节水灌溉无线遥控系统详解

点击数：11738　添加时间：2015-01-10 21:26:03　来源: 奎屯宏菱智能科技有限公司

灌溉远程遥控系统功能及使用培训教材

       （ 王宏林、奎屯宏菱智能科技有限公司）

一、灌溉远程遥控系统的工作原理

通俗的讲“灌溉远程遥控系统”即利用有线、无线方式通过控制中心控制屏发出指令，来控制田间放置的相关设备如：田间阀门控制器，电动阀门等实现阀门的开关、阀门工作状态的反馈、查询等功能，并将执行的结果显示到首部控制屏上。

　  “灌溉远程遥控系统”随着技术的发展可根据用户不同层次的实际需求，由灌溉自动控制子系统、农田墒情监测子系统、作物生长图像采集子系统、水肥智能决策子系统、作物网络化管理平台等多个子系统配置，能为用户提供多种管理选择方式。

二、灌溉远程遥控系统与普通灌溉系统比较有哪些优势

棉花膜下“灌溉远程遥控系统”的经济效益随之突显出来,据产量预测,通过自动化控制的实施，比常规膜下滴灌减少灌次2.5次,节水15%、增产10%，同时节省了大量劳动力、扩大人工管理面积。

农业为何要走节水灌溉自动化控制之路

轮灌制度的操作方式决定了自动化控制的必要性。

滴灌系统是根据作物生长情况和地理条件设计总需水量。再从水利学角度将总水量经过多级输水管和滴灌带均匀分配到田间，为了尽量提高管道利用率、节省管材投资同时达到压力均衡及水量平衡的目的，现有滴灌系统是按照分区轮灌的原则设计的。此种设计理念降低了成本、推动了滴灌技术的推广使用，但同时也对滴灌管理操作提出了更高的要求。

（我公司自2001年至今，通过对兵团、地方等20个滴灌控制系统调查显示：）

随着设施灌溉的进一步推进，我们会越来愈多的感受的新的问题，比如：人为随意延长灌溉时间，多开阀门，有时遇到灌溉次数不均匀造成部分棉花缺水受旱，农民通常又采用“点片补水”的办法补救，其结果是顾了头、顾不了尾，受旱面积越补越多，这些做法必将迫使灌溉计划延期和迫使首部灌溉系统低压运行，这样一来就严重造成轮灌计划执行困难、滴灌均匀性遭到破坏，灌溉系统轮灌制度就更加混，使灌溉进入了恶性循环，再想进入正常秩序将付出巨大代价。直接带来的结果就是减产以及水、电、肥的浪费，使地块盐碱残留不平衡。由此看来，现有的节水灌溉系统用人工管理，都会再次产生上述的做法，任然会严重破坏作物水利运行规律！使滴灌质量无法保证，达不到节水增产增效的目的。      我们不难看到：现有轮灌制度的正常执行，人工操作难度将会越来较大，已逐渐成为节水滴灌大面积发展发的阻力。

由于现有的节水滴灌系统基本上采用人工定时切换管理开关球阀进行轮流灌溉，很多种植户受长期沟灌传统思维影响不能严格按照设计灌溉时间、次序进行灌溉，而是经常人为增加轮灌面积，延长灌溉时间，造成轮灌计划得不到有效执行，最终造成棉花等农作物滴灌系统运行不正常，棉田因灌水不均匀而局部减产。要想达到节水、增产的目的，只靠过去我们曾经采用过的“加强培训力度、规范管理”是不能彻底解决的。只有通过自动化遥控灌溉，降低人为因素影响，才能得到有效解决。自动化遥控灌溉系统已成为解决该问题的必由之路。

 

“节水灌溉遥控系统”带来的直接投资收益及社会效益

1、增产效益:实施了灌溉遥控管理，有效地执行轮灌制度，按需及时灌溉、施肥，最大限度的满足了作物的生长需要，使作物长势良好，实现增产。

2、节水效益：实施了节水灌溉遥控管理，实现了现代农业节水灌溉控制技术，杜绝了在管理过程中，人工不能按时准确地开关阀门，从而会造成灌水量过多或灌水量不足的现象，该系统能较好地利用电子控制技术能将阀门的开关动作精确到秒，实现精确灌溉，解决上述问题，在实际应用过程中取得了突破性的进展。

3、节肥效益：实施节水灌溉遥控管理，实现了精确管理，使得随水施肥更加精准，达到节肥的目的。

5、节电效益：实施节水灌溉遥控管理，实现了精确管理灌溉，从原来的节水灌溉到现在的灌溉节水，有效第控制了水泵的运行功率、运行时长，达到节约电的目的。

6、增加人均管理面积，扩大了耕地规模：实施节水灌溉遥控管理，使得阀门的开关完全采用遥控，控制范围大，完全不需要人工亲自到田间操作，只需轻点按键即可对阀门、水泵进行管理，节省了灌溉管理时间，从而增加了每个管理人员管理的面积。

7、节劳效益,降低劳动强度：实施节水灌溉遥控管理，节省劳动量最大可达90%以上。如今人工成本不断攀高，雇工不易。如果采用节水灌溉遥控管理，可以最大限度节省人工劳动，提高人工使用效率，则可大大减少人力投入

8、该系统可根据用户的需要进行升级，避免重复建设。

农村棉田膜下滴灌自动化控制系统的发展方向

“滴灌无线遥控化控制系统”研究方向是面向广大的农民、低成本、便于农工操作、不采用操作复杂的计算机，经久耐用的“傻瓜型”遥控设备。原因如下：在多年的节水灌溉控制研究中，我们看到：随着滴灌自动化控制技术的深入及大面积推广，采用高端的管理设备，在农村很难满足操作计算机管理专业人才和计算机设备高额投资的需求，因此控制方式要向结构简洁、经济实用、更贴近用户方向发展，我公司（奎屯宏菱智能科技有限公司）从2001年就着力研究便于农工操作的“傻瓜型”控制设备。目前已研发成功，它的基本配置由三大部分构成：田间无线遥控设备。2、首部无线灌溉管理显示屏。3、便携式无线遥控器等组成。

 

HL-10型无线遥控系统功能及组成

系统采用单片机管理，田间设备采用太阳能供电，一站式无线实时控制，免去了田间布线的麻烦，系统设计有多级遥控管理器、具有完善的田间阀门反馈系统，确保了系统的正常灌溉。

系统适应于井水灌溉系统、河水灌溉系统，灌溉工作压力为大于0.03MP。水质要求大于60目。适应于新系统的建设。更适应于老灌溉系统的升级改装。

一、田间无线遥控设备：

1、专利电动阀门（“宏菱智能”牌电动阀门：HL-D90型）2、太阳能供电无线阀门控制器。两大部分组成。

研究低成本的田间设备是我们的追求，“HL-3型电动阀门”免去了手柄，相比“电磁阀门”价格更低、性能更稳定、具有流量更大、水损更小、在阀门上带有阀门状态显示，使农民更加方便的看到阀门的开关状态，同时在阀门出口直接带“阳直”,使连接田间支管更加方便，避免了接口漏水及脱落，该阀门已获得国家发明专利授权。

                    HL-D90带阳直承插电动调压阀门

 

田间太阳能供电无线控制器，随着滴灌自动化控制技术的不断成熟，相应的自动化设备产品要着力研究本地低成本生产，尤其电动阀门可以实现免手柄，杜绝了人为开关的弊端，有效保证了灌溉的安全，使灌溉控制成本与同类相比大幅降低。田间阀门控制器，完全采用太阳能供电，一站式无线控制，自备电源在无日照可待机运行7天以上，控制器安装杆采用可伸缩结构，直立埋在出地桩前约60厘米，可根据不同作物的需求在0.6--2米自由调整高度。同时方便植保作业。

                                                                                    田间太阳能供电无线阀门控制器

 

 

我们研究的首部控制屏采用模拟触摸屏结构，微电脑管理，由灌溉显示触摸屏、参数设置面板、阀门按键等组成。完成对灌溉区的远程无线遥控及实时灌溉情况显示、记录、信息查询、阀门报警等任务。

控制屏以拼图的方式实时显示当前的灌溉区分布结构及阀门的开关情况情况（亮灯的按钮表示阀门已打开），根据用户的实际轮灌需要进行分组轮灌，达到遥控节水灌溉。系统采用触摸操作、语音提示+中文对话界面，操作简单、可靠、大大降低了操作难度，不懂计算机就会操作，是---“傻瓜型”节水灌溉遥控系统。下图1、灌溉显示触摸屏。2、参数设置面板。3、首部控制机房 4、便携式遥控器  5、应急阀门手控器 6、便携式田间阀门编码器

灌溉模拟显示触摸屏（不用计算机操作门槛低、语音引导，是傻瓜型操作，）

灌溉操作键盘

 

 

首部控制机房壁挂式触摸控制显示屏应用现场1

 

 

 

首部控制机房台式触摸控制显示台应用现场2

 

4、便携式无线遥控器：

   可随身携带，语音+中文可视操作界面，方便对田间阀门及水泵的开关、阀门状态查询等的遥测等操作。更适合农民在田间地头方便管理灌溉。

便携式遥控器可在田间方便遥控阀门灌溉、遥控水泵开关、查询灌溉信息等

（5）应急手动开阀器

当遥控系统完全瘫痪或田间应急开、关阀门时可使用手控器，可完成现场对阀门的开关操作。

对主阀门的开关操作：将总线连接到主阀门总线上，直接按“开”或“关”即可。

对副阀门的开关操作：将总线连接到主阀门总线上，按住“副”再按“开”或“关”即可。

手动阀门应急开、关器

   6、便携式田间阀门编码器

        用于对田间的阀门编号进行现场编写，主要用于当田间阀门控制器需要改变位置编码是使用。方便太阳能控制器在来年无需对号安装，通过“编码器”从新编号即可使用，或用于应急替换控制器时编码。操作灵活方便。

便携式田间阀门编码器

 

 

 

HL-10型节水灌溉无线遥控系统原理

                                                                                                          

 

“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”在应用中解决问题

1、 老滴灌系统可以进行升级改造？都需要换那些配件？麻烦吗？

 答：可以升级改造，“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”采用分体式无线遥控结构，能适用于所有老滴灌系统的升级改造，田间只需将原来的球阀更换为现在的“HL-3型电动阀门”，再将太阳能供电阀门控制器插在出地桩前即可。首部再安装一个无线控制屏，即完成升级了，很方便，改造可在播种灌水前或灌溉期的任何时候逐个支管更换升级。

2、 田间阀门控制器需要经常更换电池？

答：“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”采用太阳能供电，正常的使用及保管3-5年是不需更换电池的。但要求在冬季不使用时应将控制器放置在户外，太阳能电池板朝向太阳即可，来年能正常使用。

3、 遥控阀门开关一定要到首部机房操作吗？

答：“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”首部机房配有控制显示屏，可通过控制屏遥控灌溉，同时还配有“便携式无线遥控器”，管理人员可随身携带，可对阀门及水泵进行开关的同步遥控，只是遥控距离一般在1-3公里。因此，完全可以使用“便携式无线遥控器”在田间地头进行轮灌切换阀门、水泵的开关操作，同时，可随时查询阀门的开关状态、开关次数等。十分方便。

4、 农民在停水的情况下如何知道当前阀门是开、关呢？

答：“HL-3型电动阀门”在阀门上都设置了阀门当前“开”、“关”状态的指示。任何时候农民都可知道阀门的开关状态。方便农民了解灌溉情况。

5、 我的老滴灌系统是110的出地桩，支管是75的，能升级？

答：可以，这个主要是阀门的配接，“HL-D90型电动阀门”充分考虑到不同管网结构，可与出地桩为110、90、75的系统直接配接，支管接口为90阳直接口、75内丝结构，可进行简单变换配接。其他的控制设备一样。

6、“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”安装简单？农民可自己操作使用？

答：“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”是一款历经10余年精心开发的面向农民的“傻瓜型”灌溉遥控设备，该系统拥有多项发明专利荣获省、地、市科技进步奖励。

先来说一下操作：其最大特点：免去了复杂的计算机操作系统，采用单片机管理，大大降低了操作门槛，农民不需要懂计算机的知识，就可进行操作，只需要轻点按键即可。同时，有语音引导（可以是各民族语言），更加直观。

再来看安装

 “HL-10型节水灌溉无线遥控系统”田间设备完全采用直插式安装，就像栽桩子一样，将阀门控制器竖直安装在出地桩前，将太阳能电池板朝向南方即可。阀门的安装就像安装球阀一样，然后将控制线插头连接上即可。

  再来看拆卸：

“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”田间设备在拆卸时，将阀门总线去掉，将太阳能供电阀门控制器拔下，注意，保护太阳能电池板，不要碰坏了。然后存放在户外，太阳能板朝向南方即可。

7、           在灌溉时如果遥控器坏了怎么办？会影响灌溉？

答：“HL-10型节水灌溉无线遥控系统”在设计时就充分考虑到灌溉的安全性，设置有多种控制方式，1、首部无线控制屏  2、便携式无线遥控器  3、应急手控器，4、手机、固定电话远程遥控器  5、计算机远程集中控制中心控制。共有5种控制手段，注：1、2、3为基本配置 ，4、5为升级后才有的功能。

8、“太阳能供电阀门控制器”来年春天安装时太阳能控制器必须对号码安装？

答：是这样的，首部控制屏上的“阀门按钮编号”是与田间安装的阀门位置对应的！这一点很重要！我们先来了解一下相关的知识。

先来看看什么是“支号码”具体是怎样编排的：我们是这样规定的，一块地中有埋在地下的很多平行管道，就是常说的“分干管”，这每道“分干管”，我们就把它叫做“支管”是分支的意思，为了方便记忆简称“支”，我们给这些“支管”按一定的位置顺序编上序号就有了“1支”、“2支”、“3支”……，就是“支“的来历。

再来看看什么是“阀门号”：我们在知道每个“支”上都用若干个“出地桩”，在同一个“支”上的出地桩都称为“某支”，每个“出地桩”上都可连接1-2个阀门（在支管轮灌时，通常情况下只有两个阀门），就是说每2个阀门供用一个“支”上的某个出地桩，这样将“出地桩”与阀门对应编号来区别不同的阀门，用“支号+阀门号”命名，比如：“1-1”号按键（念作：1支1），是代表田间第1“支”上，第1号阀门，是在第1个“出地桩”上的，“1-2”号按键，是对应田间第“1支”上，第2号个阀门，也是在第1个“出地桩”上的。那么，“1-3” 是代表田间第1“支”上，第3号阀门，是在第2个“出地桩”上的，以此类推，确定其它的阀门编号。同时规定单号阀门（如1-1,2-3,2-5，3-7等等）请参考下图理解。

由此看来控制屏上的“阀门按键号”就对应田间固定位置的阀门！！这是不能错的。阀门号是靠“太阳能阀门控制器”来管理的，也就是所哪个控制器管理那个阀门是确定不变的。所以，来年春天安装时太阳能控制器必须对号码安装！否则控制就会乱套。

9、如果“太阳能控制器”安装时不小心控制器“号码”乱了怎么办呢？

答：如果这样的话，也没有关系，只要用“阀门编号器”再对控制器号码编写一下即可。编码也很简单，几秒钟就搞定。你自己就会操作。

10、安装阀门时“主、副”阀门如何区分的，如何连接控制线？

答：在同一个出地桩上的阀门是要分“主、副阀”的！很简单； “白色插头”连接的是“主阀门”， “黑色插头”连接的是“副阀门”。当出地桩上只有一个阀门时，阀门连接“白色插头”即可。

经验1：每个支上的“主阀”都是“单号”如“1-1，2-3，4-5……”一般会印在“太阳能阀门控制器”上，每个支上的“副阀”都是“双号”如“1-4,2-2,5-8…..”

经验2：“太阳能控制器”上印的号码都是 “主阀门号码”

经验3：主阀门、副阀门的编号与“首部控制屏”上的阀门按键编号是一一对应的，一般情况下控制屏上的阀门布局是与实际田间阀门的布局位置是一样的。

11、如果阀门出现故障不能修复是怎么办？

答：一般情况我公司都会配备几个备用的阀门用于应急替换使用，同时，我公司会及时派技术员前往维修。

了解更多可登陆公司网站：www.hlzhn.com

 

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