Устройство для автоматического управления поливом

% 017230, кл. А в8.8)видетельство СССР01 6 25/16, 1981,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР К А ВТОРСКОМУ СВИДКТЕЛЬСТ л. 41структорское бюро Водав(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для автоматического управления исполнительнымии меха низма ми полива. Цель изобретения - повышение точности определения срока начала полива. Устройство для автоматического управления поливом включает датчик 1 скорости водного тока в стебле растения и датчик диаметра стебля, и также блок 3 синхронизации, подключенные к двум идентичным каналам измерения. Выходы каналов подключены к входам схемы И 24. Выход схемы И 24 через 519594 А 1 2одновибратор 25 и реле 26 времени связан с блоком 27 полива. Каждый канал измерения включает аналого-цифровой преобразователь 4 (5), блок 6 (7) памяти, компараторы 8, 12 (9, 3), сумматор 0(11), блок 14 (15) задания уставок флуктуации сигналов соответствующего датчика, две схемы 18, 20 (19, 21) задержки и ячейку 22 (23) памяти. Устройство позволяет исключить ложные срабатывания, обусловленные флуктуациями изменения скорости водного тока в стебле и диаметра стебля растений за счет изменения факторов внешней среды (температуры и влажности воздуха, инсоляции растений) и других, влияющих на скорость транспирации растений. В тех случаях, когда значение разности оказывается больше по абсолютной величине, чем установленный уровень флуктуаций, устройство выдает запрос на включение исполнительного устройства по данному па. раметру и при совпадении запросов по обоим параметрам включает исполнительный орган. Во всех остальных случаях включения исполнительного органа не происходит. 3 ил.Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для автоматического управления исполнительными механизмами полива.Целью изобретения является повышение точности определения срока начала полива.На фиг.представлена функциональная схема устройства для автоматического управления поливом; на фиг. 2 . график хода изменения во времени скорости водного тока в стебле (кривая ,) и диаметра стебля (кривая с растений; на фиг. 3 . - принципиальная схема блока задания уровня флуктуаций изменения скорости водного тока в стебле и лиаметра стебля растений.Устройство для автоматического управления поливом содержит датчик 1 скорости волного тока, датчик 2 лиаметра стебля растений и блок 3 синхронизации. Датчики 1 и 2 подключены к аналоговым входам двух каналов измерения от клонений во вречени соответственно сигнала латчика скорости волного тока в сгебле и латчика лиаметра стебля. К этим двум каналам подключен и блок 3 синхронизации. Каждый канал управления выполнен цифровым и состоит нз аналого-цифровых преобразователей на входе, блока памяти, двух кочпараторов, сумматоров, блока задания уставки флуктуаций сигналов соответствующих датчиков, двух схем задержки с ячейкой памяти и логической схемы И. Вы. хол датчика 1 скорости водного тока в стебле соединен с аналоговым входом аналогоцифрового преобразователя 4. Управляющие входы первого 4 и второго 5 аналогоцифровых преобразователей подключены к выходу блока 3 синхронизации, их инфор мационные выходы - к информационным входам первого 6 и второго 7 блоков памяти соответственно, а также к первым информационным входам первого 8 и второго 9 цифровых компараторов и первым информационныч входам первого 10 и второго1 цифровых с мматоров соответственно. Ин - версные инфорчационные выходы цифрового сумматораО полключены к вторым информационным вхолам третьего цифрового компаратора 12. Инверсныс информационные выхолы цифрового сумчаора 11 полклн- цены к вторым инфор чационным входам четвертого цифрового компаратора 13. К первыч информационным входам третьего цифрового компаратора 2 подключены выходы блока 14 задания уста вки флуктуаций изменсния скорости волного тока в стебле растения. Гри этом инверсныс выхолы сучматора 11 подключены к первыч инфор. мационным входам блока 5 задания ставки флуктуаций изменения скорости волного тока в стебле растенияВыходы сравнения третьего 12 и четвертого 13 цифровых кочпараторов полклю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чены к первым входам элементов И 16 и 17, к вторым входам которых подключены выходы сравнения первого 8 и второго 9 цифровых компараторов. Вторые информационные входы первого 8 и второго 9 цифровых компараторов подключены к прямым информационным выходам блоков 6 и 7 памяти, а инверсные информационные выходы последних подключены к вторым информационным вхолам цифровых сумматоров 10 и 11.Схемы 18 и 19 задержки подключены к уира вл я ющи м выхода м а налого- цифровых преобразователей 4 и 5.Управляющий вход блоков 6 и 7 памяти подключен к выходам вторых схем 20 и 21 задержки, входы которых подключены к выходам первых схем 18 и 19 задержки соответственно. Входы первых схем 18 и 9 задержки подключены к управ. ляющич выходам аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 соответственно. Выходы первых схем 18 и 19 задержки подклю. чены, кроче того, к вторым вхолам ячеек 22 и 23 памяти, на первые входы которых подключены выходы элементов И 16 и 17. Выходы ячеек 22 и 23 памяти подключены к входам общей для обоих каналов логической схемы И 24, выход которой подключен к входу одновибратора 25, а выход одновибратора через реле 26 вречени подключен к блоку 27 полива.На фиг. 2 параметром 1 обозначена величина установленного значения (уставка) флуктуаций по параметру скорость, кривыми а и б ограничены возможные флуктуации функции изменения скорости. Параметром Ъс обозначена величина установленного значения (уставка) флуктуаций по параметру диаметр, кривыми в и г ограничены возможные флуктуации функции изченения диаметра.Блок задания уставок фл) ктуаций изменения скорости водного тока в стебле или диаметра стебля растения содержит, напричер, лвухпозиционные переключатели 28, 2 с)Х (фиг. 3), контакты с которых подключены к шине питания, контакты ( - к земляной шине, а переключающие контакты Ь являются выходными. В зависимости от положения переключающих конта ктов Ь на каждом из них присутствует уровень логической 1 или логического О. И если каждому переключателю присвоить вес двоичного разряда, то с совокупности переключателей 28 -- х можно получить (М+1)-разрядный двоичный кол значения уровня флуктуаций изменения параметров скорости или диаметра.Устройство для автоматического управления поливом работает следующим обраБлок 3 синхронизации (фиг. 2) в моменты времени Т, Т., Ть,Ты с шагом ъ(, выбранным исходя из минимальной скоростисуточных изменений скорости водного тока и диаметра стебля растения, посылает импульсы запуска на управляющие входы аналого-цифровых преобразователей 4 и 5, на аналоговые входы которых поступают сигналы с датчиков 1 и 2 соответственноо. После преобразования на и нформационных выходах каждого аналогоцифрового преобразователя устанавливается двоичный код, эквивалентный измеряемому сигналу, а на управляющем выходе - сигнал Конец преобразования. Двоичный код поступает на первые информационные входы цифровых компараторов 8 и 9 и на первые информационные входы цифровых сумматоров 10 и 11 соответственно. На вторые информационные входы цифровых компараторов 8 и 9 поступает прямой двоичный код, а на информационные входы сумматоров 1 О и 11 - инверсия этого же двоичного кода с блоков 6 и 7 памяти соответственно, записанного на предыдущем шаге измерения. Цифровые компараторы 8 и 9 сравнивают коды аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 с кодами блоков 6 и 7 памяти соответственно, и в случае, когда двоичный код аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 меньше по абсолютному значению, чем код, записанный на предыдущем шаге измерения, точки е и и (шаги Т 4 и Тс) и точки к и л (шаги Ти Т) выдают на выходе сравнения уровень логицеской 1. Уровень логического 0 выдает во всех других случаях, показывая тем самым уменьшение лишь одного из измеряемых параметров либо его увеличение, или неизменное состояние. На инверсных информационных выходах цифровых сумматоров О и 11 в случае, когда двоичный код аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 меньше ио абсолютному значению, чем двоичный код блоков 6 и 7 памяти соответственно, по законам двоичной арифметики появляется прямой двоичный код разности. Двоичный код разности поступает на вторые информационные входы цифровых компараторов 12 и 3 соответственно, на первые информационные входы которых поступает двоичньи кол знацения уровня флуктуаций изменения скорости водного тока в стебле и диамстрз стебля растения с блоков 14 и 15 задания соответственно.В случае, когда значение кода раз. ности больше, цем значение кода уровня флуктуаций, установленных на блоках 14 и 15 задания (точки к и л на фиг. 2), на выходе сравнения цифровых компараторов 12 и 13 соответственно появляется уровень логическойили уровень логического О в других случаях, в том числе и точки е и и, тзк как точка е лежит нз кривой, ограничивающей зону флуктуации. Уровень логической 1 с выходов комиараторов 8,5 10 15 20 25 30 Э 5 40 45 50 55 9, 12 и 13 поступает на входы эле. ментов И 16 и7 соответственно, на вы. ходе которых также появляется уровень логической . Уровень логическойс выхода элементов И6 и 17 поступает на информационный вход ячеек 22 и 23 памяти соответственно, на вход управления которых поступает задержанный схемами 18 и 19 задержки на время срабатывания блоков 9, 10, 12, 16 и 9, 11, 13, 17 сигнал Конец преобразования, который записывает логическую 1 в ячейки 22 и 23 пасяти. Сигнал Конец преобразования с вы. хода первых схем 18 и 19 задержки поступает на вход вторых схем 20 и 21 задержки соответственно, которые задерживают сигнал на время, необходимое для срабатывания ячеек 22 и 23 памяти, эл четз 1 24 и одновибратора 25. После вторых схеч 20 и 21 задержки сигнал Конец яр образования поступает на вход управления записью в блоки 6 и 7 памяти соответственно.На следующем шаге измерений записанный в блоках 6 и 7 пзмяги код сравнивается с вновь полученным кодом от аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 соответственно, и так далее.В случае, когда обе ячейки 22 и 23 памяти перешли в состояние логической 1, что происходит, когда вновь полученные значения кодов с аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 оказываются меньше знзчений кодов, записанных в блоки 6 н 7 памяти на предыдуцсм шаге изчерения, и при условии, что значения кодов уровнс й флкт аций измеряечы параметровв, установленных в блоках 14 и 15 задания, меньше кодов разностей сумматоров 1 О и 11, на выходе элементз 11 24 появляется уровень логической 1, который вызывзет срабатывание одновнбраторз 25, запускающего реле 26 времени, которое включает блок полива на установленный интервал времени.Таким образом устройство выявляет иирсмсное изченение нзчсряечых параметров в сторону уменьшения, зходит разницу между текущими иредыдушичи знасн ячц измеряечых параметров и срзвннвзс полученные разности с стзвкзчи, знзчсння которых устанавливаю исходя нз чаксимзльного уровня флуктузционных почек, цеч и достигается высокая точность управления поливом, поскольку исключаются ложные срабатывания при случайных флуктузциях измеряемых ларачегровДатчики измерения скорости водного тока в стебле и измерения диаметра стебля растения содержат соответствуюцие преобразователи и дают на выходе сигналы напряжения постоянного токз, пропорциональные измеряечым величинам.Лнзлого-снфровые преобразователи ч- гут быть выполнены на серии чикросхеч;сч роитИ;ля звгоматичекокнр;н ления 1 О,ив)м позволяет более очно Онр(- делить 1 Отр( бность В нолиис, 1 н кольк( иклкчаетраба гыве)нн НО фл) л) аионны1)ОЧЕХ; Ч.11 овыНснщ точно. тинреВлния Еоливох) ЕЕОЛЕ)О. Я(Т Х,1 Ч НЕИТЬ Е)ОДНИ И Рож ИХ )("ГЕ- ний, исклкчив их нереувлзжнение, и тм сз. чым Еювь)ситьрожайность сель(кохозяйст- ВСННЬ Х с).1 ЬТ 1) 1)РИ ЗКОНОМИИ 11 О,ИННОЙ еи ды(1 Р)В,5 Ч 1( Всо",Ы к ,1)к, си х 1 н. ни за ци и, а Выходы К ВХОДЗ М ЛОГИЛОЕОКЗ. ЕН)1 ", ), ВОСЛЕДКО Чсрсз НОСЛЕЧОВ ГЕЛИЮ ОедИНС ННЫЕ Оди)вибратор и ре.и нрс чсни )илина нодклюи нь) к блоку полив(1, причем каждый кана, измерения Ггклонений сигалов лат- чикОВ содержит блок нз л 1 ти, подключенный к б.ику сравнения, Выполненному в виде комнзратора с логеческой схемой И на вы- ХОДЕ, От.ИЧа)ОЦЕЕС тС М, ЧтО, С (ЕЛЬЮ ПООВЕ,ЕИ)с ния точ)гости онределения срока начала НО,ива, у(тройство снабжено установленными в каждом канале аналого-цифровым Ереоб разо 1 Н тел ем, Включен н ы м между выходом соопи етвую 11 его датчика и входами 5 блока памяти, сумматором, подклк)ценным кинверсным выходам блоки нзмяти, вторыч коч 1;1)атороч, полклк)ченным чежд инверснычи выходами сумчатора и вторым входом схмы И, а гзкже блоком задания уста гнк флуктуации сипалз соотвстстеую- ОиГ д,)чИкз, подключенным к Входам вто- РОГО КОМНЗРс)ЕОРа, Н(РВОЙ И ВТОРО) СХЕ- ч;ми задержки, вклк)ченными последовательно лежлу уира Влякчпи м вы ходо ч з на.,)огоифрового преобразовзеля и урав,яюнИм входол блоке памяти, и я и йкой 11 с Х)51 И Чс 1 иХОДЕ Кс)Ж.ЧОО Кс НЗ.1 З, Не) - иыи ехол когорой ИО 1единн и Выход, ,Оикои сх("ы 51 ВО 1 н)й к ны- ,О.)"ргн й хемы ).1.ржки1519594 икая НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4,5 Производственно-издательский комбинат Патент, г Ужгород, ул. Гагарина, Оедактор О. Юрко ак аз 6620/4 Составитель Гхред И. Вереераж 62 1гю араев Корректор М. Максимишин Поди ясное