Автоматизированная оросительная система

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН аи ЯОии 5/16 А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ СА ЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ едов ой а во СССР6,20.03.85.(57) Изобретение относится к автоматизации полива сельскохозяйственных культур дождевальными машинами(ДМ) с электрогенератором, Цель изобретения - повышение качества управления орошением путем исключения ложных срабатываний релейно-гистерезисных гидроавтоматов (РГГА) при отключении ДМ в нижних оросителях.Система содержит источник 1 орошенияс регулятором 2 водоподачи на входе,имеющим затвор 3 с приводом 4, задатчиком 6, датчиком 10 расхода и блоком 5 сравнения, Регулятор 2 водоподачи снабжен также радиостанцией(71) Всесоюзный научно-исстельский институт комплекматизации мелиоративных си(56) Авторское свидетельсВ 1364252, кл. А 01 6 25/ 9 с блоком 8 управления и селектором 7. В систему входят распределительный канал 11 и присоединенные к кему через РГГА оросители 14,15,16 с ДМ17, 18, 1.9, имеющими радиостанции20, 21, 22 с блоками контроля 23,24, 25, соединенными с сигнализаторами 26, 27, 28 работы машины и датчиками 29, 30, 31 минимальной глубины, Последние устанавливаются на ДМ,питаются от их генератора и связаныс регулятором водоподачи по радиоканалу, Сигнализаторы работы машинсвязаны не только с задатчиком 6,;но и управляют селектором, обеспечивающим подключение к дополнительномувходу задатчика б датчика минимальной глубины только одной нижней извсех работающих машин. РГГЛ устраняютвлияние включений-отключений ДМ вряде оросителей на другие оросители,Кроме исключения затрат на проводныеи кабельные линии, обеспечиваетсямаксимальная область применения системы управления водораспределениембез управляемых (дистанционно илителемехаиикой) регуляторов по распределительному каналу. 2 з,п, ф-лы,12 ил,40 50 55 Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено При поливе сельскохозяйственных культур широкозахватными дождевальнымиашинами с забором воды в движении Пз открытых оросителей,например, ила "Кубань".Целью изобретения является повышение качества управления орошением 1 утем исключения ложных срабатываний релейно-гистерезисных гидроавтоатов при отключении дождевальныхашин в нижних оросителях.На фиг. 1 представлена схема авоматизированной оросительной сисемы; на фиг.2 - электрическая схеа регулятора водоподачи; на фиг,Зременная диаграмма работы реле вреени; на фиг,4 - схема датчика миимальной глубины наполнения оросиеля; на фиг.5 - то же, пример выолнения; на фиг.6 - схема селектора; а Фиг.7 - то же, пример выполнеия; на фиг.8 и 9 - релейно-гистереистный гидроавтомат, примеры;на иг10 и 11 - график зависимости наора от расхода и графики, поясняюе работу элементов схемы; на иг,12 - график зависимости напора От времени. Автоматизированная оросительная система содержит источник 1 орошения, регулятор 2 водоподачи, состоящий из затвора 3, привода 4, блока ,5 сравнения, задатчика 6, селектора 7 блока 8 управления, радио 1станции 9 и дтачика 10 расхода,распределительный канал 11, релейногистерезисные гидроавтоматы 12, водосливы 13 (устанавливаемые при необходимости для конкретных уклонов канала), первый 14, промежуточный 15 и последний 16 оросители с дождевальными машинами (ДМ) соответственно 17, 18 и 19, снабженными радиостанциями 20, 21 и 22 с блоками 23, 24 и 25 контроля и соединенными с их входами сигнализаторами 26, 27 и 28 работы ДМ и датчиками 29, 30 и 31 минимальной глубины в оросителях перед ДМ.Задатчик 6 содержит (фиг.2) входное реле 32 с замыкающими контактами 32-1, 32-2 и 32-3, реле 33 времени с размыкающими контактами 33-1, 33-2 и замыкающим контактом 33-3 и настроечные резисторы 34, которые О 15 20 25 30 35 соединены с контактами 35 36 и 37 блока 8 управления. Контакты 35, 36 и 37 посредством радиосязи связаны с сигналиэатордми 26, 27 и 28 работы дождевальных машин 17, 18 и 19 соответственно, К задатчику 6 подключен селектор 7 (условно показан 1в виде замыкающего контакта) а выУход задатчика соединен с устройством 5 сравнения,Датчики 29, 30 и 31 минимальнойглубины (Фиг,4 и 5) выполнены в видеультразвукового излучателя-приемника 38, установленного на поплавке 39водозаборного устройства дождевальной машины, электронного блока 40и порогового реле 41. Датчики соединены через блоки 23, 24 и 25 контроля соответственно с радиостанциями20, 21 и 22.Каждый из датчиков 29,30 и 31 может быть выполнен также ввиде контакта 42, механически соединенного с всасывающим трубопроводом43 водозаборного устройства дождевальной машины (Фиг,4 и 5).Селектор 7 в бесконтактном варианте (фиг.6 и 7) выполнен в виде схемна логических элементах И 44 и ИЛИ45, к которым подключены выходы 35Ф36 и 37+ блока 8 управления, связанные через радиосвязь с сигналиэаторами 26, 27 и 28 работы ДМ, и выходы 46, 47 " и 48 блока 8 управления, связанные через радиосвязьс датчиками 29, 30 и 31 минимальнойглубины. Селектор может быть выполнен также в виде размыкающих 36 -1,37 -1 и замыкающих 35 ц, 36 ф,37 -2 контактов блока 8 управления,(связанных через радиосвязь с сигна.лизаторами 26, 27 и 28 работы ДМ17, 18 и 19,и контактов 46, 47 и48 блока 8, сязанных с датчиками29, 30 и 31. Релейно-гистерезисный гидроавтомат 12 при выполнении на основе сиФона (Фиг.7) содержит трубу 49, соединяющую распределительный канал 11 с оросителем, капор 50 сифона, клапан 51 срыва вакуума, регулирующий клапан 52, поплавок 53, шток54, водослив 55 и зарядный эжектор, вакуумный патрубок которого соединен с капором 50, Управление сифоном осуществляется клапанами 51 и 52 и регулировочным вентилем для соединения с атмосферой (не показан), 1412667При выполнении релейно-гистереэисного автомата на базе поплавкового стабилизатора уровня нижнего бьефа он содержит (фиг,9) трубу 56,соединяющую распределительный канал11 с оросителем, затвор (запорныйорган) 57, рычажную передачу 58(может быть применена гидравлическая связь с усилителем) нить (ленту) 59, шток 60, фиксатор 61, защелку 62 с пружиной и большой 63 и малый 64 поплавки.На фиг,11 и 12 показаны идеали. зированная характеристика релейногистерезисного гидроавтомата в координатах уровень Н воды в оросителе - подаваемый в ороситель расход0 и график изменения во времени уровня воды в оросителе с нижней работающей ДМ,На фиг.11 и 12 обозначены: Н иЬнН - предельно допускаемые верхнийи нижний уровни воды в оросителе;Н и Н в - уровни начала эффективного 25закрывания и открывания затвора гидроавтомата;и- номинальный расход маН Ишины и подаваемый в ороситель максимальный расход (принимается около(1, 1-1, 2)Н- уровень,при котором датчик минимальной глубинывыдает сигнал; 35с - время добегания от источника до данного оросителя;С д - длительность подачи корректирующего расхода;40Н-К Х -1,УМ -КМ нварианты траектории процесса, зависящие от величины Сн, устанавливаемой контактом 33-1 реле 33 времени.Источником 1 орошения может бытьканал, река или водохранилище,Регулятор 2 водоподачи устанавливает величину подаваемого в распределительный канал 11 расхода соответственно сигналу(заданному расходу) на выходе эадатчика 6.Селектор 7 представляет собой логический переключатель, Используяте же сигналы .о работе машин (отсигнализаторов 26, 27 и 28), которыеподаются на основные входы эадатчика (реэисторы 34) 6, селектор 7 выбирает нижнюю из всех работающихмашин и только ее датчик 29 (или30, или 31) минимальной глубиныподключает к дополнительному - корректирующему входу (реле 32) эадатчика 6, возможность влияния датчиков 29 (или 30, или 31) всех другихмашин селектор 7 блокирует (исключает),Радиостация 9 с блоком 8 управления, установленная на регуляторе2 водоподачи, и радиостанции 20,21 и 22 с блоками 23, 24 и25 контроля дождевальных машин 17)18 и 19 образуют радиосистему централизованного контроля. Эта радиосистема обеспечивает замыкание контактов 35, 36 и 37 от сигналиэаторов26, 27 и 28 при включении в работусоответствующей дождевальной машины(и размыкание контактов при отключении машины), замыкание контактов46, 47 и 48 при уменьшении глубинынаполнения ниже значения Н, установленного на связанном с данным контактом датчике 29 (или 30, или 31)минимальной глубины (наполнения оросителя), и размыкание при превышении значения Ну.Резисторы 34 при настройке подбирают такими, чтобы протекающий через них ток был пропорционален величине Ц, 1-2 Х меньшей Ой,Величину Н в выбирают такой, чтобымежду этим уровнем и предельным максимальным уровнем Н каждого оросивтеля заключался объем, равный произведению Он х . Величину Н выбирают такой, чтобы между уровнями Ни Н заключался объем, большийхвх с, где 1 нв - максимально возможный небаланс между подаваемым в систему и забираемым оросителями расходами, практически 1 н = (0,04-0,08)хх Он. Величину Н выбирают такой,чтобы около уровня Н затвор был завкрыт, практически Н= (0,97-0,98) НвДля сифонного гидроавтомата величина 1устанавливается высотой водослива 55 (фиг,10), Н регулируетсядлиной штока 54, Но устанавливаетсявыбором уровня установки эжектора,или применяется дополнительный клапан, открываемый штоком 54 поплавка53, устанавливаемый на трубке отэжектора к клапанам 51 и 52, Наклонлинии ДС (фиг,10) тем больше, чемменьше перепад между оросителем ираспределительным каналом (пунктиром йоказан характер вариаций при колебаниях уровней в распределительном канале), Для поплавкового гидроавтомата уровни устанавливаются взаимным перемещением поплавков 63 и 64 на штоке 60 относительно корпуса, Величина (- дросселем .на трубе 56 9 ли ограничителем хода затвора (не оказаны),Автоматизированная оросительная система работает следующим образом.В установившемся режиме включеноработу некоторое число машин. игнализаторы 26, 27 и 28 этих машин одают сигналы через радиосистему в лок 8 управления, поэтому соответтвующие контакты 35, Зб и 3 блокауправления в схеме задатчика 6 амкнуты и в распределительный канал 1 подается расход, на 1-27 меньший оминального расхода включенных маНеОдновременно с замыканием конактов 35, 36 и 37 при включении мап 1 ин переразмыкаются контакты Зб -1, 7-1 и замыкаются контакты 35 -2,я б -237 -2 в схеме селектора 7 и и и же появляются сигналы на выходах 5 ф, 36, 37+ блока 8 управления, 11 ри этом контакт, связанный с нижней из работающих машин, например контакт 37 " -1, исключает возможность каких-либо изменений в схеме при заьыкании контактов 4 б и 47 (блокирует ся выход датчиков 29 и 30 минимальной глубины вышерасположенных машин 17 и 18), а контакт 37 н -2.создает Мозможность выхода сигналу с датчика 31 минимальной глубины нижней работахщей машины 19,Гидроавтоматы 12 всех оросителей с 1 включенными машинами работают в реяиме стабилизации нижнего уровня (область точки С линии СЕ на фиг.11), г 1 оэтому все оросители забирают воду йо потребности, соответственно вариациям водопотребления машиной,Исключением является ороситель с нижней из работающих машин, который получает только остаток - незабранную Верхними оросителями воду.Преднамеренно созданный настройкой резисторов 34 небольшой (1-27) дефицит подачи проявляется в виде Очень плавного снижения уровня в оросителе с нижней работающей маши 12667 6ной (процесс цо линии 1,М на фиг.12),Когда уровень снизился до 11, датчик 31 минимальной глубины подаетсигнал, который приводит к замыканию5контакта 48 блока 8 управления в схеме селектора 7 (фиг,7), реле 32 задатчика 6 включается (фиг.2),Реле 32 контактом 32-1 создаетцепь самопитания (до размыканияконтакта 33-1), контактом 32-2 включает реле 33 времени, а контактом32-3 увеличивает подаваемый расходна величину около О. Реле 33 време 15ни контактом 33-3 создает цепь самопитания до размыкания контакта32-2 и отсчитывает заданные интервалы времени.Через установленный интервалдлительности корректирующего импульсаконтакт 33-1 размыкается и отиключает реле 32,поэтому в системуснова подается расход, примерно равный водопотреблению работающих машин. Через установленный интервалдлительности цикла корректированияразмыкается контакт 33-2, в результате реле 33 времени возвращаетсяв исходное состояние, В промежутке30между этими событиями импульс повышенного расхода добегает до оросителя 16 и относительно быстро повышает уровень воды .в нем - процесспо линии МН на фиг,12,после чегоуровень в оросителе с нижней работающей машиной очень плавно снижается - процесс по линии ИК, Черезнесколько часов, когда уровеньуменьшится до Ну, процесс подачидополнительного объема воды повторится,При включении дополнительной дождевательной машины сигнал ее сигнализатора 26 (27, 28) замыканием дополнительного контакта 35 (Зб, 37)увеличивает, а при отключении размыканием соответствующего контакта35 (36, 37) уменьшает подаваемый всистему расход до величины, на 1-27.меньшей номинального водопотребления50 работающих машин.Одновременна с этим при каждомизменении количества машин в работепо сигналам сигнализаторов 26, 27 и28, вызывающих переключения контак 55 тов - размыкание 36 - 1, 37 - 1 и замы/канне контактов 35 ц -2, 36 -2,37 -2 - селекторсоздает возможность подачи корректирующего объемаводы только по сигналу датчика 29(30 и 31) минимальной глубины самойнижней из работающих в данный моментмашин.При включении дождевальной машины уровень в ее оросителе снижается, однако вначале гидроавтомат 12в ороситель воду не подает (процесспо линии АВ на Фиг,11). Вода начинает подаваться, когда уровень снизится до установленного значенияН (в сифонном варианте эжекторначинает эффективно создавать вакуум, в поплавковом - поплавок 63,15опустившись через нить 59, снимаетзащелку 62 и освобождает фиксатор61). Теперь гидроавтомат работаетв режиме стабилизации уровня нижнего бьефа: в сифонном варианте этообеспечивается взаимодействием поплавка 53 с клапаном 52, в поплавковом - взаимодействием поплавка 64с затвором 57.При отключении дождевальной машины уровень в ее оросителе увеличивается, однако затвор гидроавтомата12 почти не закрывается, оросительпродолжает получать воду (процесспо линии ЕДС на Фиг.11). В сифонном варианте это обеспечивается подсосом воздуха через специальный вентиль (или неплотности клапанов 51и 52),в поплавковом - ограниченностью подъемной силы поплавка 64 идействием регулировочного груза(не показан).Когда уровень в оросителе повысится до Н, начинается эффективноезакрывание гидроавтомата - процесспо линии Щ на Фиг.11. В сифонномварианте это достигается за счеттого, что поплавок 53 через шток 54открывает клапан 51 срыва вакуума,в поплавковом - действием поплавка63, который поднимает шток 60, закрывает затвор 57 и ставит фиксатор61 на защелку 62,Изложенное определяет релейно-гистерезисную характеристику работы гидроавтомата 12, которая практически50обеспечивает работу включенной машины (в течение добегания соответственно увеличенного расхода от источника1 орошения) за счет ранее накопленного в этом оросителе запаса и прием вороситель всего динамического запаса (в течение времени добегания уменьшенного расхода), В результате исключается дес.абилизирующее влияниевключений-отключений машин в рядеоросителей на другие оросители,Селектор 7 обеспечивает подачудополнительных импульсов только посигналу датчика минимальной глубинынижней из работающих машин, Это позволяет настраивать этот датчик науровень Н, не только меныпий Нр,но и больший Н, что упрощает наладку системы и расширяет область применения. Использование селекторапозволяет ликвидировать влияние следующего противоречия: уровень Нпдолжен быть тем ниже, а уровень Ндолжен быть тем вьппе, чем больше время добегания до данного оросителя,при этом в случае Н уН о при отсутствии селектора датчик вызываетпостоянную подачу корректирующихимпульсов без необходимости в них.Применение селектора в совокупности с сигнализаторами работы машини гидроавтоматами релейно-гестерезисного типа для систем без управляемых затворов по длине распределительного канала расширяет область применения, причем собственно селекторрасширяет область на 20-407 (почислу ярусов оросителей, по длинеподводящего участка распределительного канала и т,п,),Формула изобретения1. Автоматизированная оросительная система, включающая источник орошения, распределительный канал с регулятором водоподачи на входе, выполненный в виде последовательно включейных радиостанции, блока управления, задатчика, блока сравнения с подключенным к его второму входу датчиком расхода и привода затвора регулятора, релейно-гистерезисные гид роавтоматы на входах в оросители с дождевальными машинами, снабженными радиостанциями с блоками контроля и соединенными с их входами сигнализаторами работы машин и датчиками минимальной глубины в оросителях перед машинами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения .качеСтва управления орошением путем исключения ложных срабатываний релейногестерезистных гидроавтоматов при отключении дождевальных машин в нижних оросителях, система снабжена се 14126671412667 Н Фие. Ю г иг,Составитель Г,Параевежнина Техред М.Ходанич орректор М.Нароши о аказ 3682/ 4 Подписноеомитета СССР ВНИИ о 113035, М изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная. ираж 661Государственногоелам изобретенийсква, Ж, Раушс тиид, 4/5 Ф