自动喷灌系统的设计

自动喷灌系统的设计
自动喷灌系统的设计

园林景观自动喷灌系统

一、 自动喷灌流程与运行方式

自动喷灌是利用电气控制系统控制水流的时间、流量达到科学浇灌的目的,可实现在无人值守的情况下,根据植物需要合理给水,同时节约人物、物力和宝贵的水资源。自动喷灌流程:水泵→控制阀→管路→喷头,详见图2。

电气控制系统:

、定时器、保护器、继电开关、程序控制系统

12341

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1、电气系统 2、水源 3、同步器 4、增压泵5、止回阀 6、闸阀 7、电源线 8、电磁阀 9、水管 10、喷头

园林自动喷灌系统工作图

从图中可看出,喷灌运行程序是:

水泵在电气控制系统的控制下启动,电控阀DF1打开,喷灌到设定时间后自

停;系统可根据实际需要控制各个电磁阀的开关,可实现针对不同片区不同植物类型有针对性的浇灌。喷灌结束,可自动停泵或人工停泵。

水泵的控制能实现全自动化,何时开泵,何时停泵事先设定,不受人工控制;同时还设有手动控制。

系统运行时,设一组喷头喷灌时间,各组喷灌间隔时间周期,需要用几个周期喷灌能达到要求,由用户自定。

二、喷灌系统设计 水量水压的确定

绿地喷灌浇水需要水量大,水流射程远,形成水雾均匀密实。从理论上确定水量水压可用下式

q=μ·10-3

式中:q ——喷头出流量,L/s ; d ——喷嘴内径,mm ; H ——喷头入口处压力,mH 2O ;

μ——喷头流量系数。

射流半径可用下式进行计算:

①升弧水平投影长度

③射流半径

R=L1+L2

式中:L1、L2——分别为升弧、降弧的水平投影长度,m;

α——倾斜射流的仰角,度。

但是公式中的d、α、μ值依不同厂家提供的产品而有差异,实际上较难用理论确定流量及水压值。因此应根据实际需要适当留有余地的采购设备以实现最优的组合,达到我们的工作需要。原则上要求水量充沛,水幕下落均匀。以现场测的参数做为选泵依据。

水泵房布置

建议设置水泵房安装水泵,根据需要设2台以上多级清水泵,有条件设备用泵1台。

管网布置

电磁阀前端根据泵房距工作面的距离和水泵的口径排管。电磁阀后端排DN 25PPR管接至喷头,再用变径接喷头,可较好的保持水压,保证水程和喷淋水的雾化程度。

喷头选择和布置

品名:锌合金摇臂喷头可控角度

规格:6分DN20,外螺纹连接

材质:喷头主体材质是锌合金

工作压力:公斤

喷水量:立方米/小时

喷洒直径:10-20米

用途:农业,草坪,工业灌溉!安装方便,

节水性能好!一般使用自来水型(公斤公

斤)低水压喷灌!可调喷水方向和喷洒距

离。

基于PLC控制技术的农业自动灌溉系统设计

基于PLC控制技术的农业自动灌溉系统设计摘要: 水是一切生命过程中不可替代的基本要素,水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是世界上13个贫水国之一,人均水资源占有量2300立方米,只有世界人均水平的1/4,居世界第109位。而且时空分布很不均匀,南多北少,东多西少;夏秋多,冬春少;占国土面积50%以上的华北、西北、东北地区的水资源量仅占全国总量的20%左右。近年来,随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高,水资源供需矛盾日益尖锐,农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素,而且加剧了生态环境的恶化。按现状用水量统计,全国中等干旱年缺水358亿立方米,其中农业灌溉缺水300亿立方米。20世纪90年代以来,我国农业年均受旱面积达2000万公顷以上,全国660多个城市中有一半以上发生水危机,北方河流断流的问题日益突出,缺水已从北方蔓延到南方的许多地区。由于地表水资源不足导致地下水超采,全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.2万平方公里。 发达国家的农业用水比重一般为总用水量的50%左右。目前,我国农业用水比重已从1980年的88%下降到目前的70%左右,今后还会继续下降,农业干旱缺水的局面不可逆转。北方地区水资源开发利用程度已经很高,开源的潜力不大。南方还有一些开发潜力,但主要集中在西南地区。 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。 本次设计是采用PLC控制多路不同的土壤湿度,浇灌的开启和停止完全由土壤的湿度信号控制,能使土壤的湿度值保持在作物生长所需要的最佳范围之内。这样既有利于作物的生长,又能节约宝贵的水资源。 关键词:自动浇灌; PLC; 湿度传感器;农业自动灌溉系统

智能化灌溉系统的设计与实现

智能化灌溉系统的设计与实现 O 引言 我国农业用水量约占总用水量的80%左右,由于农业灌溉效率普遍低下,水的利用率仅为45%,而水资源利用率高的国家已达70%~80%,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能灌溉系统在这种背景下应运而生了。智能灌溉系统不仅可以提高源利用率,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。基于传感器技术的智能灌溉系统是我国发展高效农业和精细农业的必由之路。智能灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术,这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 我国北方各省水资源缺乏,然而多年来使用传统方式为植株浇水不仅效率低、成本高而且浪费十分来重。对于大面积种植的棉田实现精准灌溉,不仅可以提高源利用率,缓解水资源日趋紧张的矛盾,还可以增加农作物的产量,降低生产的成本。 由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展,对灌区用水进行监测预报,实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情,实现灌溉管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效,仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情以及农作物需水规律等方面做统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用,实现按期、按需、按量自动供水。如何利用有限的水资源,走“节水农业”已经成为农业生产获得最佳的效益和持续稳定发展的增长点。因此使用自来水发电的智能灌溉系统,控制喷灌和微灌系统,能有效地减少田间灌水过程中的渗漏和蒸发损失。现有的灌溉系统都要外接电源,存在一定的安全隐患且较麻烦。本系统可在无供电条件的地区使用,其最大优点为节水、节能、节约劳动力。 1 设计目标与实现方案描述 针对现有的智能化灌溉系统都需要外加电源供电,存在一定安全隐患,而且现有的自动灌溉装置的程序一般固化在系统的程序存储器内,只能简单地设置灌溉时间及循环时间,不能灵活根据季节不同自动调节等缺点,该系统将小型直流发电机接上风叶至于密封特制的盒子中,用水流带动风叶旋转来发电,再将电能储存到蓄电池中以给监控电路和电磁阀供电。该装置是以湿敏电阻和光敏电阻检测信号,自来水发电用作供电的一种无需外接电源的自动灌溉装置。该装置监控电路由信号采集部分,灌溉控制部分,电源部分,执行部分4部分组成。如图1所示。 1.1 信号采集部分 1.1.1 土壤湿度检测 采用硅湿敏电阻作为检测土壤湿度的传感器,它在25℃时响应时间小于5 s,检测土壤含水量范围为O~100%。 当湿敏传感器插入土壤时,由于土壤含水量不同,使得湿敏传感器的阻值也不同。通过湿敏电阻和IC1NE555判断湿度强弱,如果是土壤较干燥,湿敏电阻阻值较大,NE555翻转,输出高电平(约为电源电压)。 调整时,将湿敏电阻插入水内,调Rp1使NE555的3脚输出为12 V,然后将湿敏电阻从水中取出并擦干,调Rp1使输出0 V,这样反复调节多次即可达到要求。 1.1.2 日光强弱检测 通过光敏电阻和NE555判断光线是否强烈,如果是中午光线较强烈,IC2 NE555的3脚输

灌溉系统设计

灌溉系统设计 草坪喷灌系统简介 (Introduction of Turf Irrigation System) 灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的不均、保证适时适量地满足草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程,很多没有配套完整的灌溉系统,灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费,而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足,难以控制灌水均匀度,对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展,城市人口大量集中,工业和生活用水迅速增加,旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大,城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求,采用高效的灌水方式势在必行。 喷灌,以其节水、节能、省工和灌水质量高等优点,越来越被人们所认识。近年来草坪喷灌发展很快,有逐步取代人工地面灌溉的趋势。 一、草坪喷灌的特点 喷灌系统的设计和管理必须适应草坪的特点,才能满足其需水要求,保证正常生长。 1.喷灌设备的安装不能影响草坪的维护作业。草坪需要经常性的修剪、植保、施肥等,这些作业往往由机械完成。因此,除应选择草坪专用埋藏式喷头外,同时需精心施工,使之避免与草坪上的机械作业发生矛盾。 2.设备选型和管网布置应适应草坪的种植方式。由于景观的需要,园林绿化中草坪的种植地块很多不是规则的形状,如高尔夫球场,且有时同一工程中的不同地块呈零星分布,增加了喷灌系统中设备选型和管网布置的难度。 3.灌水管理应与草坪病害防治结合起来。很多草坪病害,特别是真菌类病害与草坪叶面和土壤湿度关系密切。在灌水管理中,制定合理的灌溉制度,包括灌水周期、灌水时间、灌水延续时间等,对控制草坪病害十分重要。 4.喷灌系统在满足草坪需水要求的同时,需充分注意景观和环境效果。精心设计的喷灌系统,通过正确选择喷头和进行喷点的布置,不仅能满足草坪需水,而且在灌水时可以形成水动景观效果。 二、喷灌系统的组成 一个完整的喷灌系统一般由喷头、管网、首部和水源组成。 1.喷头:喷头用于将水分散成水滴,如同降雨一般比较均匀地喷洒在草坪种植区域。 2.管网:其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的草坪种植区域。由不同管径的管道组成,分干管、支管、毛管等,通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道,如PVC管、PE管等。同时,应根据需要在管网中安装必要的安全装置,如进排气阀、限压阀、泄水阀等。

喷灌系统管道施工方案设计

昌平创新园东区环境建设项目(一期)(二 期)工程 绿化喷灌系统管道施工方案 批准: 审核: 编制:

城市之光生态环境 1.编制说明 1.1编制依据 1.1.1建筑给排水及采暖工程质量验收规(GB50242-2013) 1.1.2业主提供的施工图纸。 1.1.3工程施工合同。 1.2工程概况 1.工程名称:昌平创新园东区环境建设项目(一期)、(二期)2.建设地点:昌平区沙河镇踩河新村B05地块 3.建设单位:科技大学 4.工程分类:第一部分:施工区的全部园林绿化工程:包括平整场地、草坪、灌木、乔木等的采购、植栽,植栽所需耕植土的铺置或更换,各种基础土方开挖、消纳、地形塑造、整理修正地形等施工;第二部分:施工区的各景点构(建)筑物工程:包括园林小品如:树池、水景、挡墙、景观墙、坐凳、耐候钢板等的材料采购及施工;第三部分:施工区路面铺装工程:包括涌路、广场、小景等的路基、路面铺装材料采购及施工;第四部分:施工区的各种照明强电管线工程:包括景观照明、配电系统、灯具安装及其基础等材料采购及施工;第

五部分:施工区的水景系统工程:包括水景系统、排水沟、水泵及给排水系统管线的材料采购及施工;第六部分:绿地浇灌系统工程:包括阀门井、给排水管线、灌溉设备等材料采购及施工。 1.3 喷灌设计参数及说明 喷灌系统采用解码器无线自控系统,系统组成由WVC-100无线接收器、DUAL型解码器、ROAM无线遥控器、直流电磁阀和WSS无线气候传感器组成,可根据气候自动改变当天灌水持续时间,也可通过无线遥控器直接打开电磁阀进行临时灌水,极端气候系统可自动停止,避免水源浪费,分段阀门井每个支路均有阀门控制,管道材质为PE管,承压≥1.25Mpa,干管埋深≥1.2m,绿地支管埋深0.8m,过路管线穿大两号的钢套管保护。除阀门井,电磁阀下游设置泄水阀,支管路低点也应设置泄水阀,绿化浇灌支管、干管不小于0.3﹪的坡度坡向泄水阀冬季泄水。绿地及小块绿地采用快速连接阀(中水型)出水管径De25。总延长米约7000米,最大管径De75,最小管径De20,平均管径De40,喷灌覆盖面积3万平方米, 灌溉用水为中水严严禁饮用,草坪或草地覆盖区域主要采用地埋弹出型喷头(中水型),根据乔木和灌木的栽植疏密或组合类型等情况设计有地埋旋转射线喷头。绿地主要采用埋地散射型喷头PROS-4,喷头弹射高度10cm,安装根据现场选择喷嘴,喷头型号参数如下: PROS-4-MP 1000 喷头工作压力为0.28Mpa,射程R=4.1m,半圆喷洒流量Q=0.081m3/h,设计布局间距为4.0±0.5m;PROS-4-MP 2000 喷头

智能农业灌溉系统方案设计

智能农业灌溉系统方案设计 托普物联网认为所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制,系统能自动感测到什么时候需要灌溉,灌溉多长时间;系统可以自动开启灌溉,也可以自动关闭灌溉;可以实现土壤太干时增大喷灌量,太湿时减少喷灌量。要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节,必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度,传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术,这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类,光照数量来优化用水量,还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实,和传统灌溉系统相比,智能农业灌溉系统的成本差不多,却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能农业灌溉系统。 智能农业灌溉系统 背景

灌溉造成水资源浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升,而若安装一种智能农业灌溉系统则可有效地控制水流量,达到节水目的。 HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称,美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行,美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统,它们在时间控制上还可以,但精准度不高。Spain称,城市灌溉系统占城市用水的58%,这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右,由于农业灌溉效率普遍低下,水的利用率仅为45%,而水资源利用率高的国家已达70%~80%,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国,英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告,随着越来越多的家庭开始节约能源,使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 智能农业灌溉系统整体方案图 结构 系统结构

自动灌溉施肥系统设计

自动灌溉施肥系统设计 1.系统组成及原理 现代化灌溉系统中农作物所需养分来自肥液, 所以在灌溉过程中不但要根据作物需求灌溉水, 还要将适宜作物生长的一定浓度的肥液通过灌溉水提供给作物。而肥液与水的混合是在灌溉过程中进行, 因此, 肥料的混合、检测和控制是一个实时控制系统。自动灌溉与施肥系统的组成如图 1 所示。系统由单片机控制器、灌溉管路、肥液混合系统等几部分组成。其中肥液混合系统包括混合罐、抽吸肥液用的文丘里阀、电磁阀( 根据施加肥料种类的不同可有个),PH 值、EC 值传感器等。 图 1 托普物联网在从事农业物联网的这几年内发展迅速,同浙江大学合作,有着强有力的技术支持,同时积极拓展国内外的物联网营销计划,物联网方案遍布全国各地,对物联网的前景了解和未来发展趋势有着深入的研究和带动作用,为国家未来的农业物联网的普及推广有着重大的贡献。 系统运行时,进水管与各个肥液罐的电磁阀通过单片机控制开启,肥液由文丘里阀输送至混肥液储存罐与灌溉用水充分混合,当肥液储存罐液位达到要求时,通过肥液泵输送至混肥管道,灌溉施肥时主电磁阀开启,充分混合后的肥液

输送至灌溉系统主管道并输送至大田作物及肥水采样器,对农作物进行灌溉与施肥。当肥水混合液中离子浓度(EC 值)或 PH 值过高,肥水采样器采样得到数值高于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值,此时,单片机控制相应肥液罐电磁阀关闭,肥液储存罐内的肥液被主管道内的灌溉用水稀释,从而避免离子浓度或酸碱度过高对作物根系造成伤害。反之,当肥水混合液中 EC 值与 PH 值过低,肥水采样器采样得到数值低于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值,单片机控制进水管电磁阀关闭,肥液储存罐内的肥液浓度上升,从而达到作物生长合适的浓度。使用此种控制能是肥液的浓度始终保持在作物生长合适的范围内。无需人工干预,修改单片机控制程序内的预设值,可对不同作物的施肥灌溉进行控制。 系统使用流量管传感器检测输入农田的肥液总量,灌溉的水量控制和施肥控制是分别独立的, 水量控制由单片机控制电磁阀开关时间, 采用闭环控制。施肥控制包括施肥量控制及肥液浓度控制。施肥量控制同样采用时序控制, 由用户输入施肥时间及周期, 或直接手动控制施肥。按作物所需肥液浓度,自动进行肥液的混合。 2.上位机软件设计 使用 VB6.0 编写上位机软件,具有良好的人机交互界面。上位机通过用户界面输入控制指令、实时监控系统工作、查询系统信息等。根据滴灌施肥过程中对施肥参数的控制需要,编写软件程序。主要是用户实时监控程序。通过单片机实现对施肥液中的 EC/PH 值、流量、混肥罐液位等信号的采集和处理,并将信号反馈给上位PC 机,同时能够接收并输出上位机的控制指令,驱动执行机构,执行相应操作;用户实时监控程序能够将滴灌施肥过程中的状态参数,通过数据和曲线两种方式实时显示在上位 PC 机的用户界面上,并能够对所监控的数据进行保存。 上位 PC 机通过 RS-232 串口与单片机通信,下位机采用 PIC18F45J10 单片机作为现场核心控制器,负责采集传感器信号,输出控制指令,控制执行机构运行。 3.系统测试与结论 经过实际的测试, 系统完全可以满足在功能方面的需求, 在对由达林顿管

喷灌施工组织设计方案和施工方法

喷灌施工方案和施工方法 (一)、施工工艺及流程: 绿化灌工程施工工艺流程图 (图见附件) 灌溉工程施工主要是和绿化工程相配合。同时道路工程与绿化灌溉工程有路线交叉,在道路工程施工时,灌溉工程的输水管道、控制线缆的过路保护设施必须在道路路基铺设之前进行施工。 灌溉工程前期进场工作完成后,首先进行放线。灌溉测量放线时,甲方必须提供地下管线图,并向测量放线技术人员进行技术交底工作。为防止灌溉管道在绿化种植过程中被破坏,在绿化工程中种植乔木以后或在绿化树木定点放线后,方能进行灌溉管道工程施工。管道首先进行灌溉主管道及线缆的放线、开挖及铺设等工作,及其附属设施(各种阀门、井体、镇墩等)的安装、砌筑等;绿化树木种植完成后,进行支管道的工程施工工作,以便于绿化工程进行草坪以及花卉的种植;管道铺设工程同时进行其它主管道试压、管道冲洗以及管沟的回填工作;在种植草坪之前完成喷头的安装工作。 在输水工程进行的同时,进行中央控制系统、泵站的安装,应保证绿化种植的用水要求。即灌溉工程要在施工的同时提供绿化用水。(二)、施工方案 1、过路套管的安装

套管要伸出道路两侧各0.5米,按设计要求的位置、管径及埋深在铺设正式路之前预埋。 2、放样 施工前应依照预定的施工顺序将要施工的绿化区域按图纸进行放样,并由监理工程师核定,其方法如下: 管线沟不论主管沟或支管沟均敷石灰线,可以根据现场的情况对图纸的管线进行适当调整。 快速取水阀的位置,设黄旗标志竿。 进排气阀位置设置,设蓝旗标志竿。 干管检修阀的位置以石灰做40cm×40cm正方形的白方块。 混凝土镇墩的位置以石灰做10cm宽、50cm长的十字。 放样前需指定专人与设计工程师研讨施工方法,放样过程中(施工亦同)该专人应随时与设计工程师密切配合磋商以确定灌溉系统排列的方式,放样完成后由设计工程师核定后方可施工。 放样之初各标识点应先以长于100cm的标桩将各点表示于地面,待石灰线完成后不重要的可视需要拔除重复使用。另外,废除之桩位或石灰记号必须于当天消除不得留待隔日。 放样过程中对原设计的管线走向修改必须与设计工程师协商后方可确定。

自动化灌溉方案设计

目录 自动化灌溉与信息化管理系统方案 (2) 1、现场智能感知平台: (4) 1.1、井房首部设备智能监控系统 (5) 1.2、田间无线灌溉控制系统 (7) 1.3.无线土壤墒情监测系统 (10) 1.4.综合智能气象监测系统 (11) 2、无线网络传输平台 (14) 3、数据管理平台 (15) 4、应用平台(监控中心及移动管理控制端) (17) 5、主要技术参数 (20)

自动化灌溉与信息化管理系统方案 自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点,融合最新的物联网和云计算技术,采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站,远程在线采集土壤墒情、气象信息,实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉等功能。 该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型区,在不同类型区内选择代表性的地块,建设具有土壤含水量,地下水位,降雨量等信息自动采集、传输功能的监测点;通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统,获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果,定期向群众发布,科学指导农民实时实量灌溉,达到节水目的。 系统组成: 大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云数据管理平台、应用平台(监控中心及移动管理控制端)四个层次,其中,田间脉冲电磁阀、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级(企业)控制中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统,能够实现现地无线遥控、远程随时随地监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式,并且实时监测机井和阀门状态,灌溉流量和管网压力,保障运行安全,及时提示报警信息。在此基础上,扩充田间土壤墒情监测、农田气象监测、作物和泵

喷灌系统的规划设计

第八节喷灌系统的规划设计 喷灌系统是由水源取水,经过水泵加压(自压系统除外),再通过各级压力管道,送至竖管及喷头而形成一个完整的管道系统。其中固定管道式多是将干、支管均埋入地下。半固定管道式多是将干管铺设在地上,支管位于地面,灌完一片后移动到另一片,它们的管道设计方法基本一致。机组式喷灌系统则有所不同,这里重点讲述固定管道式喷灌工程的规划设计。 一、喷灌工程规划设计的原则和内容 (一) 原则 1、管道工程分级喷灌系统较小时,管道分成两级,干管和支管;有三级管道时分为干管,分干管和支管;有四级管道时,分总干管、干管、分干管和支管。最末一级,带有喷头的工作管道,称为支管。连接喷头与支管的管道称竖管。 2、管道布置原则 (1) 管道布置应使管道总长度尽量短,管径小,造价省,有利于防止水击。 (2) 山丘区布置喷灌系统时,一般应使干管沿主坡向布置,支管则平行等高线布置。 (3) 管道布置应考虑各用水单位的需求,便于用水管理,有利于进行轮灌分组。 (4) 平原地区,支管尽量与作物耕作方向一致。 (5) 充分考虑地块的地形变化,力求使支管长度一致,规格统一。管线纵剖面应力求平顺,减少折点,尽量避免管线出现驼峰。 (6) 管线的布置应结合排水系统,道路林带,供电系统及行政村的规划统一规划,山、水、田、林、路。 (二) 喷灌工程规划设计的主要内容 1、勘测和收集基本资料:(1) 地形图,(2) 土壤,(3) 气候,(4) 水源,(5)农作物,(6) 动力供应,(7) 交通,(8) 农业生产现状。 2、确定喷灌区域根据水源、地形、土壤、农作物及经济条件,确定喷灌区域的范围和面积。 3、计算喷灌用水量,进行水源工程的规划设计。 4、确定喷灌系统类型,对选定的方案进行设计,也可以选两种以上方案进行比较,确定最优方案。 5、计算工程、设备统计表、编制概预算。 6、编制工程施工进度计划表。 (三) 主要设计成果 1、喷灌工程规划设计说明书一份。 2、喷灌工程平面布置图,管道、沟渠纵剖面图,管道结构示意图,建筑物设计图(泵站、泄水井、支墩、镇墩、农桥等)。 (四) 喷灌工程规划设计类型 1、管道式喷灌工程规划设计,包括固定式和半固定式。 2、机组式喷灌工程规划设计,包括定喷机和行喷机。 3、自压喷灌工程规划设计。 (五) 喷灌工程规划设计依据(标准) 1、国家标准《喷灌工程技术规范》GBJ85-85。 2、《喷灌工程设计手册》水电出版社。

基于单片机的节水灌溉自动控制系统设计

本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况,灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统,系统对土壤湿度进行监控,并按照农作物的要求进行适时适量的灌水,其核心部分是单片机控制部分,主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计,软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心,研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控,采用分布式控制模式,以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低,体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠,相比其他控制方式来说,性价比高,更易形成产品,便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试,为目前农业在较低生产力水平的状况下,向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词: AT89C51单片机;湿度传感器;A/D转换;采样;芯片 1

本科生毕业设计 ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2

智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法

智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法 智能节水灌溉系统也叫智能农业物联网精细农业自控系统,是托普云农物联网为保证农业作物需水量的前提下,实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能节水灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制,系统能自动感测到什么时候需要灌溉,灌溉多长时间;智能节水灌溉系统可以自动开启灌溉,也可以自动关闭灌溉;可以实现土壤太干时增大喷灌量,太湿时减少喷灌量。 一、智能节水灌溉系统的功能设计 智能节水灌溉系统要实现上述功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节,必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度,传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能节水灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术,这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向

技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能节水灌溉系统可以根据植物和土壤种类,光照数量来优化用水量,还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实,和传统灌溉系统相比,智能节水灌溉系统的成本差不多,却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能节水灌溉系统。 二、智能节水灌溉系统的设计背景 灌溉造成水资源大量浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升,而若安装一种智能节水灌溉系统则可有效地控制水流量,达到节水目的。HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称,美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行,美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统,们在时间控制上还可以,但精准度不高。Spain称,城市灌溉系统占城市用水的58%,这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右,由于农业灌溉效率普遍低下,水的利用率仅为45%,而水资源利用率高的国家已达70%~80%,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能节水灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国,英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告,随着越来越多的家庭开始节约能源,使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 三、智能节水灌溉系统工作原理 灌溉系统工作时,湿度传感器采集土壤里的干湿度信号,检测到的湿度信号

蔬菜大棚喷灌系统设计方案图纸

天镇同煤宏丰现代农业园区日光温室大棚后期设施配置 规 划 方 案

日光温室大棚后期设施配置规划方案 一、概况: 本方案为天镇县同煤宏丰现代农业园区日光温室大棚后期水电、喷灌及蔬菜爬架钢线敷设规划施工项目。大棚数量2个,大棚长90m,宽8m。经过现场勘查和与园区其他单位的配置情况了解,园区提供引入大棚的水源及大棚所需的220V/380V电源,通过了解园区水源质量较好,可直接引入灌溉系统;水源主管道已敷设至大棚内,离灌溉目的地距离较近。便于支管、毛管施工安装。电源只考虑照明部分,不考虑夜间光合作用照明。喷灌增压水泵预留电源与水泵接口,可根据园区供水压力增减。蔬菜爬架钢线延大棚纵向敷设。 二、总体规划思路及内容: 1、本方案的总体规划思路是:低造价、长寿命、操作便利、节省人力。 2、规划内容: 1)喷灌系统:主管、支管、毛管的敷设安装,做到喷灌喷洒流畅、流量均匀、抗堵性能好。 2)照明:沿大棚顶部敷照明线路,安装防水防潮节能灯具,满足照明需要。 3)蔬菜爬架:采用SUS304软钢线沿纵向布置,达到多功能使用。 三、具体方案 1、方案依据 本方案符合以下标准: GBJ85-85 《喷灌工程技术规范》 SL103-95 《微灌工程技术规范》 TJ24-79 《农田灌溉水质标准》 JGJ-2005 《施工现场临时用电安全技术规范》 2、方案内容: 2.1喷灌部分: 2.1.1技术参数及要求

喷灌系统采用倒挂式、多孔式,2种喷灌方案,可供选择。 2.1.2倒挂式喷灌方案(一): 2.1.2.1灌水强度 3.00mm/h≤喷灌强度[ρ]≤5.0mm/h 喷头组合均匀系数:Cu≥90% 2.1.2.2喷头的选择 选用倒挂式摇臂式喷头,性能参数如下: 2.1.2.3过滤器 因浇灌水源为水质较好,拟采用一级过滤方式,首部采用碟式(100目滤网)过滤器。 2.1.2.4干、支管、毛管 干管采用PE40管,支管(毛管)采用PE20、喷灌头。 2.1.2.5灌溉水利用系数 η=90% 2.1.2.6系统配置 1)系统组成 该喷灌系统由水源供水部分(由园区提供)、首部(含控制部分)、输水管网、灌水器等组成; 2)供水部分及首部包括电缆、控制箱、管道泵、压力表、过滤器、球阀等; 3)输水管网包括主、干、支各级管道、管件、阀门等; 4)灌水器包括喷头、止滴器及其它连接件。 2.1.2.7系统布置 1)灌溉管网及终端布置:大棚喷灌按2个大棚配置。 2)每个大棚沿屋脊布置1条Ф32PE毛管,PE管上间隔3m均匀安装喷头。 3)每个大棚均设置控制球阀。 4)管网采用三级管道方式,一级为引入灌溉园区的主管,二级为进入大棚的干管,三级为地表PE毛管;其中一、二级主管埋入地面以下≥400mm,三级毛管按各分区位置,布置于种植区上部。详细做法见图1。

绿地喷灌设计技术规范

绿地喷灌设计技术规范 “绿地”包括园林绿地、市政绿地、庭院绿地和运动场绿地。节水灌溉包括喷灌、涌灌、滴灌和渗灌,各种灌溉方式的设计原则与步骤基本相同,只是布水形式不同。本节以喷灌为主要内容。 11.9.1 绿地喷灌系统设计基本原则。 绿地喷灌系统设计应遵循的基本原则是节水、实用、可靠、节能和经济。这些原则之间存在着相互制约的天系,当不能同时得到满足时应该首先考虑节水。因为,节约水资源是实施喷灌工程最重要的目的。 1 在水源选择上应首先考虑利用中水或地表水,尽量避免直接使用地下水或市政管网提供的生活 饮用水作为喷灌用水。其次,应根据喷灌区域的地形、土壤、气象等条件和植物的需水要求,严格控 制设计喷灌强度,并制定合理的灌水制度,避免形成地表积水或径流。最后,要根据设计条件和使用 要求进行喷头的选型和布置,既要满足绿地的养护要求,又要避免因无效喷洒造成的水资源浪费。 2 喷灌系统选型时,应根据不同植物的需水要求,保证喷灌系统基本的施水功能;喷头选型和布. 置时,主要应满足喷灌的技术要求,保证喷灌系统在技术上

的合理性;管网布置和水力计算时,应根 据管网压力平衡条件,使供水管网具有最佳的水力条件。 3 根据用户的资金状况和对喷灌系统使用年限的期望,进行喷灌系统的类型选择和寿命设计,然 后依此选择管材和设备,以求系统中所有器材的使用寿命在一个接近的范围内。应该对过滤设备的进、 出口水质进行监控,以保证喷灌系统运行的可靠性。 4 在自然水头或管网水压能够满足喷灌要求的场合,应尽量采用自压型喷灌系统。对于加压型喷灌系统,应该按照经济流速来选择管径。此外,选用低压喷头有利于降低加压型喷灌系统的运行费用。 5 在满足绿地喷灌基本要求的条件下,尽可能考虑喷灌设备的综合利用。在管材选择方面,既要 保证系统的承压要求和水锤安全,又要避免因管壁过厚造成管道成本增加。应尽量选用远射程喷头, 以求降低工程造价。对于加压型喷灌系统,还应对系统的投资成本和运行费用进行综合比较。 11.9.2 系统选择。 绿地喷灌系统有下列几种类型,没计者应根据种植方案、自然条件、资源状况、使用维护等因素, 综合比较确定。. 1 按管道敷设方式分类。

节水灌溉技术之农场自动喷灌系统设计

节水灌溉技术之农场自动喷灌系统设计

节水灌溉技术之农场自动喷灌系统设计 1、农场自动喷灌系统技术简介 托普物联网指出农场自动喷灌系统是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间,再经喷头喷射到空中,形成细小水滴,均匀地洒落在农田,达到灌溉的目的。一般说来,其明显的优点是灌水均匀,少占耕地,节省人力,对地形的适应性强。主要缺点是受风影响大,设备投资高。经过20多年的努力,现在我国已有喷灌面积80多万公顷。喷灌系统的形式很多,其优缺点也就有很大差别。 (一)适用范围 喷灌的适应范围很广,对土地平整要求不高,地形复杂的山岗缓坡地、大小不平的田块都可进行喷灌;大田作物、瓜果蔬菜、经济作物、果树、牧草等都可以采用喷灌。同时,灌溉既可用来灌溉农作物,又可用来喷洒肥料、农药,还可用来防霜冻和防干热风等。 (二)操作步骤 1.准备: (1)水源。河、湖、渠、塘、库、井、泉都可作为喷灌系统的水源。 (2)动力。可根据自身条件,用拖拉机、柴油机、电动机或汽油机等作为喷灌系统的动力,功率大小要与水泵配套。 (3)水泵。喷灌系统最常用的水泵有离心泵、自吸离心泵、潜水电泵、深井泵等。少数地区,也可利用自然水头。

(4)输水管网。管道与管件是喷灌系统的重要组成部分。在喷灌系统中,管道的投资往往占设备总投资的50%以上,所以要因地制宜、经济合理地选用管材。目前,固定管道常用的管材有钢管、钢筋混凝土管、石棉水泥管、塑料管等。移动管道常用的有软管和轻质硬管两种。此外,为了连接和控制管道系统,还要配有一定的弯头、三通、四通、闸阀、接头和堵头、压力表、置水装置等。 (5)喷头。按射程大小可分低压近射程、中压中射程、高压远射程以及微喷头4 大类;按喷嘴多少可分单喷嘴、双喷嘴、多喷嘴喷头;按结构形式可分管孔式、莲蓬式、缝隙式、漫射式和射流式喷头。一般情况下,低压喷头喷水量小、射程近、强度低、水滴小、雾化程度高,适用于喷灌浅根作物,如蔬菜、苗圃、花卉和幼嫩的作物及作物的幼苗期。中压喷头适应多种作物和各种土壤。高压喷头适用于草原、果林喷灌。从土壤性质看,粘性土宜选用低喷灌强度的喷头;砂性土可选用喷灌强度较高的喷头。 (6)农场自动喷灌系统的选择①固定式喷灌系统。除喷头外,所有管道都是固定的。其特点是:生产效率高,运行管理方便,运行成本低,工程占地少,有利于自动化控制和综合利用;但设备利用率低,单位面积投资高。适用于灌水频繁的蔬菜和经济作物及地面坡度陡、局部地形复杂的地区。②移动式喷灌系统。动力机、水泵、干管、支管、喷头都可移动。其特点是使用灵活方便,又能节省大量管材,亩投资较低。但工作条件差,劳动强度大,喷洒质量不够高。③半固定式喷灌系统。动力机、水泵、干管都是固定的,支管和喷头是

花园自动灌溉系统

广州学院 课程设计说明书 花园自动灌溉控制系统设计 院(系)机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级机电(9)班 学生姓名 指导老师 2013 年1月1日

课程设计任务书 兹发给2009级机械工程及自动化班学生课程设计任务书,内容如下: 1.设计题目:花园自动灌溉控制系统设计 2.应完成的项目: 1.硬件设计 2.画出PLC接线控制端子连接图 3. 软件设计 4. 编写程序和程序流程图 5. 操作说明 3.参考资料以及说明: 1、可编程控制器及其系统 2、基于PLC控制的泵站自动控制系统的应用 4.本设计任务书于2012 年12月24日发出,应于2013年1月4日前完成,然后进行答辩。 指导教师签发2012 年12 月24 日课程设计评语:

课程设计总评成绩: 指导教师签字: 年月

目录 一、摘要 (1) 二、控制要求 (1) 三、系统分析 (1) 四、控制流程图 (2) 五、I/O地址分配表 (3) 六、I/O接线图 (4) 七、梯形图截图 (5) 八、程序说明 (9) 九、功能说明 (9) 十、总结 (9) 十一、附录 (10)

一、摘要 随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的发展,使PLC的应用越来越广泛,它不仅能实现逻辑控制,还能实现过程控制、运动控制和数据处理。根据相关知识设计自动喷灌系统,从而实现自动化处理。 关键词:PLC 自动喷灌自动化 二、控制要求 A区有两组,每喷灌2分钟,停5分钟,工作时间为每天7点~17点;B区分为两组交替喷灌,每组每工作5分钟,停10分钟,另一组再工作5分钟,停10分钟,循环工作。工作时间为每天9点~14点;C区也分为两组交替喷灌,每组每两天喷灌一天,工作方式、工作时间与A区相同。各区、组的喷灌由电磁阀控制,对喷灌系统提出的控制要求如下: 1. 考虑到系统的可靠性和经济性,要求系统有手动控制和自动控制功能。 2. 手动工作模式下,可在各区工作时间内随时控制各区、组喷灌的开始、停在。 3. 自动工作模式下,系统一经启动即自动按照上述工作规律工作。 4. 如遇到因阴雨天会自动停止全部区、组的灌溉。 5. 要求各区分别具有温度、湿度测控功能,即温度、湿度达到某一控制点就声光报警并自动停止相应区的灌溉。报警状态只能手动清除。 6. 系统设有储水池。储水池设有高、低水位开关,当池中水至低水位时自动气动阀水泵工作(动力为2.2KW三相异步电机),当池中水至高水位时自动停止水泵工作。 7. 应设有自动和手动指示、各区、组运行状态指示和水泵运行指示。 三、系统分析 由设计要求及各喷灌的工作方式知道,A区各组是同时工作,B区是交替工作的,C区也是交替工作,并且是隔天工作一天,通过分析其工作过程知道,首先是要判断储水池的水位,控制要求水位在某个低水位时自动启动水泵工作,并让其一直工作,直至水位达到某个高水位时,又自动停止水泵的工作,所以若要实现此要求,则可以通过控制两个水压传感器,当水位低于某个水位时,通过检测其压力达到某值使低水位水压传感器产生输出信号,从而使低水位水压传感器线圈通电,并同时使用一个中间继电器使水泵延续工作,同理,当水位达到高水位时,高水位水压传感器线圈通电使水泵停止工作。低水位线圈在梯形图中使用其常开触点,高水位传感器线圈使用其常闭触点。然后,用水泵线圈的触点来控制其指示灯的通断。因为阴雨天要停止所有区组的喷灌,所以同样用一个阴雨天传感器感知天气的变化,在梯形图中用它的常闭触点同时控制A,B,C三个区的喷灌,每个区分别用两个传感器控制温,湿度的变化,在天气不为阴雨天气时,分别判断每个区的温湿度是否超标,从而控制每个区的工作。对A区,根据其工作时间及工作方式,先通后断,循环,工作时间则用长延时(定时器与计数器串联),工作时间到,则启动另一个长延时(未工作时间),延时时间到该控制该长延时的计数器复位,同时启动

自动化智能滴灌系统设计方案

(此文档为Word格式,下载后可以任意编辑修改!)(文件备案编号:) 自动化智能滴灌系统 设计方案 工程名称: 编制单位: 编制人: 审核人: 批准人: 编制日期:年月日

目录 一. 系统概述............................................................................................................ - 3 - 二. 系统组成............................................................................................................ - 4 - 三. 通信网络............................................................................................................ - 5 - 四. 功能设计............................................................................................................ - 6 - 4.1. 监测中心级设计 ...................................................................................... - 6 - 4.2. 首部控制级设计 ...................................................................................... - 6 - 4.3.1. 设计原则 ....................................................................................... - 7 - 4.3.2. 主要功能 ....................................................................................... - 7 - 4.3.3. 硬件设计 ....................................................................................... - 8 - 4.3.4. 软件设计 ..................................................................................... - 10 - 4.3. 田间控制级设计 .................................................................................... - 13 - 4.3.1. 田间控制器主要功能 ................................................................. - 13 - 4.3.2. 田间控制器性能指标 ................................................................. - 14 - 4.3.3. 田间路由器节点主要功能 ......................................................... - 14 - 4.3.4. 田间路由器节点性能参数 ......................................................... - 14 - 4.3. 5. 供电方式 ..................................................................................... - 14 - 五. 系统特性.......................................................................................................... - 15 - 六. 设计研究意义.................................................................................................. - 16 -

相关文档
最新文档