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滴灌智能控制系統(tǒng)也叫智能滴灌系統(tǒng)，是為實現現代農業(yè)所提倡的節(jié)水、節(jié)肥、省力、高效而研發(fā)出的一種自動化控制灌溉澆水系統(tǒng)。滴灌智能控制系統(tǒng)是將灌溉節(jié)水技術、農作物栽培技術及節(jié)水灌溉工程的運行管理技術有機結合，同時集電子信息技術、遠程測控網絡技術、計算機控制技術及信息采集處理技術于一體，通過計算機通用化和模塊化的設計程序，構筑供水流量、壓力、土壤水分、作物生長信息、氣象資料的自動監(jiān)測控制系統(tǒng)，進行水、土環(huán)境因子的模擬優(yōu)化，實現灌溉節(jié)水、作物生理、土壤濕度等技術控制指標的逼近控制，從而將農業(yè)高效節(jié)水的理論研究提高到現實的應用技術水平。滴灌智能控制系統(tǒng)實用性強，灌溉定時定量，適用范圍廣，功能強大，操作簡單，可廣泛應用于糧食、蔬菜、花卉、果樹、大棚等灌溉管理。

一、系統(tǒng)組成

武漢新普惠物聯網研制的滴灌智能控制系統(tǒng)由首部樞紐、管路和滴頭組成。

1．首部樞紐：包括水泵(及動力機)、施肥罐、過濾器、控制與測量儀表等。其作用是 抽水、施肥、過濾，以一定的壓力將一定數量的水送入干管。

2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的調節(jié)設備(如壓力表、閘閥、流量調節(jié)器 等)。其作用是將加壓水均勻地輸送到滴頭。

3．滴頭：其作用是使水流經過微小的孔道，形成能量損失，減小其壓力，使它以點滴的方式滴入土壤中。滴頭通常放在土壤表面，亦可以淺埋保護。

二、系統(tǒng)功能

武漢新普惠物聯網滴灌智能控制系統(tǒng)包括現代溫室和普通溫室兩種類型,系統(tǒng)主要實現以下功能。

(1)人工干預灌溉功能:根據用戶設定的不同作物多個閥門的灌溉參數,可實現一次性多個閥門的自動灌溉控制。

(2)定時定量灌溉功能:根據用戶設定的不同作物多個閥門的灌溉參數,系統(tǒng)可實現一個月內多個閥門的自動灌溉控制。

(3)條件控制灌溉功能:利用土壤水勢傳感器監(jiān)測土壤的含水量,實現多個閥門的全自動灌溉控制。

(4)過濾器反沖洗功能:當自沖洗過濾器兩端的壓差達到設定壓力時,計算機可自動控制過濾器逐一進行沖洗。

(5)多種控制方式的穿插和記憶保存功能:控制方式的優(yōu)先級別順序為過濾器反沖洗>人工干預>定時定量=條件控制。

(6)灌溉信息的統(tǒng)計、查詢、打印功能。

(7)溫室內外環(huán)境因子的實時監(jiān)測功能。

(8)系統(tǒng)運行狀態(tài)的動態(tài)顯示功能。

(9)系統(tǒng)傳感器的通斷選擇及校正功能。

(10)系統(tǒng)的報警及安全保護功能。

(11)田間電磁閥的任意分組功能。

(12)水泵恒壓變頻控制功能。

三、工作原理

1 灌溉控制

灌溉分為人工干預、定時定量、條件控制3種灌溉控制方式,不論哪一種控制方式,當達到灌溉開始條件時,先打開田間閥和主控閥,然后啟動水泵,開始進行灌溉。當一組閥門灌溉結束時,先打開下一組閥門,再關閉正在灌溉的閥門(水泵一直處于運行狀態(tài))。當所有需要灌溉的田間閥灌溉完畢,先關閉水泵,再關閉主控閥和田間閥,這樣,一個灌溉過程結束。

2 營養(yǎng)控制

營養(yǎng)液控制方式也分為人工干預、定時定量、條件控制三種。當進行營養(yǎng)液時,計算機系統(tǒng)根據選定的配方和已設定好的營養(yǎng)液PH、EC值,利用文丘里注肥器進行水肥混合,同時在線實時監(jiān)測混合營養(yǎng)液的PH、EC值,根據PH、EC設定值與檢測值之間的偏差來調整混肥閥的注肥頻率,在短時間內使營養(yǎng)液的檢測值和設定值之差達到允許的范圍內。當一組田間閥門結束時,先打開下一組閥門,再關閉正在運行的閥門。當所有需要的田間閥完畢,先關閉泵和水泵,再關閉正在運行的所有閥門,結束控制。

3 過濾器自動反沖洗控制

過濾器反沖洗有2種控制方式,一種為自動控制,一種為計算機手動控制。自動控制是利用差壓開關監(jiān)測過濾器進、出口兩端差壓,當過濾器由于堵塞,兩端差壓達到設定值時,立即中斷當前的工作,對過濾器組依次進行反沖洗,沖洗時長可任意設定,沖洗完畢,恢復系統(tǒng)原來的運行狀態(tài)。過濾器反沖洗手動控制是當認為過濾器需要反沖洗時,通過啟動反沖洗程序界面上的啟動鍵,隨時可進行過濾器的反沖洗,沖洗方式與自動控制相同。

4 優(yōu)先權控制

根據不同控制的重要程度和緊急程度,系統(tǒng)控制的優(yōu)先權級別劃分為3級。最高級為過濾器反沖洗控制,即不論系統(tǒng)正在執(zhí)行什么任務,只要接到過濾器反沖洗指令,立即中斷當前的工作,執(zhí)行過濾器反沖洗控制,反沖洗完畢,恢復系統(tǒng)原運行狀態(tài)。次高級為人工干預灌溉控制,最低級為定時定量和條件控制灌溉控制。任何高一級控制都可隨時中斷比它級別低的控制,并可逐級恢復中斷前系統(tǒng)的運行狀態(tài)。這樣,使系統(tǒng)的應用更加方便實用。

5 環(huán)境監(jiān)測

為保證溫室內植物在適宜的環(huán)境下生長,提高作物的產量和品質。FICS-1型智能化控制系統(tǒng)可在線進行溫室內外的環(huán)境監(jiān)測,主要監(jiān)測因子有溫室內外的溫度、濕度、光照度、CO2濃度。根據不同作物生長所需的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等,設置環(huán)境因子的上下限報警值。當達到設定值時,計算機控制系統(tǒng)會發(fā)出聲光報警,提醒用戶介入進行處理,這樣可以防止對作物造成傷害。

四、主要特點

(1)功能強大,操作簡便。擁有人工干預、定時定量、條件控制3種灌溉控制方式,用戶可根據實際情況選用。同時系統(tǒng)還擁有過濾器反沖洗、信息查詢、環(huán)境監(jiān)測等多種功能;全中文界面,方便用戶使用。

(2)系統(tǒng)硬件配置高,性能穩(wěn)定,價格低廉;系統(tǒng)控制硬件選用進口的PLC和觸摸屏、工控機和板卡,執(zhí)行機構為進口的電磁閥、水泵,保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)關鍵設備如自沖洗過濾器、文丘里注肥器、PH/EC監(jiān)測儀實現了國產化,降低了系統(tǒng)造價,該系統(tǒng)價格比同類進口產品低40%左右。

(3)節(jié)水、節(jié)肥、省工、降低勞動強度,提高了自動化管理水平。

(4)系統(tǒng)規(guī)格齊全,產品系列化;擁有現代溫室滴灌智能控制系統(tǒng)、大規(guī)模日光溫室滴灌智能控制系統(tǒng),系統(tǒng)的控制流量為10~50 M3/H,用戶可根據實際需要選用。

(5)實用性強,適用范圍廣;可廣泛應用于蔬菜、花卉、果樹、食用菌的灌溉管理,具有較強的通用性。