно обслуживаемых участков, датчикрасхода на хозяйственном водовыделе, реверсивный блок учета числа находящихся в устройстве требований, блок стирания и блок задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обслуживания водой поливных участков путем соблюдения оптимальных сроков полива, оно дополнительно содержит регулятор расхода воды хозяйственного водовыдела и функциональный преобра зователь кода числа требующих полива участков в код положения регулятора расхода, причем вход последнего соединен с выходами функционального преобразователя, входы которого соединены с выходами разрядов ревер сивного блока учета числа находящихся в устройстве требований.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что оцо дополнительно содержит реверсивный блок учета расхода на хозяйственном 35 водовыделе, матрицу регистров для храненияпоправок коррекции программ (норм) полива с ключами на выходе последних и сумматор, при этом входы реверсивного блока учета расхода соединены с выходами датчика расхода, 40 а выходы его - с шинами одной координатыматрицы; выходы реверсивного блока учета числа находящихся в устройстве требований соединены с шицамц второй координаты матрицы, и выходы находящихся в узлах матри цы регистров через управляемые шинами матрицы ключи соединены с одним входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока хранения программ полива, а выход - с одним цз входов блока считывания 50 программ.424536 Составитель Т, КукосТехред Т. Курилко Корректор Л. Чуркина Редактор Д. Пинчук Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2666/13 Изд.731 Тираж 565 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 45