自動滴灌系統(tǒng)

1、滴灌系統(tǒng)的自動化控制的研究 （2）3.5.2 數(shù)據(jù)輸入在讀數(shù)記錄屏幕中可以人工錄入和顯示田間實際收集的數(shù)據(jù)，如土壤水分張力計 的讀數(shù)、作物籽粒大小。 有關(guān)作物的數(shù)據(jù)可以測定得到， 作物生長參數(shù)與土壤水分含量相關(guān)聯(lián)可以確 定作物生長期的水分需求量。 氣候數(shù)據(jù)資料可以人工輸入或由氣象站自動裝載。 天氣數(shù)據(jù)參數(shù)的個數(shù) 沒有限制，它可以與任一個作物生長測定值和任一水平的土壤水分含量相關(guān)聯(lián)制作相互作用關(guān)系圖。 從氣象數(shù)據(jù)資料中可以得到蒸發(fā)損失的總水分量的數(shù)據(jù)并且把它與測定的日水分使用量相比較來調(diào) 整該地區(qū)的作物灌溉計劃。3.5.3 軟件的數(shù)據(jù)處理利用滴管軟件可以計算使土壤剖面達到灌溉飽和點所需的準(zhǔn)確時間

2、數(shù)。同 時計算自從播種或其他生長時期（如發(fā)芽、開花等）以來的天數(shù)，使土壤水分能夠與過去多年的作物 生長資料數(shù)據(jù)參數(shù)同步分析， 以確定作物水分利用效率。 使用作物累積日水分方程。 能夠很好地評估 作物總產(chǎn)量，尤其是對于玉米、小麥和棉花。可以通過作物水分方程和氣象資料估算理論產(chǎn)量。通 過速率方程， 計算作物生長速率。 計算作物當(dāng)前日水分利用量占整個生長季日水分利用量地比例。 同 時也可計算不同水分含量地土壤水分變化速率，這些速率地變化表明土壤緊實問題和土壤干旱地程 度。滴灌軟件可以分析某一作物在生長季內(nèi)日水分利用狀況地資料。 結(jié)合現(xiàn)代先進地土壤水分測定儀 器使用，該軟件能夠指導(dǎo)我們最有效地利用有限

3、的水資源獲得最大農(nóng)業(yè)效益。 例如能夠確定每次灌溉 的準(zhǔn)確時間和灌水量。 同時減小過量灌溉和水分不足對產(chǎn)量的影響。 建立各種不同作物之間水分利用 及水分利用效率的差異； 建立如不同品種、 土壤緊實情況、 不同的耕作史等不同條件下水分利用及水 分利用效率的差異； 建立現(xiàn)代耕作技術(shù)和傳統(tǒng)耕作技術(shù)條件下的水分利用效率的關(guān)系。 確定灌溉和降 水的利用效率， 用以觀察分析根系吸收水分模式。 有助于合理管理地下水和鹽化問題， 能夠減少土壤 養(yǎng)分的淋溶損失問題。 建立土壤水分含量、 作物長勢及天氣狀況的數(shù)據(jù)庫以使作物產(chǎn)量和質(zhì)量獲得持 續(xù)穩(wěn)定的提高，使高效農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。3.6灌溉自動化控制系統(tǒng)要實現(xiàn)灌水的自動

4、化， 必須有自動灌溉控制器， 該裝臵由土壤濕度傳感器、 控制器和電磁閥組成， 能夠按土壤墑情和作物需水特性實施自動灌溉（溝灌、噴灌、滴灌、滲灌），達到高產(chǎn)、高效、和節(jié) 水的目的。適用于庭院花圃、苗圃、果園、菜地和農(nóng)地。隨著經(jīng)濟發(fā)展，庭院花圃、苗圃水分的自動 灌溉倍受歡迎。它能省水省事，使花木生長更好。一畝庭院花圃、苗圃地投資1.01.5 萬元，可以建立自動灌溉控制系統(tǒng)。自動灌溉控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)科學(xué)灌溉，節(jié)能、省水，使菜地和農(nóng)地產(chǎn)量和質(zhì)量 明顯提高。智能化，精準(zhǔn)化灌溉技術(shù)是伴隨著計算機應(yīng)用技術(shù)、傳感器制造技術(shù)、塑料工業(yè)技術(shù)的提 高而逐步實現(xiàn)的自動化計算機灌溉控制系統(tǒng)大約在 80年代初由雨鳥公司、

5、摩托羅拉等幾家公司開發(fā)、研制成功, 并投入使用。由于技術(shù)復(fù)雜、應(yīng)用難度大，價格高昂，這種控制設(shè)備最早應(yīng)用于高爾夫球場灌溉系統(tǒng) 的控制上。90年代，計算機工業(yè)的硬件、軟件飛速發(fā)展，使得灌溉系統(tǒng)中央計算機系統(tǒng)操作難度越 來越小，功能越來越豐富，價格也逐漸降了下來。這種系統(tǒng)在園林綠化上用得也越來越多了起來，雨 鳥公司針對不同用途，研制、開發(fā)出了中央計算機控制系統(tǒng)：Maxicom智能化灌溉中央計算機控制系統(tǒng)具有如下功能： 動采集各種氣象數(shù)據(jù)，計算并記錄蒸發(fā)蒸騰量 ET; 根據(jù)前一天的ET值自動編制當(dāng)天灌溉程序并實施灌溉； 可由連接的土壤濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、雨量傳感器等干涉程序，啟動、關(guān)閉、暫停灌溉

6、系統(tǒng)； 連接流量傳感器可自動監(jiān)測、記錄、警示由于輸水管斷裂引起的漏水及電磁閥故障；最大 限度利用管網(wǎng)輸水能力； 運行程序而不起動灌溉系統(tǒng)（干運行），測試程序合理性，不合理時預(yù)先修改； 自動記錄、顯示、儲存各灌溉站的運行時間；自動記錄、顯示、儲存?zhèn)鞲衅鞣答仈?shù)據(jù)，以 積累資料，修改程序，修改系統(tǒng)等。滴灌系統(tǒng)的自動化控制的研究（2）2006-2-1 16:29:00 來源：中國自動化網(wǎng)2.3評價從整體上來看，XX白果園的滴灌系統(tǒng)是建設(shè)的比較完善的一套滴水灌溉系統(tǒng)，設(shè)計施工都符 合現(xiàn)代滴灌的要求，是一套先進的現(xiàn)代化滴水灌溉系統(tǒng)，而且產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效果。不過當(dāng)時 考慮到經(jīng)濟條件的限制，其毛管采用了單行

7、直線布臵，灌水均勻度不高，鑒于對多種毛管布臵 形式的比較分析，筆者認(rèn)為百果園應(yīng)改進為雙行毛管平行布臵；而且其控制系統(tǒng)自動化程度不 高，全園僅能使用微機控制電磁閥的開啟，不能精確實現(xiàn)作物的輪灌、對灌水時間和灌水量都 不能實現(xiàn)有效的控制，故需進一步對其控制系統(tǒng)加以設(shè)計改進。正在建設(shè)的二期工程應(yīng)該吸收 一期工程中的好的經(jīng)驗，改進一期工程中的不足，特別是應(yīng)該實現(xiàn)灌水的全自動控制。3灌溉自動化控制系統(tǒng)灌溉中的滴灌系統(tǒng)，能很方便實現(xiàn)自動化控制，灌水的自動化控制能有效的實現(xiàn)節(jié)水灌溉, 也是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的要求。對微灌的自動化控制，根據(jù)控制系統(tǒng)運行的方式不同，一般可分 為手動控制、半自動控制和全自動控制三類：

8、 手動控制系統(tǒng)系統(tǒng)的所有操作均由人工完成，如水泵、閥門的開啟、關(guān)閉，灌溉時間的長短，何時灌溉 等等。這類系統(tǒng)的優(yōu)點是成本較低，控制部分技術(shù)含量不高，便于使用和維護，很適合在我國 廣大農(nóng)村推廣。不足之處是使用的方便性較差，不適宜控制大面積的灌溉。 全自動控制系統(tǒng)系統(tǒng)不要人直接參與，通過預(yù)先編制好的控制程序和根據(jù)反映作物需水的某些參數(shù)可以長 時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用只是調(diào)整控制程序和檢修控 制設(shè)備。這種系統(tǒng)中，除灌水器、管道、管件及水泵、電機外，還包括中央控制器、自動閥、 傳感器（土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等）及電線等。 半自動

9、控制系統(tǒng)系統(tǒng)中在灌溉區(qū)域沒有安裝傳感器，灌水時間、灌水量和灌溉周期等均是根據(jù)預(yù)先編制的 程序，而不是根據(jù)作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。這類系統(tǒng)的自動化程度不 等，有的一部分實行自動控制，有的是幾部分進行自動控制。為了對先進的滴灌自動化控制系統(tǒng)有具體認(rèn)識和了解，下面我們將對滴灌的自動化控制作 詳細(xì)介紹：3.1滴灌首部控制樞紐滴灌自動化系統(tǒng)的基本控制方法有：時間控制、水量控制和反饋控制三種。時間控制系統(tǒng) 是按預(yù)定好的時間放水或關(guān)水；水量控制系統(tǒng)是按照設(shè)計的配水量放水或關(guān)水；反饋控制系統(tǒng) 是根據(jù)灌區(qū)內(nèi)濕度感受器的反應(yīng)，然后將信號傳送到首部控制樞紐部分來關(guān)水或放水。滴灌系 統(tǒng)更便于完全實現(xiàn)自動化，這在地多人少、勞力緊張的邊遠(yuǎn)地區(qū)，沙漠地帶的防護林區(qū)，鐵路 路基沿線，經(jīng)濟力量雄厚的城郊蔬菜種植區(qū)顯得特別重要。目前，國外發(fā)達國家在滴灌區(qū)普遍 使用了計算機管理系統(tǒng)，并通過專用的滴灌系統(tǒng)軟件來控制和檢測作物生長、土壤狀況和氣象 趨勢，取得了良好的效果。大大提高了現(xiàn)代化的土壤水分、作物