[发明专利]随水施肥优化控制灌溉系统

权利要求书

1.随水施肥优化控制灌溉系统，其特征在于：该系统包括原水灌溉系统、施肥系统、灌溉控制系统；所述原水灌溉系统包括过滤器a(1)、截止阀a(2)、原水泵(3)、截止阀b(4)、过滤器b(5)、压力表(7)、涡轮流量计(8)、单向阀(9)、减压阀(6)、电磁阀(18)；

施肥系统包括1号药桶(10)、1号计量泵(11)、1号背压阀(12)、1号搅拌泵(19)、2号计量泵(14)、2号药桶(13)、2号背压阀(15)、2号搅拌泵(20)；

灌溉控制系统包括PLC灌溉控制柜(16)、触摸屏(17)、变频器(21)；

所述原水灌溉系统、施肥系统组成该随水施肥优化控制灌溉系统的实体结构，具体而言，过滤器a(1)与原水泵(3)之间设置有截止阀a(2)；原水泵(3)与截止阀b(4)相连；截止阀b(4)与单向阀(8)连接的管路上设置有过滤器b(5)、压力表(7)、涡轮流量计(8)；单向阀(9)后面是出水管路紧接着施肥系统，1号药桶(10)与1号计量泵(11)相连，1号计量泵(11)与1号背压阀(12)相连，1号搅拌泵(19)接在1号药桶上；2号药桶(13)与2号计量泵(14)相连，2号计量泵(14)与2号背压阀(15)相连,2号搅拌泵(20)连接在2号药桶(13)上；所述施肥系统经由1号计量泵(11)、2号计量泵(14)连接到灌溉控制系统的变频器(21)；

PLC灌溉控制柜(16)与变频器(21)相连，用以控制1号计量泵(11)、2号计量泵(14)；PLC灌溉控制柜(16)与触摸屏(17)相连；

原水灌溉系统、施肥系统混合后的水肥混合液流出出水管，经过电磁阀(18)进入到后面的灌溉区中，进而对农作物进行灌溉；所述在灌溉区内，每组滴灌带支路上装有一个电磁阀(18)，各个支路为并联结构。

2.根据权利要求1所述的随水施肥优化控制灌溉系统，其特征在于：所述灌溉控制系统PLC灌溉控制柜(16)选用西门子S1200系列控制柜；触摸屏(17)选用威纶MT8100系列，通过触摸屏(17)上的按键实现对灌溉的开关量控制；变频器(21)选用富士FNRO系列。

3.根据权利要求1所述的随水施肥优化控制灌溉系统，其特征在于：水源进入原水灌溉系统中首先经由过滤器a(1)进行初步过滤，通过截止阀a(2)进入原水泵(3)，再通过截止阀b(4)经过过滤器b(5)的进一步过滤，减压阀(6)使出口压力保持稳定的范围，由压力表(7)对管道水压进行测量；水流经压力表后进入到涡轮流量计(8)，以实现精准水肥浓度配比及定量灌溉，流量计后需要接入单向阀(9)，以保证水流方向，防止回流；营养液A经1号搅拌泵(19)搅拌后，由1号计量泵(11)从1号药桶(10)中取出相应量的营养液A，然后通过1号背压阀(12)进入到主水路管道中，以保持出水口处的压力一定，防止回流；如果需要同时灌溉两种营养液，可以通过2号计量泵(14)从2号药桶(13)中取出经过2号搅拌泵(20)搅拌好的营养液B，通过2号背压阀(15)进入到主水路管道中；混合后的水肥混合液流出出水管，经过电磁阀(18)进入到后面的灌溉区中，进而对农作物进行灌溉；

控制系统为PLC控制，能够同步北京时间适时启动12组计划；根据控制对象的不同，控制系统可以分成控制计量泵、搅拌泵、原水泵和电磁阀四个部分；通过变频器控制计量泵，可以实现变频器报警功能；通过控制搅拌泵，可以实现手动启动，也可以在需要时自动启动，最多运行一个小时；通过控制原水泵，可以实现手动切换备用原水泵，实时显示瞬时、累计流量，水流开关报警功能；通过控制电磁阀，可以同时对12组电磁阀进行控制，显示累计流量值，显示历史数据表，同时具有过流报警功能。

4.根据权利要求3所述的随水施肥优化控制灌溉系统，其特征在于：所述过流报警包括相序报警、原水泵过流报警、变频器过流报警、原水泵水流开关报警；其中，相序报警部分是采用相序保护器，正常情况下，保护器接常闭触电，处于导通状态，当相序出错后，相序保护器自动接到常开触电，处于断开状态，这时PLC就能检测到此变化，从而产生相序报警；

原水泵过流报警主要依靠热继电器来实现，当电流过大时，就会产生较大的热量，当热量达到一定程度时，继电器断开，从而产生了过流报警，也对原水泵进行了保护；

变频器过流报警：当流过变频器的电流超过额定电流10％时，视为过流，则会在变频器与PLC中间的开关由常闭变成常开，从而产生了过流报警信号；

原水泵水流开关报警：在系统内部，会对原水泵的瞬时流量进行一个初步测量，如果瞬时流量的脉冲数在3-5s内低于一定的值，则认为原水泵没有水流，就会产生水流报警。