Автоматизированная система комбинированного орошения
Эксплуатация систем капельного и спринклерного орошения в условиях открытого грунта требует постоянного контроля режима орошения, мониторинга метеорологических условий, ручного запуска насосного оборудования, что подразумевает большие трудозатраты. Сотрудниками отдела оросительных систем и гидротехнических сооружений ФГБНУ «ВолжНИИГиМ» в экспериментальной мастерской был изготовлен сигнальный образец автоматизированной системы комбинированного орошения.
Блок управления автоматизированной системы комбинированного орошения предназначен для управления процессами автоматизации полива сельскохозяйственных культур, регулирования микроклимата растений и параметров увлажнения почвы в жаркие сухие дни вегетационного периода.
При условии долговременных показаний низкого уровня влажности почвы в период между поливами, согласно заданной программе, производится принудительный запуск насоса в магистральный трубопровод капельного полива для поддержания необходимого для развития растений режима влажности почвы.
В засушливые летние месяцы при критических показателях датчика температуры и влажности воздуха блок управления системы дает сигнал в установленное программой время для включения насоса в магистральный трубопровод защитного спринклерного полива для благоприятной вегетации растений. С помощью блока управления с микроконтроллером производится поочередное открытие соленоидных кранов, установленных на каждом крыле спринклерных насадок, которые обеспечивают порядные зоны защитного увлажнения растений через заданный режимом промежуток времени. Блок управления системы выполнен на базе оборудования ОВЕН.
Реализация проекта
Для исполнения управляющей программой запуска насосных станций для капельного и защитного спринклерного поливов в блоке управления используется сенсорный панельный контролер ОВЕН СПК110 с сенсорным экраном 10.2”.
Для соединения модуля определения параметров почвы и удаленного мобильного устройства удаленного мониторинга с контроллером СПК110 применяется GSM/GPRS-модем ОВЕН ПМ01.
Для измерения аналоговых сигналов, преобразования измеренных значений в значение физической величины с датчиков температуры/влажности воздуха, датчика влажности листовой поверхности, датчика дождя и скорости ветра используется модуль аналогового ввода с универсальными входами МВ110, который по сети RS-485 передает данные к СПК110.
Возможности системы управления
Система управления может работать в ручном или автоматическом режиме. При ручном режиме управление системой осуществляется непосредственно пользователем, при автоматическом – все действия производятся в точном соответствии с заданной конфигурацией системы.
Блок управления осуществляет опрос всех датчиков системы и отправляет на мобильное устройство (web-сервер) сообщения об измеренных параметрах почвы и микроклимата.
При наличии атмосферных осадков управляющая программа блокирует работу всей системы на время, заданное в конфигурации системы, после чего снова запускается основной цикл программы.
Если измеренное значение влажности почвы не превышает значения заданного параметра, то подается сигнал на включение реле насоса капельного орошения.
Если значение скорости ветра превышает заданный пользователем параметр или значение температуры приземного слоя воздуха не превышает значение заданного параметра, то блокируется работа системы спринклерного орошения.
Если влажность листовой поверхности растений окажется ниже требуемых значений (сухая), то управляющая программа подает сигнал на включение реле насоса спринклерного орошения и на соленоидные клапаны.
Все действия управляющей программы дублируется сообщением на мобильное устройство (web-сервер).
Внедрение разработки обеспечивает:
- организацию системы точного орошения;
- рациональное использование водных ресурсов;
- мониторинг почвенно-метеорологических условий для принятия оперативных агротехнических решений;
- снижение трудозатрат при возделывании сельскохозяйственных культур в среднем на 15 % за счет автоматизации процессов мониторинга и управления;
- повышение урожайности орошаемых культур в среднем на 20 % и повышение качества товарной продукции;
- увеличение рентабельности производства продукции в среднем на 20 %
