[发明专利]一种农田灌溉渠首电机变频调速控制系统

说明书

一种农田灌溉渠首电机变频调速控制系统，包括变频调速控制系统、供电子系统、渠首电机、管压传感器和远程控制终端；所述变频调速控制系统用于控制渠首电机转速，该系统包括MCU控制器、触摸屏、光耦隔离继电器、变频器和无线通信模块；所述供电子系统用于电压转化以及给变频调速控制系统各电器元件、渠首电机和管压传感器供电，该系统包括交流变压器、直流变压器和降压模块；所述管压传感器用于采集管路压力，MCU控制器根据管压信号进行变频器频率调节以改变电机转速；所述远程控制终端用于操作人员远程控制调节电机转速。本发明利用管压传感器和变频器实现了渠首电机转速自动调节，保证了灌溉效率以及管路水压过大导致的爆管问题。

技术领域

本发明涉及一种农田灌溉渠首电机变频调速控制系统，属于农田智慧灌溉技术领域。

背景技术

农田灌溉是农业生产的重要环节，对农作物的生产起着至关重要的作用。灌溉环节中，渠首电机驱动水泵，实现农田灌溉用水的抽取与输送。目前，我国大部分渠首电机的控制还是人工手动进行电机的启闭控制，自动化程度不高，对于处于较远位置的渠首电机还需要逐个进行关闭，无法远程操作控制，一定程度上，增加了农户的工作量，降低了灌溉效率。

同时，传统灌溉方式，存在下述问题：1、灌溉时，无法实现管路压力在线监测；2、由于渠首电机频率固定，电机转速在一个固定范围内，无法实现渠首电机转速调节；3、灌溉过程中由于供水不稳定，供水不足时，灌溉效率低下，在供水较足且管道不通畅时，则容易导致爆管事故，渠首电机无法根据管压信号实时调节电机转速以调节管路压力，严重时可能导致经济损失以及耽误农业生产进程。

发明内容

为了解决现有技术方案中的问题，本发明提供了一种农田灌溉渠首电机变频调速控制系统，可以在农田灌溉的过程中通过变频器实现电机频率的调节，从而实现渠首电机转速实时调节，使灌溉管路压力维持在一定范围之内，保证灌溉效率并且防止管路爆裂。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农田灌溉渠首电机变频调速控制系统，包括变频调速控制系统、供电子系统、渠首电机、管压传感器和远程控制终端；所述变频调速控制系统用于控制渠首电机转速，该系统包括MCU控制器、触摸屏、光耦隔离继电器、变频器和无线通信模块；所述供电子系统用于电压转化以及给变频调速控制系统各电器元件、渠首电机和管压传感器供电，该系统包括交流变压器、直流变压器和降压模块；所述管压传感器用于采集管路压力，并将管压信号传输给MCU控制器，MCU控制器根据管压信号进行变频器频率调节以改变电机转速，防止管道爆裂；所述远程控制终端用于操作人员远程控制调节电机转速。

进一步地，所述变频调速控制系统的MCU控制器分别与触摸屏、无线通信模块、管压传感器、光耦隔离继电器电连接。

进一步地，所述供电子系统的交流变压器、直流变压器、降压模块电连接；供电子系统起始输入电压为380V，为渠首电机和变频器供电；交流变压器将380V交流电转化为220V交流电，直流变压器将220V交流电转化为24V直流电，为触摸屏、光耦隔离继电器、管压传感器供电；降压模块将24V直流电转化为5V直流电为MCU控制器供电。

进一步地，所述触摸屏作为变频调速控制系统的人机交互设备，可以显示管道压力数据以及下发控制指令到MCU控制器控制变频器频率调节以实现电机转速调节，并且具备工作数据存储功能。

进一步地，所述变频调速控制系统的MCU控制器与触摸屏之间数据传输采用RS232转TTL串口模块实现。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过对变频调速控制系统的设计，实现了对渠首电机转速的控制；

（2）采用管压传感器采集管压信号，实现了管道压力实时在线监测；

（3）触摸屏以及远程控制终端具备历史数据记录功能，人机交互设备可实现电机转速现场调节，远程控制终端可以实现渠首电机远程控制；