分布式水利灌溉自动控制系统的研究与设计

发表时间:2020/8/11   来源:《科学与技术》2020年第8期   作者:朱贺
[导读] 近年来,来我国的环保意识越来越强,而农业作为我国最基础的经济活,
        摘要:近年来,来我国的环保意识越来越强,而农业作为我国最基础的经济活,在生产过程当中所消耗的水资源是非常大的,因此相关机构也加强了这方面的技术研究,通过改进灌溉系统,来节约水资源。分布式水利灌溉自动控制系统,充分利用了现代信息技术,实现了灌溉工程的智能化以及自动化发展,工作人员无需亲自到农业生产的现场,只需通过远程控制系统,就可以实施灌溉工作。不仅提高了农业灌溉的效率,同时还可以避免水资源的浪费。
        关键词:分布式水利灌溉自动控制系统;发展现状;研究和设计
        引言:
        水是人类生存发展最重要的资源,但是随着环境污染的进一步加剧,水资源在不断的减少,因此,社会各个领域必须根据自己的经济发展特点,采取针对性的措施,节约水资源,减少水污染。在农业发展过程当中需要耗费大量的水资源来灌溉农作物,如果提高灌溉过程当中水资源的利用率,就可以达到节约水资源,而影响农作物健康成长的目的。基于此,本片文章首先分析了在农业活动中,水利灌溉的发展现状,随后探讨了水利灌溉自动控制系统的结构、工作原理以及主要功能,最后则是讨论了水利灌溉自动控制系统的特色设计,以及未来的应用前景。
        一、水利灌溉的发展情况
        水利灌溉水平的高低也会受到经济的制约,以前我国的经济水平比较低,因此,在农业生产活动当中采取的是一种粗放式的灌溉手段,直接将水源排放到农田当中,造成了严重的资源浪费。同时,也没有做好田间的渠道建设工作,水资源的运输效率比较低,在运输过程当中渗透现象严重。我国自古以来就是农业大国,如果不做好灌溉方面的资源控制工作,会让我国淡水资源的消耗量进一步增加,不利于我国的可持续发展。因此,相关机构必须要加强水利灌溉方面的因素,充分利用现代化信息技术,实现灌溉活动的自动化以及智能化发展,建立一个全面的监控体系,提高灌溉过程当中水资源的控制效果。
        二、水利灌溉自动控制系统的主要结构
        水利灌溉控制系统主要包括的是中心控制站、水管站、现地监控站以及沿沟水管站,而这三个站点主要是通过无线网连接起来的,相互之间进行数据共享,协同作业。其中,现地监控站和中心控制站发挥着重要作用,是无限局域网构建的主要基础。现地监控站主要设置在水管站,然后充分利用水位传感器或者其他信息技术,对田间的水位进行监控,将相关的数据反馈回中心控制站。
        三、分布式水利灌溉自动控制系统的工作原理
        我国是典型的季风气候,降水量季节分布不均匀,并且我国地形起伏比较大,而这也影响到了我国的农业灌溉活动,在不同季节灌溉的频率不一样,不同地形灌溉的水量也不同。根据这种情况,分布式水利灌溉自动控制系统利用水管站和沿沟水管,以及沟渠,通过闸门来控制水的灌溉量。其中,会涉及到水位的测量,而这是通过水位计来实现,然后再利用PLC对宅门进行自动化控制,同时还可以做好数据的采集工作,将数据发送到控制中心。控制中心再根据水位数据,来确定闸门的开度。
        四、分布式水利灌溉自动控制系统的主要功能
        首先,来看现地控制站。现地控制站的功能主要有四个方面,分别是水位和咱们的数据采集以及分析;数据传输工作;完成控制中心发布的任务,控制宅门的开度;发生故障之后,及时的向控制中心发出警报。

其次,来看监控中心系统。监控中心的功能主要有四大方,分别是利用现代信息技术和无线网络,在内部建立起数据共享平台,做好数据的传输和共享;利用计算机的软件程序,对采集出来的水位数据进行处理和分析;利用相关软件,减少人力资源的投入,实现数据的采集和存储;利用技能化技术,将人工作业和机械作业有效地结合起,丰富水位信息的显示内容。
        五、分布式水利灌溉自动控制系统的设计要素
        分布式水利灌溉自动控制系统的设计活动主要围绕限地监控系统软硬件设计、电气设计这两方面进行,同时,这也是分布式水利灌溉自动控制系统得以良好运行的重要基础。首先,来看现地监控系统的软硬件设计。在进行软硬件设计的时候,要根据农业生产的具体情况,做好水位以及水量等各方面的数据采集,设计内容主要有以下几个方。第一,能够灵活地对宅门进行各种活动,比如提升和下降;第二,将自动化操作和手动化操作结合起来,通过这两种工作模式来提高系统控制的运行效率;第三,能够对数据进行采集、分析、存储以及分享;第四,必须保证网络的通畅,要在系统当中做好网络方面的设计,充分发挥无限局域网的价值。在硬件设计的时候,还需要遵循完整性、可靠性以及经济性的原则,这样既能够保证灌溉的质量,又能提高灌溉的效率。其次,来看电气方面的设计。由于分布式水利灌溉自动控制系统是一种电力设备,所以在运行的时候往往会需要大量的电能,因此,必须要做好供电系统方面的设计,通过提高设计质量,来缩短工期,保证工程建设的质量。供电系统所提供的电力服务,是面向整个工厂的。在系统配电活动当中,所采取的设计结构是星型结构,这种星型结构可以保证供电的稳定。同时,电力控制室的闸门主要有两个,代表了两个不同的供电线路,一个是电气控制柜,另一个则是变速器以及各种指示灯的电源。这样,即使发生断电的情况,也可以使用被动能源,可以避免突然断电给系统造成严重的伤害。在控制系统设计的时候,必须要设计八条回路,以此保证系统的可持续运转。
        六、分布式水利灌溉自动控制系统未来的发展前景
        这种分布式水利灌溉自动控制系统可以有效的节约农业生产活动当中的水资源,和我国提出的可持续发展理念相契合,同时还能够提高农业生产的管理质量,所以在未来具有非常广阔的发展前景。同时,分立式水利灌溉自动控制系统会不断地进行技术层面的改革,和互联网之间的联系也会更加紧密,尤其是各种通信技术和局域网技术,在这方面的发展会越来越成熟,灵活性会更强。同时,这方面的监督管理也会越来越完善,各种软件设备的开发更加贴近我国的农业活动,提供更加便捷的服,不断创新新的功能,以此来实现该领域的可持续发展。
        七、结束语
        综上所述,农业的现代化改革已经是必然的发展趋势,是适应时代需求的重要手段,所以相关机构必须要加农村农业生产领域的技术改革,改善农业的灌溉条件,积极引进分布式水利灌溉自动化控制系统,在提高农业生产质量的同时,节约水资源。因此,相关单位要根据目前灌溉的情况,进行合理的设计,充分发挥自动控制系统的价值。
        参考文献:
[1]潘光良, 李军, 王斌鹏,等. 农田灌溉自动控制系统设计[J]. 齐鲁工业大学学报, 2018, 032(003):P.58-61.
[2]潘光良, 李军, 王斌鹏,等. 农田灌溉自动控制系统设计[J]. 山东轻工业学院学报(自然科学版), 2018, 032(003):58-61.
[3]王银龙, 赵静娇. 谈高效节水灌溉自动监控及信息化系统设计与应用[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(013):306.
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