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設施農業自動監控系統的基本介紹
發布時間：2021-09-10
設施農業自動監控系統的基本介紹
設施農業滴灌施肥智能化控制系統是為實現現代設施農業智能化精細化控制而研發的一套設施農業自動監控系統，設施農業滴灌施肥智能化控制系統是現代設施農業的關鍵組成部分，在以色列、荷蘭、法國、西班牙等設施農業發達國家，灌溉施肥全部采用智能化精量控制．節水、節肥、省工、增產效果非常顯著。
我國正處于從傳統設施農業向現代設施農業自動監控系統轉變初期，隨著經濟的不斷發展和設施農業由一家一戶向規模化種植的不斷轉變，市場對該種設備的需求越來越大。設施農業滴灌施肥智能化控制系統，解決了該項技術長期依靠進口的技術難題，可廣泛應用于溫室大棚蔬菜、花卉、果樹等作物的灌溉施肥智能化控制，具有較強的適用性和推廣性。
一、系統的功能
1.1 自動、手動控制功能
控制柜上設置了手動／自動開關．用戶可以用這兩種方式進行灌溉施肥控制。當自動系統出現故障時，可采用手動系統進行控制，增加了系統控制的靈活性。
1.2 水泵的恒壓變頻控制功能
水泵的恒壓變頻控制為系統提供一個恒定的管網壓力，使管網壓力不隨打開田間閥數量的多少而變化，保證系統的安全可靠供水
1.3 人工干預灌溉施肥功能根據用戶設定的不同作物多個閥門的灌溉施肥量，可實現一次性多個閥門的自動灌溉施肥控制。
1.4 定時定量灌溉施肥功能
根據用戶設定的不同作物多個閥門的灌溉施肥量、灌施起始時間、灌施結束時間、灌水周期等。系統可實現一個月內多個閥門的自動灌溉施肥控制。
1.5 條件控制灌溉施肥功能
利用土壤水勢傳感器監測土壤的含水量，進行自動灌溉施肥控制。當土壤水勢達到設定水勢上限時。計算機自動啟動系統進行施肥灌溉。當達到設定水勢下限時，灌溉施肥停止．計算機自動記錄該閥門灌水量，其他閥門按此灌溉施肥量依次進行，這種控制方式可實現多個閥門的無人值守灌溉施肥控制。
1.6 智能化混肥功能
根據作物生長所需營養液的酸堿度PH和濃度EC，計算機按照施肥配方的PH、EC設定值，將1—4種濃縮100倍的母液、1種5％濃度的H2SO 溶液與水自動混合配制，調節營養液的PH、EC達到作物正常生長所需的范圍，以滿足作物的生長要求。
1.7 灌溉施肥信息的統計、查詢、顯示功能
該系統可記錄每種作物單個閥門每天的灌溉施肥量和灌溉施肥次數，可連續存儲180天記錄信息。
1.8 系統運行的動態顯示功能
當系統運行時，系統主界面顯示當前正在運行的程序、運行的閥門，使用戶一目了然的掌握系統運行狀態。
1.9 系統的安全保護功能
當用戶設置不當、系統出現異常情況時，計算機會及時發出聲光報警，提醒用戶介入處理。防止對系統或作物造成更大危害。
二、設施農業自動監控系統的組成及主要技術參數
2.1 系統組成
滴灌施肥智能化控制系統由中心控制計算機、系統首部裝置、田間電磁閥和控制電纜、滴灌管網系統組成。系統組成見圖1。
中心控制計算機采用觸摸屏和PLC系統首部裝置：包括加壓泵、施肥泵、過濾器、流量計、水肥自動混合系統、PH—EC監測儀、機泵恒壓變頻控制柜。田間電磁閥和控制電纜：電磁閥采用AC24V塑料電磁閥，控制電纜采用鎧裝地埋控制電纜。
2.2 系統主要技術參數
系統最大控制規模：15O畝；系統最大設計流量：80m3／H；系統配套功率：7．5KW；田間電磁閥數量：8O路。
三、系統的工作原理
3.1 灌溉控制
灌溉分為人工干預、定時定量、條件控制三種灌溉控制方式．不論哪一種控制方式，當達到灌溉開始條件時，先打開田問閥和主控閥，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)。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。
3.2 施肥控制
營養液施肥控制方式也分為人工干預、定時定量、條件控制 種。當進行營養液施肥時，計算機系統根據選定的配方和已設定好的營養液PH、EC值，利用文丘里注肥器進行水肥混合，同時在線實時監測混合營養液的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。當一組田間閥門施肥結束時．先打開下一組閥門，再關閉正在運行的閥門。當所有需要施肥的田間閥施肥完畢，先關閉施肥泵和水泵，再關閉正在打開的所有閥門，結束施肥控制。
3.3 過濾器自動反沖洗控制
過濾器反沖洗有兩種控制方式，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，沖洗時間長度可任意設定，沖洗完畢，恢復系統原來的運行狀態。過濾器反沖洗手動控制：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。
3.4 閥門分組
系統共分為20個閥門組，每一個閥門組可任意設置1～4個閥門，分在同一個閥門組里的閥門同時進行灌溉，所以，整個系統最多控制80個電磁閥。
三、系統的工作原理
3.1 灌溉控制
灌溉分為人工干預、定時定量、條件控制三種灌溉控制方式．不論哪一種控制方式，當達到灌溉開始條件時，先打開田問閥和主控閥，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)。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。
3.2 施肥控制
營養液施肥控制方式也分為人工干預、定時定量、條件控制 種。當進行營養液施肥時，計算機系統根據選定的配方和已設定好的營養液PH、EC值，利用文丘里注肥器進行水肥混合，同時在線實時監測混合營養液的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。當一組田間閥門施肥結束時．先打開下一組閥門，再關閉正在運行的閥門。當所有需要施肥的田間閥施肥完畢，先關閉施肥泵和水泵，再關閉正在打開的所有閥門，結束施肥控制。
3.3 過濾器自動反沖洗控制
過濾器反沖洗有兩種控制方式，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，沖洗時間長度可任意設定，沖洗完畢，恢復系統原來的運行狀態。過濾器反沖洗手動控制：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。
3.4 閥門分組
系統共分為20個閥門組，每一個閥門組可任意設置1～4個閥門，分在同一個閥門組里的閥門同時進行灌溉，所以，整個系統最多控制80個電磁閥。
四、系統的主要特點
4.1 功能強大．操作簡便
擁有人工干預、定時定量、條件控制 種灌溉施肥控制方式，用戶可據實際選用。同時系統還擁有過濾器反沖洗、信息查詢、安全保護等功能。
4.2 系統硬件配置高，性能穩定，價格低廉
系統控制硬件選用進口的PLC和觸摸屏，執行機構為進口的電磁閥、水泵，保證了系統的可靠性和穩定性。系統關鍵設備如自沖洗過濾器、文丘里注肥器、PH／EC監測儀實現了國產化，降低了系統造價，該系統價格比同類進口產品低40％左右。
4.3 節水、節肥、省工、降低勞動強度，提高自動化管理水平
4.4 實用性強．適用范圍廣
可廣泛應用于蔬菜、花卉、果樹、食用菌的灌溉施肥管理，具有較強的通用性。⑥控制精度高，試驗證明：系統的營養液濃度EC、酸堿度PH的調節品質良好，控制精度可達到EC≤EC±0．1mS／Cm、PH≤PH±0.2。