一种精量农业灌溉装置及其PLC控制系统

一种精量农业灌溉装置及其plc控制系统
技术领域
1.本发明涉及农业灌溉技术领域，特别涉及一种精量农业灌溉装置及其plc控制系统。


背景技术：

2.农业灌溉，主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业。农业灌溉方式一般可分为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌，农业灌溉方式一般可分为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌。传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用力较低，是一类很不合理的农业灌溉方式。另外，普通喷灌技术是中国农业生产中较普遍的灌溉方式。但普通喷灌技术的水的利用效率也不高。现代农业微灌溉技术包括微喷灌、滴灌、渗灌等。这些灌溉技术一般节水性能好、水的利用率较传统灌溉模式高，当然，也存在着一些弊端。
3.我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80％、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。
4.目前市场上，现有的农业灌溉装置，不能够实现自动化控制操作，灌溉操作不精量，不能够调节喷灌设备的高度，不能提高喷灌范围，增加了人力物力操作，农作物灌溉效果比较差，因此，有必要提供一种精量农业灌溉装置及其plc控制系统。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种精量农业灌溉装置及其plc控制系统，可以有效解决背景技术现有的农业灌溉装置，不能够实现自动化控制操作，灌溉操作不精量，不能够调节喷灌设备的高度，不能提高喷灌范围，增加了人力物力操作，农作物灌溉效果比较差的问题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种精量农业灌溉装置，包括安装底座，所述安装底座的底部设有梯形台，所述梯形台的顶部设有套柱，所述套柱的内部通过升降组件连接有喷灌管道，所述喷灌管道的顶部外周面套设有圆台，所述圆台的外周面设有喷灌组件；
7.所述喷灌组件包括分流管、喷阀、喷淋管和喷头，所述圆台套设于喷灌管道的顶部外周面，所述喷灌管道的外周面均连通设置有四个分流管，四个所述分流管的一端分别固定连接于四个喷淋管的一端内部，所述分流管的内部均设有喷阀，四个所述喷淋管嵌设于圆台的内部，所述喷淋管的另一端均连接有喷头；
8.所述升降组件包括伺服电机、丝杆、移动块、连接杆和固定环，所述梯形台的内部
设有伺服电机，所述伺服电机的驱动端与丝杆的底部固定连接，所述丝杆的外周面螺纹连接有移动块，所述移动块的一侧与连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端贯穿套柱的内壁与固定环的外表面固定连接，所述固定环套设于喷灌管道的外周面。
9.优选地，所述喷灌管道为两段式结构，两段所述喷灌管道之间固定连接有橡胶软管，所述橡胶软管设置于梯形台和套柱的内腔之间，所述橡胶软管的材质为丁腈橡胶。
10.优选地，所述喷淋管和分流管的数量均有四个，四个所述喷淋管呈环形阵列分布于圆台的外周面，四个所述喷淋管每两个之间的夹角为九十度，且夹角度数相等。
11.优选地，所述套柱的内部开设有内环腔，所述丝杆活动设置于内环腔的内部，所述内环腔的数量有两个，且呈对称分布于套柱的两侧内部。
12.优选地，所述内环腔的内部竖直方向固定连接有滑杆，所述固定环的另一侧通过连接杆固定连接有滑块，所述滑块的顶部贯穿开设有通孔，所述滑块套设于滑杆的外周面。
13.优选地，所述通孔的内部直径大于滑杆的俯视横截面直径，所述套柱的顶部中心处贯穿开设有中孔，所述喷灌管道的横截面直径小于中孔的内部直径。
14.优选地，所述中孔的内壁对称开设有两个滑槽，所述滑槽与内环腔相连通，所述连接杆的俯视横截面尺寸小于滑槽的内部尺寸，所述连接杆活动设置于滑槽的内部，且在滑槽的内部滑动。
15.优选地，所述安装底座的顶部贯穿开设有安装螺孔，所述安装螺孔的数量有四个，四个所述安装螺孔呈环形阵列分布于安装底座的顶部边缘处。
16.一种精量农业灌溉装置的plc控制系统：包括智能控制系统，所述智能控制系统包括智能控制终端、plc控制器、监控模块、检测模块、供水系统和灌溉系统；
17.智能控制终端：用于控制plc控制器的工作指令，接收plc控制器发出的信息；
18.plc控制器：用于接收智能控制终端发出的指令并实施操作，控制伺服电机的开启和关闭，控制供水系统和灌溉系统的工作；
19.供水系统：所述供水系统还包括供水池、抽水泵和电磁阀，所述供水池用于一种精量农业灌溉装置的供水，所述抽水泵由plc控制器控制工作，所述电磁阀由plc控制器控制工作；
20.灌溉系统：所述灌溉系统包括喷头和喷阀，所述plc控制器控制喷阀的开启和关闭，所述喷头用于水源的喷灌作业；
21.监控模块：用于监控灌溉现场具体数据，并通过plc控制器传输至智能控制终端方便用户实时观看；
22.检测模块：所述检测模块还包括流量计、电表和液位计，所述流量计安装于供水池的内部，用于检测供水池中的水流数值，所述液位计安装于供水池的内部，用于检测供水池中的液位数值，所述电表用于检测所用总耗电量。
23.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
24.1.本发明中，通过设置的喷灌组件，水源由智能控制终端发出指令给plc控制器，plc控制器控制抽水泵抽取供水池内部的水源，水源进入喷灌管道的内部，经由四个分流管分流而出，并通过plc控制器控制打开喷阀，将水源通过四个喷头喷出，四个喷头呈环形阵列分布于圆台的外表面，且每两个相邻之间的角度为90度，能够使四个喷头喷出的水源呈扇形状喷出，全方位进行喷灌操作，提高了喷灌范围。
25.2.本发明中，通过设置的升降组件，由智能控制终端发出指令给plc控制器，plc控制器接收指令开启伺服电机，伺服电机控制丝杆转动，丝杆的转动带动移动块进行升降移动，移动块的移动带动连接杆在滑槽的内部上下移动，使连接杆带动喷灌管道升降移动，从而使两段喷灌管道之间的橡胶软管拉伸或者压缩，则能够实现喷灌管道的升降操作，同时通过滑块在滑杆上滑动，能够提供喷灌管道升降时的稳定性，能够根据农作物来控制喷灌的高度，合理利用水资源灌溉，提高了农作物的灌溉效率和质量。
26.3.本发明中，通过设置的智能控制系统，农业灌溉装置有智能控制终端接收信息和发出指令，远程进行监控、检测和控制整体的运行工作，能够实时监控灌溉区域的实时数据情况，并及时做出处理，能够检测供水池中水流大小和用值的多少，能够精量控制灌溉，全程实施智能远程自动化操作，降低了人力和物力，保证农作物的灌溉质量，提高了生产效率，提高了农业灌溉范围内的经济、实用性。
附图说明
27.图1为本发明一种精量农业灌溉装置的立体结构示意图；
28.图2为本发明一种精量农业灌溉装置的局部正视内剖结构示意图；
29.图3为本发明一种精量农业灌溉装置的喷灌组件俯视内剖结构示意图；
30.图4为本发明一种精量农业灌溉装置的套柱立体结构示意图；
31.图5为本发明一种精量农业灌溉装置图3中a处放大结构示意图；
32.图6为本发明一种精量农业灌溉装置图2中b处放大结构示意图；
33.图7为本发明的智能控制系统结构示意图；
34.图8为本发明检测系统分布结构示意图。
35.图中：1、安装底座；2、梯形台；3、套柱；4、喷灌管道；5、圆台；6、分流管；7、喷阀；8、喷淋管；9、喷头；10、橡胶软管；11、伺服电机；12、丝杆；13、移动块；14、连接杆；15、固定环；16、滑杆；17、滑块；18、中孔；19、内环腔；20、通孔；21、滑槽；22、安装螺孔。
具体实施方式
36.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.请参照图1—8所示，本发明为一种精量农业灌溉装置，包括安装底座1，安装底座1
的底部设有梯形台2，梯形台2的顶部设有套柱3，套柱3的内部通过升降组件连接有喷灌管道4，喷灌管道4的顶部外周面套设有圆台5，圆台5的外周面设有喷灌组件；
40.喷灌组件包括分流管6、喷阀7、喷淋管8和喷头9，圆台5套设于喷灌管道4的顶部外周面，喷灌管道4的外周面均连通设置有四个分流管6，四个分流管6的一端分别固定连接于四个喷淋管8的一端内部，分流管6的内部均设有喷阀7，四个喷淋管8嵌设于圆台5的内部，喷淋管8的另一端均连接有喷头9；
41.升降组件包括伺服电机11、丝杆12、移动块13、连接杆14和固定环15，梯形台2的内部设有伺服电机11，伺服电机11的驱动端与丝杆12的底部固定连接，丝杆12的外周面螺纹连接有移动块13，移动块13的一侧与连接杆14的一端固定连接，连接杆14的另一端贯穿套柱3的内壁与固定环15的外表面固定连接，固定环15套设于喷灌管道4的外周面。
42.喷灌管道4为两段式结构，两段喷灌管道4之间固定连接有橡胶软管10，橡胶软管10设置于梯形台2和套柱3的内腔之间，橡胶软管10的材质为丁腈橡胶。
43.喷淋管8和分流管6的数量均有四个，四个喷淋管8呈环形阵列分布于圆台5的外周面，四个喷淋管8每两个之间的夹角为九十度，且夹角度数相等。
44.套柱3的内部开设有内环腔19，丝杆12活动设置于内环腔19的内部，内环腔19的数量有两个，且呈对称分布于套柱3的两侧内部。
45.内环腔19的内部竖直方向固定连接有滑杆16，固定环15的另一侧通过连接杆14固定连接有滑块17，滑块17的顶部贯穿开设有通孔20，滑块17套设于滑杆16的外周面。
46.通孔20的内部直径大于滑杆16的俯视横截面直径，套柱3的顶部中心处贯穿开设有中孔18，喷灌管道4的横截面直径小于中孔18的内部直径。
47.中孔18的内壁对称开设有两个滑槽21，滑槽21与内环腔19相连通，连接杆14的俯视横截面尺寸小于滑槽21的内部尺寸，连接杆14活动设置于滑槽21的内部，且在滑槽21的内部滑动。
48.安装底座1的顶部贯穿开设有安装螺孔22，安装螺孔22的数量有四个，四个安装螺孔22呈环形阵列分布于安装底座1的顶部边缘处。
49.一种精量农业灌溉装置的plc控制系统，包括智能控制系统，智能控制系统包括智能控制终端、plc控制器、监控模块、检测模块、供水系统和灌溉系统；
50.智能控制终端：用于控制plc控制器的工作指令，接收plc控制器发出的信息；
51.plc控制器：用于接收智能控制终端发出的指令并实施操作，控制伺服电机11的开启和关闭，控制供水系统和灌溉系统的工作；
52.供水系统：供水系统还包括供水池、抽水泵和电磁阀，供水池用于一种精量农业灌溉装置的供水，抽水泵由plc控制器控制工作，电磁阀由plc控制器控制工作；
53.灌溉系统：灌溉系统包括喷头9和喷阀7，plc控制器控制喷阀7的开启和关闭，喷头9用于水源的喷灌作业；
54.监控模块：用于监控灌溉现场具体数据，并通过plc控制器传输至智能控制终端方便用户实时观看；
55.检测模块：检测模块还包括流量计、电表和液位计，流量计安装于供水池的内部，用于检测供水池中的水流数值，液位计安装于供水池的内部，用于检测供水池中的液位数值，电表用于检测所用总耗电量。
56.本发明的工作原理为：使用时，水源由智能控制终端发出指令给plc控制器，plc控制器控制抽水泵抽取供水池内部的水源，水源进入喷灌管道4的内部，经由四个分流管6分流而出，并通过plc控制器控制打开喷阀7，将水源通过四个喷头9喷出，四个喷头9呈环形阵列分布于圆台5的外表面，且每两个相邻之间的角度为90度，能够使四个喷头9喷出的水源呈扇形状喷出，全方位进行喷灌操作，提高了喷灌范围，由智能控制终端发出指令给plc控制器，plc控制器接收指令开启伺服电机11，伺服电机11控制丝杆12转动，丝杆12的转动带动移动块13进行升降移动，移动块13的移动带动连接杆14在滑槽21的内部上下移动，使连接杆14带动喷灌管道4升降移动，从而使两段喷灌管道4之间的橡胶软管10拉伸或者压缩，则能够实现喷灌管道4的升降操作，同时通过滑块17在滑杆16上滑动，能够提供喷灌管道4升降时的稳定性，能够根据农作物来控制喷灌的高度，合理利用水资源灌溉，提高了农作物的灌溉效率和质量，农业灌溉装置有智能控制终端接收信息和发出指令，远程进行监控、检测和控制整体的运行工作，能够实时监控灌溉区域的实时数据情况，并及时做出处理，能够检测供水池中水流大小和用值的多少，能够精量控制灌溉，全程实施智能远程自动化操作，降低了人力和物力，保证农作物的灌溉质量，提高了生产效率，提高了农业灌溉范围内的经济、实用性。
57.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。