阀门自动化控制系统.doc

阀门自动化控制系统解决方案第1章 系统概况1.1 现状概况滴灌自动化系统是农业节水灌溉的一项重要技术手段，将工程技术和农艺技术与自动化控制技术结合，以最大限度的提高农田灌溉水利用率。水利对农业生产关系十分重大，新疆地区气候干燥，每年平均雨量不到二百毫米，但新疆的水源丰富。新疆各族人民利用水源的办法可分两种：一是修建水渠，利用山上融化的雪水；另一种是开凿坎儿井，利用地下水。所以在节水、节能和灌溉这块目前面临很多的难点和难题。1) 灌溉地面积太大、太广，人工滴灌管理太费时间，且效率很低；2) 无法进一步提高新疆现有节水灌溉农业的管理水平；3) 无法便捷快速的获取现场设备的突发状况；4) 考虑水资源缺乏等问题，使用人工灌溉管理，无法准确高效的实施节水措施。1.2 整治原则及目标新疆地区地域辽阔，土地较多，浇水施肥要用很多的劳动力，浇一次水可能要到几十上百公里的井泵房去操作，导致费时、费力、费人工。原有的节水灌溉系统虽然在降低作物灌溉制度，提高作物产量上有明显的作用，但由于人工操作的可变性过大，致使灌溉的合理性无法得到进一步的提高。而滴灌自动化控制系统是通过对土壤、作物、气象等各类因素的采集、分析后由操作系统发送相关信息指令对田间各类阀门进行控制，以此来实现降低人工分析决策的不合理性因素对农业灌溉的影响。作为现代化农业发展的趋势，在新疆现状农业灌溉已大面积实施节水工程的前提下，进一步推广滴灌自动化控制系统在节水工程中的使用，对促进新疆农业经济发展具有极大的意义。滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术，它具有很多优点，适合我国的国情，具有很强的推广优势，而且很方便实现灌溉的全自动控制，滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点，是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径，将更好的促进我国农业的现代化，的滴灌自动化系统在经济上是合理的，技术上是可行的，将成为我国南方生态农业建设的典范。整治原则：充分利用现有资源，增加节能、节水控制设备，对滴灌阀门进行远端操控，降低人工成本，提高工作效率，加大物资产业等。整治目标：采用SIM卡和无线远程控制方案，通过GSM/GPRS/CDMA/3G网络的方式传输信息，可使用手机或软件远程的控制田间阀门的开与关，同时还可扩展土壤湿度探测等功能，从而进一步提高现有节水灌溉农业的管理水平。第2章 系统组成2.1 系统联网结构本智能滴灌阀门自动化控制系统子设备包括：主控制器、田间阀门分控器、天线、电源、蓄电池、太阳能电池板、立杆、电磁阀或手动球形阀门（带控制开关）等。每1台主控制器最多可对128台田间阀门分控器发出或接收指令，1台田间阀门分控器最多可控制1个阀门的开或关。本自动化滴灌系统可分为两种方案：1、 利用原有的球形或其他形状的手动阀门，外加电机控制开关的方式，并结合我们的远程自动化控制设备实现远程操控，此种方案其成本造价相对较低。2、 统一采用电磁阀，由我们的远程控制设备直接进行控制和管理，此种方案成本较高，在后续的设备维护成本上也相对增加。第3章 系统功能滴灌阀门自动化控制系统现目前已实现的控制方式主要分为三种，可在实际操作中根据具体情况选取适合自己的控制方式：3.1 自动化控制方式通过滴灌阀门自动化控制系统中心管理软件，可提前预设好所需灌溉土地滴灌阀门的开启时间，可灵活设定开启日期，设定每天开启的时间段和关闭的时间段等，高效的自动化管理农作物滴灌。3.2 半自动化控制方式系统以土壤湿度临界值主参数进行人工参与智能化控制灌溉，用户也可根据探测器反馈的数据结果进行远程控制灌溉，可通过手机或电脑随时进行智能化控制，灵活的设置滴灌阀门开启和关闭的时间。3.3 手动控制灌溉方式在系统出现意外故障或断电的情况下，可人工手动进行电磁阀开启，以保证连续灌溉不会中断，不误农时。第4章 产品介绍4.1 阀门主控制器 阀门主控制器是运用现有的GSM/GPRS/CDMA/3G网络传输信息，传输距离远，容易控制。主要应用在控制室内、外环境工作的农田灌溉系统；远程抽水只需要发个短信或给中心打个电话，中心还可以定时抽水，远程抽水和手动抽水。本系统有电机保护功能，可以配合抵压启动箱和变频启动箱使用。可以增加水位监测联动井泵；监测水泵水压等功能。1) 远程控制阀门（井泵）开或关，过载，缺相保护井泵及配套设备。 A、用户可以通过打电话到中心通知抽水，抽水时间，打电话到中心通知关闭。 B、可以设置4个时间段抽水，就是预约抽水，几月几日几点几分开始抽水，几月几日几点几分停止抽水，中心软件记录抽水时间和结束抽水时间，计算抽水量。C、用户可以自己发短信控制井泵开始抽水，发短信停止抽水，中心记录抽水时间和抽水量。D、用户可以现场开启井泵和停止井泵，中心记录抽水时间和抽水量。2) 全部数据都在中心通过发送指令提取。所有数据都是中心记录，并保存，通过查询和统计可以对个井泵设备的运行情况进行统计。3) 全部功能都无线、无距离限制。本系统采用GSM/GPRS传输信号，此信号覆盖面积广，全球可以通讯，传输距离远，数据量大，传输时间快等特点。 4) 可以采用物联网的方式对128个阀门控制器分组控制，定时开关。技术参数：Ø 数据业务，最高速率可达14.4KbitØ 直流输入：12VDCØ 后备电池：锂电池（DC12v/2AH）Ø 工作频段EGSM900/GSM1800双频Ø 最大发射功率EGSM900 Class4(2W)GSM1800 Class1(1W)Ø 接收灵敏度<-106dBmØ 扩展工作温度：-40°C-20°C和+70°C to+80°CØ 工作电压3.4V4.7V（推荐值3.8V）Ø 平均待机电流10mA (DRX=5)Ø 协议支持GSM/GPRS Phase2/2+Ø UART接口（最大串口速率可达115200bit/s）Ø 标准SIM卡接口（1.8V或3V）Ø GSC射频天线连接器50¦ GSC射频天线连接器Ø 语音业务支持FR、EFR、HR和AMR的语音编码Ø GPRS数据业务GPRS CLASS 10Ø 编码方式CS 1，CS 2，CS 3，CS 4Ø 最高速率可达85.6Kbit/sØ 内嵌TCP/IP协议：支持多链接，提供ACK应答，提供大容量缓存Ø 支持CSDKbit/s4.2 田间阀门分控器主要功能：1) 采用物联网通讯组网传输信号。2) 采用低功耗设计，定时上报状态。3) 低电压报警，通知及时更换电池。4) 外壳采用防水设计。技术参数：Ø 电压：12vDCØ 待机电流：2MAØ 工作电流：20MAØ 无线频率：433MHZØ 发射功率：20MWØ 接收灵敏度：-106DBØ 控制接口：12vØ 波特率：96004.3 电池 主要应用于交通运输、邮电通讯、电力部门、矿山采掘、军事国防、电子计算机系统、牵引动力等多个领域和行业。其储备容量高，35AH以下达到国际要求的2倍，充电接受能力强，达到国际要求的3倍，大电流放电效率高，可高倍率放电，30C放电8S内电池不损伤，自放电小，完全充电后一年内仍可正常使用，充放电无记忆（次数）。4.4 太阳能电池板 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。4. 5玻璃钢天线即为片状模塑料，是由不饱和聚酯树脂、玻璃纤维无捻粗纱、引发剂、塑料以及其它配合材料经专用设备SMC成型机组制成片材，再经增稠、剪裁、放入金属对模经高温高压固化而制成。SMC及其模压制品作为新兴的玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢，其加工方式可分为：手糊成型、喷射成型、拉挤成型、缠绕成型、树脂传递模塑成型、模压成型等数种加工方式。SMC及其模压制品有以下特点：重量轻、强度高、尺寸精确、批次质量一致性好，产品可达零收缩率。与A级表面水平，机械化，自动化程度较高，适用于表面质量要求高、产量大、厚度均匀的制品。详情请关注微信公众账号：