現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)對土壤水分、空氣溫度、濕度等作物生長的環(huán)境要求更高,對灌水時間、灌水量、灌水部位、水肥營養(yǎng)供給等都有更要求，滴灌智能化系統(tǒng)正是支撐現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)的一項基礎(chǔ)性技術(shù)措施，亦是農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的必然趨勢。滴灌智能化系統(tǒng)是是將灌溉節(jié)水技術(shù)、農(nóng)作物栽培技術(shù)及節(jié)水灌溉工程的運行管理技術(shù)有機結(jié)合，同時集電子信息技術(shù)、遠程測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機控制技術(shù)及信息采集處理技術(shù)于一體，通過計算機通用化和模塊化的設(shè)計程序，構(gòu)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(xiàn)灌溉節(jié)水、作物生理、土壤濕度等技術(shù)控制指標的逼近控制，從而將農(nóng)業(yè)節(jié)水的理論研究提高到現(xiàn)實的應(yīng)用技術(shù)水平。
    滴灌智能控制系統(tǒng)利用自動化遠程控制技術(shù)隊田間作物實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集，包括作物生理、土壤濕度、土壤含水量等參數(shù)的自動采集、傳輸、分析，用數(shù)據(jù)、圖形等方式簡單且直觀的顯示給用戶，并可以根據(jù)所種作物的需求提供各種報警信息。利用作物信息以及各種數(shù)據(jù)，為用戶正確的栽培管理提供理論支持，以求達到作物的*生長條件，實現(xiàn)*化管理，得到*的經(jīng)濟效益。 
    一、系統(tǒng)組成
    浙江托普物聯(lián)網(wǎng)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(shù)量的水送入干管。
    2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的調(diào)節(jié)設(shè)備(如壓力表、閘閥、流量調(diào)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(jīng)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
    浙江托普物聯(lián)網(wǎng)滴灌智能控制系統(tǒng)包括現(xiàn)代溫室和普通溫室兩種類型,系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能。
    (1)人工干預(yù)灌溉功能:根據(jù)用戶設(shè)定的不同作物多個閥門的灌溉參數(shù),可實現(xiàn)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(jù)用戶設(shè)定的不同作物多個閥門的灌溉參數(shù),系統(tǒng)可實現(xiàn)一個月內(nèi)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(xiàn)多個閥門的全自動灌溉控制。
    (4)過濾器反沖洗功能:當(dāng)自沖洗過濾器兩端的壓差達到設(shè)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(yù)>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(nèi)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(yù)、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(dāng)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(dāng)一組閥門灌溉結(jié)束時,先打開下一組閥門,再關(guān)閉正在灌溉的閥門(水泵一直處于運行狀態(tài))。當(dāng)所有需要灌溉的田間閥灌溉完畢,先關(guān)閉水泵,再關(guān)閉主控閥和田間閥,這樣,一個灌溉過程結(jié)束。
    3 營養(yǎng)控制
    營養(yǎng)液控制方式也分為人工干預(yù)、定時定量、條件控制三種。當(dāng)進行營養(yǎng)液時,計算機系統(tǒng)根據(jù)選定的配方和已設(shè)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(jù)PH、EC設(shè)定值與檢測值之間的偏差來調(diào)整混肥閥的注肥頻率,在短時間內(nèi)使營養(yǎng)液的檢測值和設(shè)定值之差達到允許的范圍內(nèi)。當(dāng)一組田間閥門結(jié)束時,先打開下一組閥門,再關(guān)閉正在運行的閥門。當(dāng)所有需要的田間閥完畢,先關(guān)閉泵和水泵,再關(guān)閉正在運行的所有閥門,結(jié)束控制。
    4 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(guān)監(jiān)測過濾器進、出口兩端差壓,當(dāng)過濾器由于堵塞,兩端差壓達到設(shè)定值時,立即中斷當(dāng)前的工作,對過濾器組依次進行反沖洗,沖洗時長可任意設(shè)定,沖洗完畢,恢復(fù)系統(tǒng)原來的運行狀態(tài)。過濾器反沖洗手動控制是當(dāng)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。
    5 優(yōu)先權(quán)控制
    根據(jù)不同控制的重要程度和緊急程度,系統(tǒng)控制的優(yōu)先權(quán)級別劃分為3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(wù),只要接到過濾器反沖洗指令,立即中斷當(dāng)前的工作,執(zhí)行過濾器反沖洗控制,反沖洗完畢,恢復(fù)系統(tǒng)原運行狀態(tài)。次為人工干預(yù)灌溉控制,zui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(fù)中斷前系統(tǒng)的運行狀態(tài)。這樣,使系統(tǒng)的應(yīng)用更加方便實用。
    6 環(huán)境監(jiān)測
    為保證溫室內(nèi)植物在適宜的環(huán)境下生長,提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。FICS-1型智能化控制系統(tǒng)可在線進行溫室內(nèi)外的環(huán)境監(jiān)測,主要監(jiān)測因子有溫室內(nèi)外的溫度、濕度、光照度、CO2濃度。根據(jù)不同作物生長所需的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等,設(shè)置環(huán)境因子的上下限報警值。當(dāng)達到設(shè)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(yù)、定時定量、條件控制3種灌溉控制方式,用戶可根據(jù)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(gòu)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(guān)鍵設(shè)備如自沖洗過濾器、文丘里注肥器、PH/EC監(jiān)測儀實現(xiàn)了國產(chǎn)化,降低了系統(tǒng)造價,該系統(tǒng)價格比同類進口產(chǎn)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(chǎn)品系列化;擁有現(xiàn)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(jù)實際需要選用。
    (5)實用性強,適用范圍廣;可廣泛應(yīng)用于蔬菜、花卉、果樹、食用菌的灌溉管理,具有較強的通用性。

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