肖陽

摘 要：為了減少灌溉管理用工和降低灌溉管理成本，實現(xiàn)灌溉的自動化已迫在眉睫。對于這些需要進(jìn)行夜間噴灌的草坪實行自動控制噴灌，可以大大降低人們的管理強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；自動控制；系統(tǒng)；

中圖分類號：TV211 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-01

一、實現(xiàn)節(jié)水灌溉自動化的意義

（一）自動化灌溉提高管理效率

為了減少灌溉管理用工和降低灌溉管理成本，實現(xiàn)灌溉的自動化已迫在眉睫。對于這些需要進(jìn)行夜間噴灌的草坪實行自動控制噴灌，可以大大降低人們的管理強(qiáng)度。

（二） 提高灌溉系統(tǒng)的綜合調(diào)度能力

通過在水廠中控室的觀測，可以有效監(jiān)測到取水泵站PLC 系統(tǒng)所控制的設(shè)備的狀態(tài)，同時也可以根據(jù)實際需要發(fā)出操作指令，使得遠(yuǎn)程操作得以實現(xiàn)；UNI-TE 網(wǎng)絡(luò)——每一臺PLC 與相應(yīng)的觸摸屏操作站之間的通訊的建立主要采用的方式是UNI-TE 網(wǎng)絡(luò)；RS232/RS485——是PLC 與電力智能儀表之間的串行通訊網(wǎng)絡(luò)；邏輯編程使用Schneider 的TLXCDPL7PP41M PL7 Pro 邏輯編程軟件；觸摸屏HMI 人機(jī)接口使用XBTL1003EMagelis 終端軟件；中空室上位機(jī)操作站使用Intellution 的Fix監(jiān)控軟件。

二、自動節(jié)水控制系統(tǒng)的常用類型

全自動的節(jié)水灌溉系統(tǒng)是指在灌溉過程中無需人的直接參與，其輪灌程序和長時間的封閉灌溉程序的控制，包括對作物需水量的控制，都是通過預(yù)先編制好的控制程序以及根據(jù)作物統(tǒng)計需水量設(shè)定的。人的主要作用在于對程序的控制以及設(shè)備的維護(hù)。如果自動控制系統(tǒng)中具有反饋信號，就稱為閉環(huán)系統(tǒng)，否則就叫做開環(huán)系統(tǒng)。自動控制技術(shù)在園林節(jié)水灌溉中的應(yīng)用。

中央計算機(jī)控制型，此種類型使用中央計算機(jī)作為控制主機(jī)，配合編制的軟件，能非常直觀地進(jìn)行操作、控制，多路控制型可作為其子系統(tǒng)，根據(jù)需要可以無限擴(kuò)展子系統(tǒng)，適合于大面積應(yīng)用。該系統(tǒng)可通過微機(jī)的軟件輸入數(shù)據(jù)，并能顯示各個設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，還能保存這些數(shù)據(jù)，為決策提供參考。將與植物需水相關(guān)的氣象參量（ 溫度、相對濕度、降雨量、輻射、風(fēng)速等）通過自動電子氣象站反饋到中央計算機(jī)，計算機(jī)會自動決策當(dāng)天所需灌水量，并通知相關(guān)的執(zhí)行設(shè)備，開啟或關(guān)閉某個子灌溉系統(tǒng)。除了以上控制器外，還有對單個部件進(jìn)行控制的系統(tǒng)，如過濾器控制器。由于節(jié)水灌溉，特別是滴灌和微噴灌，所用的灌水器內(nèi)部水流道尺寸較小，水中存在各種雜質(zhì)，容易堵塞，所以要配套合適的過濾器，過濾器在使用過程中自身也容易堵塞，造成進(jìn)出口的壓力差，當(dāng)這個壓力差的值較大時通過的水量就不能滿足灌溉的要求，有時甚至?xí)惯^濾器爆裂，所以要經(jīng)常對過濾器進(jìn)行清洗。但是人工清洗的方式不能很好地掌握時間，也影響系統(tǒng)的使用，所以就出現(xiàn)了能自動清洗的過濾器。還有對施肥進(jìn)行精確控制的控制器，它能通過傳感器采集土壤中鹽分含量或植物體內(nèi)的營養(yǎng)成分，判斷所需補(bǔ)充的肥料種類和施肥量，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時就啟動相關(guān)設(shè)備進(jìn)行施肥。

三、關(guān)鍵技術(shù)

（一）灌溉自動控制器

灌溉自動控制器也稱作獨立控制單元，每個控制器的控制站點數(shù)分別有3 站、6 站、12 站、24 站，控制站點數(shù)量的確定主要依據(jù)灌溉系統(tǒng)的設(shè)計需求，也主要取決于水源數(shù)的多少，控制站點的數(shù)量決定了控制器的站數(shù)。當(dāng)前許多品牌的灌溉控制器都具備擴(kuò)展功能，能夠做到按照實際需要增加或減少控制點數(shù)量。

通過自動找平裝置縱橫向控制系統(tǒng)，可使攤鋪的路面始終保持在所設(shè)定的縱橫坡的基準(zhǔn)線上，從而保證了路面平整度的要求。電磁閥一般處于長閉狀態(tài)，在24V電壓供電條件下是處于開啟狀態(tài)。選擇合適的灌溉自動控制器主要依據(jù)以下幾方面要求：（1） 成本、質(zhì)量與業(yè)主要求。（2） 控制程序的功能。（3） 站點數(shù)量。（4） 安裝方式。（5） 售后服務(wù)。

（二）灌溉中央自動控制系統(tǒng)

當(dāng)攤鋪機(jī)在凹凸不平的路基上攤鋪作業(yè)時，由于路基不平，將使調(diào)平系統(tǒng)產(chǎn)生波動。當(dāng)傳感器偏差信號消失時. 調(diào)平油缸停止調(diào)節(jié)，此時，盡管機(jī)體左側(cè)下降，但要在上述調(diào)節(jié)的作用下，熨平板的調(diào)節(jié)保持在一定的精度范圍之內(nèi)。

（三）節(jié)水灌溉監(jiān)測與控制器功能設(shè)計

1、輪灌組設(shè)置。灌溉控制器輪灌組默認(rèn)為—個站點一個輪灌組。用戶可以根據(jù)實際情況需要任意進(jìn)行輪灌組參數(shù)設(shè)置。也可以隨時修改輪灌組參數(shù)。輪灌組設(shè)晉完成后，其他參數(shù)設(shè)置都針對輪灌組來設(shè)置。目前國外的產(chǎn)品部是固定輪灌組不能進(jìn)行設(shè)置，而國內(nèi)的產(chǎn)品基本沒有輪灌組的概念。

2、灌溉周期設(shè)置。灌溉控制器有幾種不同灌溉方式設(shè)置：①任意周期?？梢栽O(shè)置兩次灌水的間隔周期為任意天，周期間隔為0-99 天；②星期周期。以星期為灌水周期。每周的任意天可以設(shè)置為灌溉或者不灌溉。

3、灌溉方式。設(shè)置灌溉控制器有以下幾種灌溉方式設(shè)置：①連續(xù)灌溉。在輪灌組開啟后，控制器會根據(jù)設(shè)定灌溉時間持續(xù)灌溉，直到灌溉結(jié)束，灌溉時長為0-240min ：②循環(huán)人滲灌溉。大多數(shù)情況連續(xù)灌溉即可滿足灌溉要求，但有些情況這樣灌溉容易產(chǎn)生地表徑流，為了防止這種情況產(chǎn)生，灌溉控制器可以設(shè)置為浸潤灌溉。對于同一個輪灌組，控制器可以首先啟動10min.然后停幾分鐘，這樣循環(huán)灌溉，可以有效防止產(chǎn)生地表徑流。③手動灌溉。節(jié)水灌溉控制器可以通過手動方式在現(xiàn)場進(jìn)行灌溉操作。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭和祥，李和平，郭克貞等.基于信息熵和模糊物元模型的牧區(qū)節(jié)水灌溉項目后評價[J].水利學(xué)報，2013，44（z1）：57-65.DOI：10.3969/j.issn.0559-9350.2013.z1.009.

[2]樓豫紅，康紹忠，崔寧博等.基于集對分析的區(qū)域節(jié)水灌溉發(fā)展水平綜合評價模型構(gòu)建與應(yīng)用——以四川為例[J].四川大學(xué)學(xué)報（工程科學(xué)版），2014，46（2）：20-28.