Автоматическое управление поливом

К наиболее распространенным способам полива относятся поверхностный (по бороздам или затоплением), дождевание и подпочвенное орошение. Выбор способа полива зависит от конкретных условий. Наиболее труднодоступным для автоматизации является поверхностный полив. Автоматизация полива в сочетании с механизацией преследует цель повысить производительность труда и улучшить его качество.

Не вся вода, накапливаемая в почве, может быть использована растениями. Когда сила, с которой корни втягивают воду, становится равной силе связи воды 5, почвой, снабжение растений водой затрудняется. Растения в этом случае начинают подавать признаки устойчивого увядания. Очевидно, такого иссушения почвы допускать нельзя. Излишнее же количество воды вызывает не только ее перерасход, но и нарушает воздушный режим почвы. Следовательно, количество влаги в почве должно находиться в определенных пределах.

На рисунке 1.2 показано устройство для регулирования влажности почвы при подпочвенном орошении.

При заданных влажности почвы и уровне воды в колодце 1 поплавковым клапаном 2 закрыт шланг 3 и впускной патрубок 4 перекрыт мембранным запорным органом 5, надмембранная полость которого заполнена водой. При этом электромагнитным клапаном 6 тоже закрыт слив воды из надмембранной полости в камеру регулирования 7.

При снижении уровня воды в колодце 1 поплавковый клапан 2 открывается, однако запорный орган 5 остается закрытым, так как сигнал об уменьшении влажности не поступал, электромагнитный клапан 6 закрыт и вода из надмембранной полости запорного органа 5 не сливается. При уменьшении влажности сигналом с датчика 8 через усилитель 9 открывается электромагнитный клапан 6. В результате происходит слив воды из надмембранной полости запорного органа 5 через камеру регулирования 7, гибкий шланг 3 и открытый поплавковый клапан 2 в колодец 1. При этом запорный орган поднимается под действием напора воды в патрубке 4. Вода из впускного патрубка попадает в приемный колодец 1 и дрены увлажнители 10.

При повышении уровня воды в колодце 1 возрастает пьезометрический напор в дренах-увлажнителях 10, что приводит к повышению уровня грунтовых вод. Благодаря наличию поплавковой камеры 11 с поплавковым клапаном 2, которая гидравлически связана с электромагнитным клапаном 6 и запорным органом и представляет собой регулятор напора, ограничиваются пьезометрический напор в дренах увлажнителях посредством поддержания заданного уровня в колодце 1 и зависящий от него уровень грунтовых вод. Уровень в колодце задается перемещением по вертикали поплавковой камеры 11, закрепленной на стержне 13, и фиксацией последнего стопорным винтом 14. При достижении грунтовыми водами заданного уровня он будет поддерживаться, пока влажность почвы не достигнет заданной за счет капиллярного подпитывания. Тогда с датчика 8 поступает сигнал и подача воды прекращается. Независимо от уровня воды в приемном колодце 1 патрубок 4 будет закрыт, пока влажность снова не снизится. Благодаря наличию дождемера 12 устройство реагирует на осадки и прекращает подачу воды при их выпа­дении в достаточном количестве.

Рисунок 1.2 – Схема устройства автоматического регулирования влажности почвы

Применение устройства позволяет обеспечить высокую точность регулирования и поддерживать правильный баланс влажности в почве.

Применяемые в практике полива современные системы автоматизации относятся к системам программного управления. Они базируются на современной технологии полива, в основе которой лежат эмпирические методы. Такие методы используют наряду с данными биологической науки о роли воды в жизни растений накопленный опыт орошаемого земледелия и результаты производственных экспериментов по орошению определенной культуры в конкретных условиях. Все это в совокупности позволяет устанавливать поливной режим, который слагается из числа и сроков поливов, значений оросительных и поливных норм. Заданный поливной режим является исходной программой автоматизации, которая, помимо повышения производительности труда, должна обеспечивать в определенные сроки заданные поливные и оросительные нормы.

1.3 Автоматизация обогрева сооружений защищённого грунта

Для регулирования различных параметров в теплицах применяют непрерывное и позиционное регулирование. Например, для поддержания температуры воздуха в теплице применяют пропорциональное или пропорционально-интегральное регулирование для водотрубных систем отопления и позиционное для калориферного и электрического обогрева.

Функционально-технологическая схема регулирования температуры при водотрубном обогреве показана на рисунке 1.3, а. В системе регулирования используются преобразователи температуры воздуха 6, температуры горячей воды 5 и температуры воды в обратном трубопроводе 8 и преобразователь освещенности 7. Регулятор 9 управляет при помощи исполнительного механизма 3 трехходовым клапаном, изменяя количество теплоносителя, подаваемого в систему. Регулятор давления 4 стабилизирует давление воды в трубах. Реле времени 10 задает температуру в ночное и в дневное время суток. Для контроля положения вентиля используются первичный преобразователь положения 2 и вторичный прибор 1. Предусматривается регистрация температуры в теплице.

Первичные преобразователи температуры монтируют внутри тепличного блока. Электронный регулятор формирует управляющий сигнал, который воздействует на элект­рический исполнительный механизм, изменяющий поло­жение трехходового клапана. Регулятор совместно с исполнительным механизмом формирует ПИ-закон регулирования, а с внешним дифференциатором (блоком предварения) - ПИД-закон регулирования.

Рисунок 1.3 – Функционально-технологические схемы: а - регулирования температуры в теплице; б - управления естественной вентиляцией в теплице.

Дата добавления: 2014-01-04