自动灌溉系统首部装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动灌溉系统首部装置。
【背景技术】
[0002]土地的滴灌或是浇灌是保证土壤湿度，提高农作物产量的一个重要措施。通常采用水栗，人为的控制水栗对土地进行浇灌，解决土地干旱的问题。为了避免水的浪费达到节约用水的目的，现有技术中有增加高位水箱，利用高位水箱进行浇灌的方法。由于高位水箱中的水位需要人为看管，不仅劳动强度大，还容易出现水加满溢出水箱和水箱断水导致浇灌无水的现象发生，既耗时耗力又浪费水源。
[0003]我国是一个干旱缺水严重的国家，人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。人均水资源占有量2300立方米，只有世界人均水平的1/4，居世界第109位。水资源的有效利用，对于水资源缺乏的我国来说具有重要的意义。
[0004]本发明的目的在于，提供一种能够对水的浇灌进行精细化控制，即能较好的控制土壤湿度，又能够节约用水，防止水资源浪费的自动灌溉系统首部装置。
【发明内容】
[0005]本发明的第一技术方案为一种自动灌溉系统首部装置，其特征在于，包括水栗、高位水槽、控制阀门、连接管路、检测仪表、控制系统，所述水栗(1)的出水口通过管路分别与高位水槽(2)的进水口和浇水用的灌溉装置连接，在连接管路中分别设有水槽加水用电磁阀(XV-01)和水栗灌溉用电磁阀(XV-03)，所述高位水槽(2)的出水口通过管路与灌溉装置连接，在该连接管路中设置有水槽灌溉用电磁阀(XV-02)，检测仪表包括检测高位水槽水位的液位变送器(LT-01)，所述控制系统根据检测仪表的检测值，控制所述水栗(1)和所述电磁阀的启闭，控制模式包括自动模式和自动高压模式，在自动模式时，所述控制系统打开水槽灌溉用电磁阀(XV-02)，使高位水槽(2)中的水通过所述灌溉装置到灌区，并根据液位变送器(LT-01)的检测值，通过控制水槽加水用电磁阀(XV-01)和水栗(1)的启闭，使高位水槽(2)中的水位保持在上限和下限值之间，在高压自动模式时，所述控制系统启动水栗(1)和水栗灌溉用电磁阀(XV-03)，使水栗(1)栗出的出水不经过高位水箱(2)直接通过所述灌溉装置灌溉到灌区。
[0006]第二技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述检测仪表还包括检测灌区土壤湿度的湿度传感器(32)，所述控制系统根据湿度传感器(32)的检测值，控制水栗(1)和所述水槽灌溉用电磁阀(XV-02)或水栗(1)和所述水栗灌溉用电磁阀(XV-03)的开闭。
[0007]第三技术方案基于第二技术方案，其特征在于，所述检测仪表还包括检测灌区是否下雨的雨量传感器(33)，所述控制系统根据雨量传感器(33)的检测值，控制水栗(1)和所述水槽灌溉用电磁阀(XV-02)或水栗(1)和所述水栗灌溉用电磁阀(XV-03)的开闭。
[0008]第四技术方案基于第三技术方案，其特征在于，所述水栗(1)的出水口管路中设置有过滤器(A、B)，所述检测仪表还包括检测过滤器(A、B)两端管路压力的压力变送器(PT-0UPT-02)，当检测到管路压差大于设定值时，启动报警。
[0009]第五技术方案基于第四技术方案，其特征在于，所述控制系统的控制模式还包括手动灌溉模式，在手动灌溉模式时，所述控制系统根据手动操作，控制水栗(1)和电磁阀。
[0010]第六技术方案基于第五技术方案，其特征在于，所述控制系统具有人机交互界面
[11]，通过人机交互界面(11)进行参数设定和模式切换。
[0011]第七技术方案基于第六技术方案，其特征在于，所述灌溉装置具有多组，各组的管路中分别设有灌区电磁阀(XV-A1、XV-B1)，所述控制系统通过灌区电磁阀(XV-A1、XV-B1)，控制所述灌溉装置的出水。
[0012]第八技术方案基于第七技术方案，其特征在于，所述检测仪表还包括检测各灌区土壤湿度的多组湿度传感器(32)。
[0013]第九技术方案基于第八技术方案，其特征在于，所述控制系统由PLC控制器(21)、人机交互界面(11)、电源模块、I/O模块、报警指示灯、接线端子、报警器组成。
[0014]第十技术方案基于第一至第九中的任一项技术方案，其特征在于，还包括发电机、带车轮的撬块、驱动马达。
【附图说明】
[0015]图1是自动灌溉系统首部装置的PID图；
[0016]图2是PLC控制箱面板示意图；
[0017]图3是；PLC控制器各输入输出点分配表
[0018]图4是PLC控制器与其他装置的连接结构图；
[0019]图5是控制流程的说明图。
【具体实施方式】
[0020]以下以对本发明的自动灌溉系统首部装置的实施方式进行说明。
[0021]本发明的自动灌溉系统首部装置由PLC控制系统、电气系统、输送水栗、过滤器、高位水槽、检测仪表、控制阀门及连接管路、发电机、带车轮的撬块、驱动马达等构成。
[0022]图1是自动灌溉系统首部装置的PID图，水栗1通过管路DN40分别与高位水槽2的进水口和外部的灌溉装置连接，在水栗1的出水口管路中设置有过滤器A、B，过滤器A、B的出水端与高位水槽2的进水口和外部的灌溉装置的管路中分别设有水槽加水用电磁阀XV-01和水栗灌溉用电磁阀XV-03，通过水槽加水用电磁阀XV-01和水栗灌溉用电磁阀XV-03能够为高位水槽2加水或直接由灌溉装置向灌区浇水。水栗1与水源之间通过软管连接。高位水槽2的出水口通过管路与灌溉装置连接，管路中设置有水槽灌溉用电磁阀XV-02，高位水槽2中的水通过水槽灌溉用电磁阀XV-02由灌溉装置向灌区浇水。即本发明中，既能由高位水槽2供水也能不通过高位水槽2直接由水栗1向灌区供水。在本实施方式中，外部的灌溉装置有两组能够分别对A区和B区进行灌溉。两组的灌溉装置的入口处分别设有灌区电磁阀XV-A1、XV-B1，用于控制各个灌溉装置。
[0023]检测仪表包括液位变送器(LT_01)31、湿度传感器32、雨量传感器33、压力变送器(PT-01、PT-02)34，湿度传感器32具有两组分别设置Α区和B区，压力变送器(PT-01、PT-02) 34检测过滤器Α、Β两端的管路压力，检测仪表的检测信号通过数据线输入到PLC控制箱。
[0024]PLC控制系统由PLC控制器、人机交互界面、电源模块、I/O模块、报警指示灯、接线端子、报警器等组成，供电电源为DC24V，PLC控制器、电源模块、I/O模块、报警指示灯、接线端子、报警器为一个整体集成在控制箱中，控制箱面板安装有LCD显示的人机交互界面和各种报警指示灯以及报警扬声器。图2是PLC控制箱面板示意图。PLC控制器采用采用可编程控制器(PLC)构成，输入输出点的分配如图3所示。
[0025]图4是PLC控制器与其他装置的连接结构图，液位变送器(LT-01) 31、湿度传感器32、雨量传感器33、压力变送器(PT-01、PT-02) 34将检测到的信号实时的传输到PLC控制器21。雨量传感器33和湿度传感器32分别检测灌区的天气是否下雨、湿度传感器32检测各灌区农田土壤的水分数据。PLC控制器21对数据进行对比分析，控制水栗1和各电磁阀，对A区、B区的土壤进行浇水或输出报警。
[0026]工作原理说明
[0027]本自动灌溉系统首部装置采用湿度传感器监测土壤的湿度情况，当土壤湿度低于所设定的值后，自动开启水栗电机和电磁阀经过滤器过滤实现对高位水槽的补水，然后依靠高位水槽自压对该土壤浇水，当湿度达到所要求的值后，停止浇水。为满足在大面积灌溉时高位水槽出口压力偏小和频繁启栗补水以及灌溉时间过长的问题本系统采用多种控制模式，在自动模式和手动模式的基础上增加自动高压模式，即直接起动水栗输水经过过滤器后接灌溉装置对灌区进行灌溉，当湿度达到设定值时自动停止灌溉。为节约水资源，本系统设有雨天自动停止灌溉的功能，当灌区雨量报警器输出信号时(雨天)，PLC控制器自动结束灌溉。本系统还具有电机空转保护、过滤器前后压差报警(表示过滤器可能堵塞)等功能。
[0028]以下根据图5对自动灌溉系统首部装的工作流程进行说明。
[0029](—)、自动模式
[0030]通过人机交互界面11选择开关设定在自动模式时，系统进入自动工作模式，此时两个灌溉区(A区、B区)的湿度传感器32将植物土壤水分数据实时的传到PLC控制器21，PLC控制器21根据湿度传感器32的信号与预先设定的适合植物生长的湿度范围进行比较，判断是否需要灌溉。当检测值低于设置的下限值时，PLC控制器21控制对应灌区土壤缺水指示灯(红色)闪烁同时执行自动灌溉程序。
[0031]自动灌溉程序如下:
[0032]首先，判断高位水槽2液位是否低于20%，液位变送器(LT_01)31输出与水位对应的4-20mA模拟信号给PLC控制器21，PLC控制器判断水槽液位低于20%时，控制扬声器43发出警报声同时控制水栗1电机得电，启动水栗1、打开水槽加水用电磁阀XV-01自动加水，液位高于20%后报警