我國作為農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)用水量巨大,占總用水量的70%,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)漫灌模式造成了大量不必要的水資源浪費。實施水肥一體化技術(shù)是減少農(nóng)業(yè)用水浪費的重要舉措之一。采用恒壓供水、多級過濾器、多通道比例施肥機和無線網(wǎng)關(guān)等設備,輔以電導率（EC）、酸堿度（pH）、田間土壤墑情等土壤傳感器,結(jié)合遠程控制等技術(shù),設計一種經(jīng)濟型水肥一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)在計算施肥比例時,施肥量可根據(jù)主管水流量而變化,同時利用壓力變送器測量肥桶液位高度間接得到施肥量,通過增量PID算法減少肥桶液位波動產(chǎn)生的誤差,實現(xiàn)精準施肥。試驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)能保證出水器的平均出水量不小于3.85 L/h,10 s采樣周期的注肥量和設定值相比誤差不超過10%,手機遠程控制系統(tǒng)響應時間不超過3 s,達到生產(chǎn)要求的同時節(jié)水節(jié)肥。 

【文章來源】：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備. 2020,41(06)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

水肥一體化系統(tǒng)組成

恒壓供水技術(shù)比較成熟,一般選用具有PID調(diào)節(jié)功能的變頻器獲得比較穩(wěn)定的水壓和流量[7]。灌溉首部的變頻器電柜、增壓泵和壓力表組成閉環(huán)系統(tǒng),為田間管道提供穩(wěn)定的流量和水壓,保證田間出水器以穩(wěn)定的流量灌溉。變頻器電柜采用ABB ACS510系列,該變頻器具有PID調(diào)節(jié)功能。壓力表的量程為0～1.0 MPa,對應4～20 mA的電流信號輸出,直接接入變頻器模擬輸入端。變頻器電柜的主要邏輯功能如圖2所示,具有遠程/本地、工頻/變頻功能。圖2中,1KM是工頻驅(qū)動接觸器,2KM是變頻驅(qū)動接觸器,兩者具有互鎖功能,同一時間只能有一個接觸器接通。1KA是液位開關(guān),當水源缺水時,1KA斷開。當撥盤開關(guān)切換到遠程控制時,遠程觸點107接通,繼電器2KA的線圈通電,變頻器RUN端子接通,變頻器開始工作。變頻器檢測到的壓力可以輸出到AO端口,該端口接入PLC的模量輸入端子即可監(jiān)控水壓的變動范圍。2.2 遠程控制網(wǎng)關(guān)設計

為實現(xiàn)PLC的遠程控制功能,設計一個網(wǎng)關(guān)用于PLC與手機通信,如圖3所示。網(wǎng)關(guān)的CPU采用STM32F103系列芯片。CPU采用基于RS485的PPI協(xié)議與PLC連接,同時也采用RS485與具有4G/2G/GPRS功能的DTU模塊通信。此類硬件組合應用廣泛,可滿足遠程控制要求[8]。網(wǎng)關(guān)構(gòu)建了PLC與手機進行交互連接的橋梁,實現(xiàn)手機實時監(jiān)控PLC,從而控制多通道比例施肥機。2.3 多通道比例施肥機設計

【參考文獻】：
期刊論文
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