Автоматизированная оросительная система

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рц 990148(22) Заявлено 02.06,80 (21) 2932821/30-,15с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 2301.83. Бюллетень Мо 3Дата опубликования описания 230133 Д)М Кд 3 А 01 О 25/16 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытийЛенинградский ордена Трудового Красного Знамены сельскохозяйственный институт(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в автоматизированных системах орошения дождеванием с использованием высокопроизводительных поливных агрегатовПо авт. св. 9 940707 известна автоматизированная оросительная система,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 задвижками с электрогидрореле для включения в работу поливных агрегатов.Недостатком этой системы является низкий уровень автоматизации вследствие необходимости вручную устанавли вать длительность работы агрегатов при необходимости изменения нормы полива и недостаточное качество полива из-за отсутствия комплекта измерительных средств об условиях проЗО 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 импульсы 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 блокуправления поливным агрегатом содержит последовательно соединенные и расположенные между дешифратором и выходом блока управления две схемы совпадения, реверсивныйсчетчик и третью схему совпадения, атакже последовательно соединенныемежду блоком задержки и реверсивнымсчетчиком четвертую и пятую схемысовпадения, причем вторые входы схемсовпадения подключены соответственно 5Фих номерам к выходам реле давления,таймера, блока задержки, делителя иреверсивного счетчика.На фиг,1 представлена схема автоматизированной оросительной системы, 10на фиг,2 - схема блока управленияполивным агрегатом, на фиг.З - пример временной диаграммы передачи сигналов управления и работы системы.Автоматизированная оросительная. 15система включает управляющий вычислительный блок 1, комплекс 2 измерительных средств, блок 3 управлениянасосной станцией, насосные агрегаты4., командную 5 и перепускную 6 задвиж-..ки, реле 7 давления, блок 8 индикации,а также установленные на каждом поливном агрегате реле 9 давления, управляемую задвижку 10 поливного агрегата и блок 11 управления поливнымагрегатом. Блок 11 управления поливным агрегатом (фиг.2) содержит кварцевый генератор 12, делитель 13, счетчик 14, дешифратор 15, триггер 16,блок 17 задержки, реверсивный счетчик 3018, устройство 19 обнуления реверсивного счетчика, пять схем 20 - 24 совпадения. Временные диаграммы 25-43,представленные на фиг,З для случаяразмещения блока 11 на 2-м на о-м поливных агрегатах, означают соответственно: 25 - выходные импульсы таймера (кварцевого генератора) 12, 26выход триггера 16," 27 - выход счетчика 14; 28 и 29 - входные импульсы напервом входе схемы 20 соответственно 40для 2-го и и-го поливных агрегатов,30 - выход датчика реле давления(величина давления в трубопроводе)31 и 32 - входной сигнш на 1-м входесхемы 21 совпадения соответственно 45для 2-го и и-го поливных агрегатов,33 и 34 - счет импульсов реверсивнымсчетчиком 18; 35 и 36 -. установившееся состояние реверсивного счетчика13 для 2-го и и-го поливных агрегатов, зависящее от длительности импульса давления," 37 и 38 - выход блока 17задержки ( Г в вре задержки ) включения 2-го и и -го агрегатов, 39 и40 - выходной сигйал блока управления 55для 2-го и и-го агрегатов; 41третий выход делителя 13; 42 и 43 -второй вход реверсивного счетчика 18для 2- го и п-го агрегатов,Автоматизированная 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 ипере-" пускной б 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 И-го поля.После включения насосной станции, заполнения трубопроводной сети и получения 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 периОпу информационной,связи Т, 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 которыхФормула изобретения равна периоду импульсов, поступающихс первого выхода делителя 13 на входсчетчика 14. С И-го выхода дешифра.тора 15 ( н -номер поливного агрега 1та) импульсы подаются на первый входсхемы 20 совпадения (диаграммы 28 и29 для 2-го и р-го поливных агрегатов соответственно). Если во времясуществования этих сигналов в магистральном трубопроводе создан перепаддавления (диаграьцаа 30), то от реле9 давления поступает сигнал иа вхсщ11 управления поливным агрегатом,т.е. на второй вход схемы 20 совпадения. Появившийся по совпадению сигнал на первом входе схемы 21 совпадения(диаграувы 31 и 32 для 2-го и и-гополивных агрегатов) и приходящие импульсы на второй вход схемы 21 совпадения от кварцевого генератора 12приводят к началу счета импульсов реверсивным счетчиком 18 (диаграммы 33и 34), который до этого находился внулевом состоянии. (При первичномвключении установка в нуль реверсивного счетчика 18 осуществляетсяустройством 19 обнуления). Новое ус,тановившееся состояние реверсивногосчетчика 18 зависит от длительностипоступающего сигнала, создаваемогореле 9 давления, т.е. от длительности перепада давления в период связинасосной станции с и-м поливным агрегатом (диаграмма 35 и 36)По окончании периода передачи информации тпоявляется сигнал на (я+1)-м имвыходе дешифратора 15 всех поливках агрегатов, триггер 16 перебраСывается 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 включеГнйе поливных агрегатов, Сигнал включения с выхода триггера 16 через блок 17 задержки поступает на второй вход схемы 22 совпадения, на первыйвход 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 16находится в единичном состоянии, ареверсивный счетчик 18 не в нулевомсостоянии,. импульсы с третьего выхода делителя 13 (диаграмма 41) черезсхемы 23 и 24 совпадения проходятна второй вход реверсивного счетчика 18 (диаграэюа 42 и 43),.возвращая егок нулевому состоянию (диаграммы 35 и36). Как только реверсивный счетчик 18 оказывается обнуленным, исчезаютсигналы на первом входе схемы 22 сов 1 падения и на втором входе схемы 24совпадення,что приводит к остановке.реверсивного счетчика 18 в нуле и закрытие управляемой задвижки 10 полив-ного агрегата (диаграммы 39 и 40),Так как состояние ревериВиого счет-:чика 18 перед включением в работу по-ливного -агрегата для разных агрегатов1 О может быть различно, то различны ипериоды работы Ту поливных агрегатовСледующий период информационнойсвязи, каждюй из которых предпочтительно проводить ежесуточно, ночью,15 должен начаться подачей .сигнала совторого выхода делителя 13 на вход,триггера 16. К этому моменту всеуправляемые задвижки 10 агрегатовуже должны быть закрыты, следователь 2 О но, описанные операции могут повторяться, приведя к запуску поливныхагрегатов,в работу на время, задаваемое управляющим вычислительным блоком 1 с учетом влажности почвы,25 радиационного баланса, количестваосадков, температуры возрха, особенностей каждого поля и вегетационногопериода поливаемых культур,Использование предлагаемого изобЗр ретения позволит автоматически управлять длительностью включения каждогоиз поливных агрегатов, что позволитсоздавать оптимальные влагозапасы подполиваеьими культураьял, в итоге при 35 ведет к повышению урожайностиКроме того, система позволит осуществлять включение следующего полив,ного агрегата с некоторой задержкойво 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-,45 равлических агрегатов.Расчеты показывают, что применение предлагаемой автоматической сис темы управления поливными агрегатамипозволяет повысить урожайность в50 среднем на 7-10 и получить с каждого гектара дополнительно продукциина 5,25 руб., а с 700 га, орошаемыхдесятью дождевальными машинами ффрегатф, на 3675 руб, при сокращении55 количества операторов, обслуживающихсистему на 34 человекачто дает экономию фонда заработной платысоставит 1800 руб в год, при этом повысится уровень механизации и автоматн 40 зации поливных работ. 1. Автоматизированная оросительная система по авт.св. У 940707, о т990148 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения уровня автоматизациии .качества орошения путем дифферен-.цированного управления временем работы поливных агрегатов с помощью введенияв управляющие импульсы давлениякода требуемой поливной нормы для каждого 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 блокуправления поливными агрегатами дополнительно содержит устройство обнуления и последовательно подключенныек таймеру делитель, счетчик, дешифратор, триггер и блок задержки, причемвторой вход триггера подключен к выходу делителя, а выход триггера подключен к счетчику. 10 2. Система по и;1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок управленияполивным агрегатом содержит последовательно соединенные и расположенныемежду дешифратором и выходом блока5 управления две схемы совпадения, реверсивный счетчик и третью схему совпадения, а также последовательно соединенные между блоком задержки и реверсивным счетчиком четвертую и пя 10 тую схемы совпадения, причем вторыевходы схем совпадения подключены соответственно их номерам к выходамреле давления, таймера блока задержки, делителя и реверсивного счетчика.15,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 940707 по заявке Р 2896899/15,кл. А 01 0 25/16, 1980.