Автоматизированная оросительная система

(50 4 А 01 С 25 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ НА У СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относит сельскохозяйственных кул изобретения - расширение ных возможностей оросите (ОС), повышение КПД ее р ОРОСИТЕЛЬ чества водораспределениядусматривается автономнованне процессами поливаобъединены в группы однополива, В ОС выполнены гвыпусков 18 для культур одонып ск менн ппа водо сплошног ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный-научно-исследоватсль ский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем(56) Авторское свидетельство СССР В 1037888, кл, А 01 С 25/16, 1981.Авторское свидетельство СССР У. 1127548, кл. А 01 0 25/16, 1981. ся к орошению ьтур, Цель функциональльной системы абдты и каВ ОС прее регулиро1299548 20 25 30 сева и группа водовыпусков 19 длякультур узкорядного сева, Водовыпускиимеют управляющие элементы. Управле"ние работой ОС осуществляет программно-управляющее устройство 44, имею,щее блочную структуру, Предусматривается комбинированное энергопитаниеОС от источника 39 сжатого воздуха иавтономного электрического блока питания на программаторе, На каждомполе установлены датчики 53-56 влажности почвы. По сигналу глубинного 1Изобретение относится к орошениюсельскохозяйственных культур и можетбыть использовано в качестве автоматизированной системы управления поверхностного полива.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей оросительной системы, повышение КПД ееработы и качества водораспределенияэа счет автономного регулированияйроцесса полива переключением групп водовыпусков и продолжительности их работы.На фиг, 1 представлена принципиальная схема автоматизированной оросительной системы (глубинные датчикивлажности не показаны); на фиг. 2 -то же, схема линий связи продолжительности полива с глубинными датчиками влажности.Автоматизированная оросительнаясистема содержит участок транспортирующего канал-отстойника 1, перегораживающее сооружение 2, водозаборноесооружение 3, закрытый трубопровод 4оросительной системы стабильного расхода воды, основную задвижку 5 и магистральный трубопровод 6 закрытойоросительной системы, поливные распределительные трубопроводы 7-14,задвижки 15-17,Поливные распределительные трубопроводы включают группу водовыпусков18 для культуры сплошного сева и группу водовыпусков 19 для узкорядногосева, выполненных в виде гидрантов,выходные отверстия которых имеют различную расходную характеристику,объединенных пневмопроводами 20 и 21,датчика 52 начала полива программно- управляющее устройство 44 автоматически включает ОС, а по сигналу дат,чика 56 влажности почвы - отключает ОС. При необходимости могут включаться все группы водовыпусков 18 и 19 одновременно на одном полеПрименение водовыпусков с управлМющими элементами позволяе согласовать конфигурацию поля и оптимальное направление полива с учетом принятых севооборотов. 1 з,п. ф-лы, 2 ил. с которыми соединены соответственнорегулирующие блоки 22-25 поливапропашных культур и регулирующиеблоки 26-29 полива узкорядного сева,связанные с автоматической системой управления, выполненной в виде пневмораспределителей 30-33, связанныхпосредством воздушных трубок 34,36и 35,37 с магистральной воздушной трубкой 38 от источника 39 сжатоговоздуха и подключенного к слаботочнымлиниям связи 40-43,В качестве источника 39 сжатоговоздуха может быть использован энергогенератор, например компрессор,связанный магистральной воздушной трубкой 38 с воздушными трубками 34, 36 и 35, 37 и с регулирующими блоками 22-29 полива.Программно-управляющее устройство 44 содержит блок 45 управления, связанный линией 46 связи с основной. задвижкой 5, регулирующий блок 47, к которому подключены линии связи 40- 43, а также инвертируюший блок 48, промежуточные блоки 49-51, которые связаны слаботочными линиями с напряжением не более вО В и мощностью не более 1 Вт с глубинным датчиком 52 начала полива и датчиками 53-56 влажности почвы, установленными соответственно на каждом из полей В 1 - 8. Автоматизированная оросительная система имеет широкие воэможности стыковки программно-управляющего устройства с управляющей ЭВИ.Автоматизированная оросительная система работает следующим образом.3 12995Программно-управляющее устройство 44 с блоком 45 управления, в соответствии с информацией от глубинного датчика 52 начала полива, автоматическипередает сигнал на открытие основной задвижки 5 через блок 45 управления, линию 46 связи, магистральный напорный трубопровод 6 за - полняется водой до задвижки 15, закрытой в момент работы магистрального трубопровода 6, при этом задвижки 16 и 17 поливных распределительных трубопроводов 7 и 8 открыты.Учитывая в заданном блоке 45 управления дискретный характер полива определенной культуры севооборотных полей У 1 и 2, например полив по по. - лосам, расход воды по водовыпускам 18 задается в размерности длительности шага программатора, определяющим продолжительность поочередной работы поливных водовыпусков и, соответственно, от регулирующего блока 47 по слаботочной линии 40 связи, сигнал телеуправления напряжением не более 25 40 В и мощностью не более 1 Вт поступает на автоматическую систему пневмораспределителя 30, связанного с регулирующим блоком 22 с воздушной трубкой 34, смагистральной воздушной 30 трубкой 38, соединенной с источником сжатого 39 воздуха, воздействуя на переключение и включение пневмопривода 20 для подачи воды по полосам на группу (или одиночно) водовыпусков 18, тогда как другая группа водовыпусков 19 (по бороздам) в этот момент задания закрыта, так как сжатый воздух от источника 39 сжатого врздуха заполнил пневмопривод 21 через ре гулирующий блок 26. Так как полив орошаемых полей У 1 и 2 продолжается до получения информации от глубинного датчика 53 влажности почвы, то сигнал передается по слаботочной ли" нии на инвертирующий блок 48 одновременно на открытие задвижки 15 следующего массива севооборотных полей У 3 и 4 и закрытие задвижек 16 и 17 (возможен вариант не перекрывать), поливные трубопроводы 7 и 8, так как регулирующие блоки 22 и 26 в этот период по пневмопроводам 20 и 21 закрывают все водовыпуски 18 и 19 через управляющие элементы самих водовыпусков и вода не поступает на поля У 1 и 2, а распределительные трубопроводы 9 и 10 последующих полей У 3 и 4, пневмораспределитель 31 в соответ 48 4ствии с программой полива культуры на данных севооборотных полях, начинают работу в автоматическом режиме, так как в этот момент поступила команда с регулирующего блока 47 по слаботочной линии 41 связи на соответствующую автоматическую систему пневмораспределителя 31 и затем проводится аналогичная операция полива данных групп водовыпусков 18 или 19, связанных пневмоприводами 20 и 21. Если исходя из площади поля, принятого расхода поливной нормы и других условий, необходимая продолжительность полива каждого участка должна удлиниться, то это время задается в программно-управляющее устройство 44, которое может быть. связано с ЭВМ всей системы и принятая продолжительность по обработке задания будет выполнена.В дальнейшем работа последующих распределительных поливных трубопроводов с групповыми водовыпусками происходит аналогично. Исключение составляет последний глубинный датчик 56 влажности цочвы, который передает на промежуточный блок 5 и. . блок 45 управления команду прекращения работы, что соответствует команде "Основная задвижка закрыта", т,е, задвижка 5 трубопровода 4 закрыта (возможна ситуация, когда водозаборное сооружение 3 отключает подачу воды в трубопровод 4, тогда предусматривается дополнительно линия связи с телеуправлением).После окончания полива поступает одновременно команда с блока 45 управления на регулирующий блок 47 об отключении автоматических регулирующих блоков 22-29, которые связаны с пневмораспределителями 30-33, с магистральной воздушной трубкой 38, с источником 39 сжатого воздуха, вырабатывающим постоянно сжатый воздух, что обеспечивает надежность в любой заданный момент работы системы в це" лом, т,евсех рабочих узлов полива, При этом вся работа оросительной системы в автоматическом режиме (без участия человека) дополнительно обеспечивает повышенную устойчивость к нестационарному доступу.Кроме того, это означает, что источник 39 сжатого воздуха автоматически готов кработе в любое время в соответствии с информацией о фазовом развитии культур, состоянии политых5 12площадей по культуре сплошного сева(по бороздам), компенсируя утечкуводы (т.е, отсутствует в системе) изсети и поддерживая в ней необходимоедавление,Далее команды на включение системы поступают только от блока 45управления программного управляющегоустройства 41 в зависимости от водопотребления, т.е. от числа работающих групп водовыпусков на поле. Следует отметить, что отключение всехполивных распределительных трубопро.водов и последующее их включение вработу, обеспечивает "дежурный"сигнал, который предназначен длянепрерывной поддержки заданной влажности полива глубинного датчика 52т.е. возникает кратковременный звуковой сигнал или непрерывный световой сигнал сигнализатора на блоке 45управления, означающий команду, например, для оператора, что включаетсяв работу вся система "Открыть основную задвижку . Выполнение этой команды приводит к снижению водопотребления из сети и сброса и обеспечивает дальнейшее нормальное функционирование всей большой площадизакрытой оросительной системы.Следует отметить, что две группыводовыпусков на каждом поливном распределительном трубопроводе управляются по пневмосети от программноуправляющего устройства. При этомодна группа гидрантов с регулируемойрасходной характеристикой цо 1,5 л/скаждого устанавливается на головнойчасти каждой борозды. кроме бороздобразующих границы при посеве культурузкорядного сева, На головной частиэтих борозд устанавливаются водовыпуски с повышенной расходной характеристикой 2,5-3,0 л/с, Эти водовыпуски предназначены для образованияполивных полос, поэтому они включаются в работу при посевах культуруэкорядного сева, а при посевах пропашных и других культур, поливаемыхпо бороздам, включают в работу гидранты с пониженной расходной характеристикой При необходимости, например, для полива культур по полосамили по засеваемым бороздам могутвключаться обе группы гидрантов одновременно.Повышение КПД и качества поливадостигается введением в систему прог 99548 6раммно-управляющего устройства, которое обеспечивает на севообороте наиболее прогрессивный способ полива,прерывисто-импульсную водоотдачу вполивные борозды или полосы, При этомвведение комбинированного энергопитания на основе применения автономного электрического блока питания напрограмматоре и всздушного энерго Ц, генератора для исполнительных механизмов в сети управления водораспределителями, позволяет создать энергосберегающую систему управлениявнутрихозяйственным зодораспределе нием и на этой основе получить гиб"кую, легкоперестранваемую автоматизи-,рованную оросительную систему дляповерхностного способа полива пополосам или бороздам.2 р Кроме того., применение управляемых водовыпусков дае г возможностьупростить проектирование и строительство поливных трубопроводов, непредъявлять пополнительных требова ний к технике трубопроводов, не"ломает" существующие конфигурацииполей севооборота и схему расположения поливных трубопроводов, чтодополнительно позволяет сохранитьсогласно конфигурации полей и с учетом выбора наивыгоднейшего направления полива принятые севообороты,Использование,цатчикв влажностив качестве индикатора, окончанияполива позволяет создать автоматизированную оросительную систему собратной связью, что позволяет осу"ществлять полив практически без поте-.ри оросительной воды на сброс и довести КПД полива до 1, При этом поле .не опутывается проводами обратнойсвязи, а индикаторы обратной связиусганавливаются только на концевомучастке поля (по направлению полива),поливаемом от последнего яруса поливных трубопроводов,Подобная комбинированная по энергопитанию система управления несколькими группами распределительных устройств, параллельно соединенных пневмотрубками через автоматические, управляемыми от программно-управляющегоустройства по линиям связи, позволяет путем параллельного, последовательного или одиночного переключенияпо обслуживанию массива орошения втечение всего вегетационного периодаустанавливать более высокую культуруобслуживания системы в целом, позво 1299548ляющую подать расход, соответствующий числу групп оновременно работающих водовыпусков. При этом обеспечивается надежная связь управления работой, создаются условия ремонта отдельных участков линии связи и снижается потребность в пневмоприводах и их ремонте,Применение предлагаемого изобрете ния позволит более полно использовать запас емкости магистрального канала, расход воды через закрытый напорный трубопровод будет постоянным в широком диапазоне колебания уровня в ма гистральном канале, так. как в оросительной системе используется весь расход воды при отсутствии на сброс. Систама с меньшими затратами .технических средств и с высокой точностью 20 может осуществлять быстродействие и обеспечивать стабильность переключением группы водовыпусков на соответствующую расходную характеристику, которая в процессе работы системы 25 изменяется в зависимости от культуры севооборотного массива в течение всего периода использования земли, что в конечном счете позволит повысить урожайность сельскохозяйствен ных культур. При этом в работе системы на горных и предгорных орошаемых землях к поливным трубопроводам не предъявляются дополнительные требования оптимального расположения и их 35 момента с безуклонной прокладкой.Формула изобретения1.Автоматизированная ороситель ная система, включающая водозаборное сооружение, магистральный трубопровод, поливные трубопроводы с водовыпусками, разделенные запорными электрорелейными клапанами на секции одновременного полива, блок управления грунтовой работой водовыпусков, задатчики полива, источник давления и линии связи, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей оросительной системы, повышения КПД ее работы и качества водораспределения за счет автономного регулирования процесса полива переключением групп водовыпусков и продолжительности.х работы, в оросительную систему введены распределительные устройства, программно-управляющее устройство, датчики влажности почвы и комбинированная по принципу питания система управления на основе применения автономного электрического блока питания на программаторе и воздушного энергогенератора, объединяющая несколько групп распределительных устройств с одинаковой пропускной способностью в поливные борозды или полосы, параллельно соединенных между собой и подключенных пневмотрубками через регулирующие блоки и электроуправляемые пневмораспределители к энерго- генератору, при этом программно-управляющее устройство подключено слаботочными линиями связи к электро- управляемым пневмораспределителям, к датчикам влажности почвы и к запорным органам, установленным на поливных трубопроводах.2. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повы-, шения равномерности распределения воды по длине поливных трубопроводов согласно технологии полива, водовыпуски объединены в отдельные группы для полива по полосам или бороздам всех культур севооборота сплошного или узкорядного сева.1299548 Подписное Тираж б 30 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул, Проектная, 4 Редактор Ю. СередаЗаказ 954/2 Составитель Л, ПантелееваТехред Л,Сердюкова Корректор А, Зимокосов