辽宁省自动灌溉系统开发与实践

2016-08-15郭强辽宁省水利水电科学研究院辽宁沈阳110003

东北水利水电 2016年2期

关键词：控制计量

郭强（辽宁省水利水电科学研究院，辽宁沈阳 110003）

辽宁省自动灌溉系统开发与实践

郭强
（辽宁省水利水电科学研究院，辽宁沈阳 110003）

［摘要］辽宁省水利灌溉中心试验站主要研究不同灌溉制度对农作物生长的影响，为了保障灌溉试验的顺利开展，自主开发一套价格低廉的自动灌溉计量控制系统，并成功应用在灌溉试验中，效果显著。

［关键词］自动灌溉；计量；控制

0　引言

辽宁省水利灌溉中心试验站位于沈阳市沈北新区黄家街道的石佛寺试验基地。灌溉试验是农村水利工作的一项重要内容，是保障水资源合理开发、高效利用、优化配置及农业用水科学管理的一项基础性工作。

1　自动灌溉计量控制系统

为了掌握水稻不同的生长期对水分的需求状况，以及不同灌溉制度对水稻生长的影响，灌溉中心试验建立了自动灌溉计量控制系统。该系统由灌溉管路、执行机构、控制计量单元、恒压给水控制柜及计算机控制软件五部分组成。实现了按照不同的实验方案对实验田进行自动灌溉，同时计量水量，保证试验数据的准确可靠。

2　系统结构设计

辽宁省水利灌溉中心试验站实验田分为两个区域，一部分是水田区，共20块试验田，采用砖混结构砌筑；另一部分是测坑区，采用铁槽结构，共23个测坑。灌溉管路采用PVC管材地埋方式敷设，主管路采用63管，支路采用32管，管路敷设到每个实验区域。在每个水田区附近设有一个控制箱，控制箱内装有控制计量单元、电磁阀和水表。测坑区的控制箱统一安装在测坑下方的地下廊道内。开始灌溉时首先通过计算机控制软件启动水泵，使其工作，管路达到设定压力后下发灌溉指令给相应的现场控制单元，控制单元接收到灌溉命令后打开电磁阀开始灌溉，同时水表计量，当达到设定的灌溉量时电磁阀自动关闭，计算机软件同时记录每个实验区的灌溉时间和灌溉的水量，完成一次灌溉试验。

3　系统设备选择

自动灌溉系统的稳定可靠运行是保证试验成功的基础，因此设备的选择尤为重要。系统中最重要的是现场控制计量单元、计量水表和电磁阀。控制单元功能要求简单，能够控制电磁阀的开关，同时计量水表的流量即可，由于试验田比较分散，距离较远采用集中控制不现实，因此采用分散式控制系统。由于试验地块较多，为了节省投资，现场控制单元采用的是自主研发设备，该设备采用AT89C2051单片机，对SSR-420D08P固态继电器控制实现控制电磁阀的开关功能，同时对水表的脉冲信号进行计数达到对水量的计量功能，计算机与控制单元采用485通讯方式，实现计算机对控制单元的控制功能。

计量水表选用的是山东潍微科技股份有限公司生产的自保持开关型远传冷水表，该水表采用开关量输出，传输距离远，并且可以直接读出用水量数据。控制计量单元将开关信号转换成脉冲信号，由单片机检测脉冲信号的数量，从而转换成用水量，实现水量计量功能。

电磁阀是控制管路开关的执行机构，要求长期稳定可靠运行，灌溉中心试验站的电磁阀采用的是美国尼尔森7917电磁阀，该电磁阀采用交流24 V供电电源，开关稳定可靠，经久耐用。

恒压给水控制柜主要是保证管路压力恒定的控制设备，该柜主要由变频器、恒压给水控制器、远传压力表、电流表、电压表和电气开关等电气元件组成。远程压力表检测当前管路水的压力，通过恒压给水控制器的比较，输出控制电流给变频器，调节变频器的输出频率，从而调整变频器输出电压的大小，达到对水泵转速的控制，实现供水管路的恒压控制功能。