智能滴灌控制系统的智能控制方式

智能滴灌控制系统又称为滴灌智能控制系统、智能浇灌系统、智能喷灌系统，是节水灌溉农业中重要的一种浇灌方式。智能滴灌控制系统是采用核心智能控制软件，通过土壤传感器检测数据后，可以根据检测数据在数据库内进行对比，智能判断，指导施水灌溉的系统。运用滴灌智能控制系统来开展滴灌作业，实用性强，科技含量高，可以实现灌溉的定时定量，是水肥管理的好帮手。托普云农智能滴灌控制系统系统组成功能特点如下：

一、系统组成

浙江托普物联网研制的智能滴灌控制系统由首部枢纽、管路和滴头组成。

1．首部枢纽：包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。其作用是 抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。

2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器 等)。其作用是将加压水均匀地输送到滴头。

3．滴头：其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。

二、系统功能

智能滴灌控制系统包括现代温室和普通温室两种类型,系统主要实现以下功能。

(1)人工干预灌溉功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉参数,可实现一次性多个阀门的自动灌溉控制。

(2)定时定量灌溉功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉参数,系统可实现一个月内多个阀门的自动灌溉控制。

(3)条件控制灌溉功能:利用土壤水势传感器监测土壤的含水量,实现多个阀门的全自动灌溉控制。

(4)过滤器反冲洗功能:当自冲洗过滤器两端的压差达到设定压力时,计算机可自动控制过滤器逐一进行冲洗。

(5)多种控制方式的穿插和记忆保存功能:控制方式的优先级别顺序为过滤器反冲洗>人工干预>定时定量=条件控制。

(6)灌溉信息的统计、查询、打印功能。

(7)温室内外环境因子的实时监测功能。

(8)系统运行状态的动态显示功能。

(9)系统传感器的通断选择及校正功能。

(10)系统的报警及安全保护功能。

(11)田间电磁阀的任意分组功能。

(12)水泵恒压变频控制功能。

三、工作原理

1 灌溉控制

灌溉分为人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,不论哪一种控制方式,当达到灌溉开始条件时,先打开田间阀和主控阀,然后启动水泵,开始进行灌溉。当一组阀门灌溉结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在灌溉的阀门(水泵一直处于运行状态)。当所有需要灌溉的田间阀灌溉完毕,先关闭水泵,再关闭主控阀和田间阀,这样,一个灌溉过程结束。

3 营养控制

营养液控制方式也分为人工干预、定时定量、条件控制三种。当进行营养液时,计算机系统根据选定的配方和已设定好的营养液PH、EC值,利用文丘里注肥器进行水肥混合,同时在线实时监测混合营养液的PH、EC值,根据PH、EC设定值与检测值之间的偏差来调整混肥阀的注肥频率,在短时间内使营养液的检测值和设定值之差达到允许的范围内。当一组田间阀门结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在运行的阀门。当所有需要的田间阀完毕,先关闭泵和水泵,再关闭正在运行的所有阀门,结束控制。

4 过滤器自动反冲洗控制

过滤器反冲洗有2种控制方式,一种为自动控制,一种为计算机手动控制。自动控制是利用差压开关监测过滤器进、出口两端差压,当过滤器由于堵塞,两端差压达到设定值时,立即中断当前的工作,对过滤器组依次进行反冲洗,冲洗时长可任意设定,冲洗完毕,恢复系统原来的运行状态。过滤器反冲洗手动控制是当认为过滤器需要反冲洗时,通过启动反冲洗程序界面上的启动键,随时可进行过滤器的反冲洗,冲洗方式与自动控制相同。

5 优先权控制

根据不同控制的重要程度和紧急程度,系统控制的优先权级别划分为3级。高级为过滤器反冲洗控制,即不论系统正在执行什么任务,只要接到过滤器反冲洗指令,立即中断当前的工作,执行过滤器反冲洗控制,反冲洗完毕,恢复系统原运行状态。次高级为人工干预灌溉控制,低级为定时定量和条件控制灌溉控制。任何高一级控制都可随时中断比它级别低的控制,并可逐级恢复中断前系统的运行状态。这样,使系统的应用更加方便实用。

6 环境监测

为保证温室内植物在适宜的环境下生长,提高作物的产量和品质。FICS-1型智能化控制系统可在线进行温室内外的环境监测,主要监测因子有温室内外的温度、湿度、光照度、CO2浓度。根据不同作物生长所需的温度、湿度、光照度、CO2浓度等,设置环境因子的上下限报警值。当达到设定值时,计算机控制系统会发出声光报警,提醒用户介入进行处理,这样可以防止对作物造成伤害。

四、主要特点

(1)功能强大,操作简便。拥有人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,用户可根据实际情况选用。同时系统还拥有过滤器反冲洗、信息查询、环境监测等多种功能;全中文界面,方便用户使用。

(2)系统硬件配置高,性能稳定,价格低廉;系统控制硬件选用进口的PLC和触摸屏、工控机和板卡,执行机构为进口的电磁阀、水泵,保证了系统的可靠性和稳定性。系统关键设备如自冲洗过滤器、文丘里注肥器、PH/EC监测仪实现了国产化,降低了系统造价,该系统价格比同类进口产品低40%左右。

(3)节水、节肥、省工、降低劳动强度,提高了自动化管理水平。

(4)系统规格齐全,产品系列化;拥有现代温室滴灌智能控制系统、大规模日光温室滴灌智能控制系统,系统的控制流量为10~50 M3/H,用户可根据实际需要选用。

(5)实用性强,适用范围广;可广泛应用于蔬菜、花卉、果树、食用菌的灌溉管理,具有较强的通用性。