[实用新型]光伏节能灌溉智能控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于农业灌溉设备或者设施的设计与制造技术领域，特别涉及一种光伏节能灌溉智能控制装置。

背景技术

塔里木盆地是我国最大的棉花生产基地，光照充足，昼夜温差大，这种气候为南疆棉花生长创造良好条件。但塔里木盆地干旱少雨，棉花生长需用水主要依赖于灌溉，目前水资源严重不足，因此节水灌溉是该区农业发展的根本出路。农作物滴灌技术在阿克苏地区虽然已经总结出一些经验，但在棉花关键需水期，由于控制滴水量不足、滴水间隔时间过长等原因，引起棉花落蕾、落铃，这对棉花的产量造成严重的影响。因此研制出一套适合干旱少雨地区的智能灌溉系统是解决该问题的有效途径，同时为塔里木盆地棉花高产高质提供技术支持，对推进塔里木盆地棉花自动化种植，提高棉农收益具有重要的理论和现实意义。

发明内容

本实用新型的目的在于：利用现有的电子设备与机械设备的结合设计一种结构简单的智能装置，这种装置能够通过检测土壤湿度自动启动水泵，减少浪费水资源，并且通过太阳能对装置进行供电，节省电力。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：光伏节能灌溉智能控制装置，包括计算机、水泵、喷头、土壤湿度传感器及光伏电源，所述计算机通过数据线缆与PLCS7-200相连接，光伏电源通过供电线缆分别与PLCS7-200、变频器、PLC模拟输入模块、土壤湿度传感器及变送器相连接；水泵一端通过数据线缆与变频器相连接，另一端则通过水管线与喷头相连接；通过数据线缆变频器分别与PLCS7-200以及PLC模拟输入模块相连接；通过数据线缆PLC模拟输入模块分别与变频器、PLCS7-200以及变送器相连接。所述的计算机、水泵、喷头、土壤湿度传感器、光伏电源、PLCS7-200、变频器、PLC模拟输入模块及变送器为市售的设备。所述变频器选用三菱FR-F500变频器，功率5.5Kw。所述PLCS7-2002为PLC（可编程控制器）S7-200（CPU224CN），所述PLC模拟输入模块7为、西门子模拟输出模块。

实践使用时，将本实用新型传感器安装于土壤中，通过传感器检测的土壤湿度，传感器把检测的湿度信号送变速器中，经过变换后成为标准的电压和电流信号送西门子输入模拟模块中，CPU224CN检测后看是否缺失水分，如果水分缺失则自动启动水泵进水。否则电机停止运行，说明水分满足农作物生长需求。

本实用新型的有益效果：本实用新型不仅结构简单，而且能够通过检测水分动调节水泵的工作状态，由于能自动识土壤的水分湿度，能有效的进行水泵灌溉的自动启停，提高了效率，节约了水量，而装置的用电量是太阳能供给，节约电能。  

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的主视结构示意图。

具体实施方式

光伏节能灌溉智能控制装置，如图1所示，包括计算机1、水泵4、喷头5、土壤湿度传感器9及光伏电源6，所述计算机1通过数据线缆与PLCS7-2002相连接，光伏电源6通过供电线缆分别与PLCS7-2002、变频器3、PLC模拟输入模块7、土壤湿度传感器9及变送器8相连接；水泵4一端通过数据线缆与变频器3相连接，另一端则通过水管线与喷头5相连接；通过数据线缆变频器3分别与PLCS7-2002以及PLC模拟输入模块7相连接；通过数据线缆PLC模拟输入模块7分别与变频器3、PLCS7-2002以及变送器8相连接。所述的计算机1、水泵4、喷头5、土壤湿度传感器9、光伏电源6、PLCS7-2002、变频器3、PLC模拟输入模块7及变送器8为市售的设备。所述变频器3选用三菱FR-F500变频器，功率5.5Kw。所述PLCS7-2002为PLC（可编程控制器）S7-200（CPU224CN），所述PLC模拟输入模块7为、西门子模拟输出模块。

实践中，光伏节能灌溉智能控制装置，包括PLC（可编程控制器）S7-200（CPU224CN）、模拟输入模块、三菱变频器、湿度传感器。CPU224CN模块是控制核心。模块集成14 输入/10 输出共24 个数字量I/O 点。可连接7 个扩展模块，最大扩展至168 路数字量I/O 点或35 路模拟量I/O 点。16K 字节程序和数据存储空间。6 个独立的30kHz 高速计数器，2 路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。1 个RS485 通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。I/O 端子排可很容易地整体拆卸。具有控制调试的串口输出调试数据、计算模拟模块的输入输出数据功能。传感器采用LTM8901C传感器，控制农产品生长的相关参数，具有温度湿度一体、总线输出温湿度值，便于组成远程监测系统模块化结构设计，接线端子与传感器主体可方便插拔，便于安装、维护。模拟输入和输出模块采用SIEMENS模拟量输入模块EM235： EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。模拟量输入信号：0-20 mA / 0-10V / 0-5V / ， 输出信号10V /0-20mA；分辨率12位A/D转换器，DIP开关设置，具有A/D和D/A功能。读取特殊寄存器： AIW0 AIW2 AIW4，AIW6，写入特殊寄存器： AQW0。变频器选用三菱FR-F500变频器，功率5.5Kw。三菱变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据水泵的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等。电源模块内置开关电源（24V）输出，供给变频器、PLC及模拟模块工作电源，内部使用LM2576 DC-DC稳压器及LDO ASM1117- 3.3 分别提供DC 5V和DV 3.3V工作电压，共系统内部的芯片工作。本装置采用了先进的传感器检测技术，进行PID算法，可靠性高，对水泵进行自动控制，克服了大田复杂环境下的准确检测、误动作少的难题。