光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備或者設(shè)施的設(shè)計(jì)與制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置，包括計(jì)算機(jī)、水泵、噴頭、土壤濕度傳感器及光伏電源，所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線纜與PLCS7-200相連接，光伏電源通過供電線纜分別與PLCS7-200、變頻器、PLC模擬輸入模塊、土壤濕度傳感器及變送器相連接；水泵一端通過數(shù)據(jù)線纜與變頻器相連接，另一端則通過水管線與噴頭相連接；通過數(shù)據(jù)線纜變頻器分別與PLCS7-200以及PLC模擬輸入模塊相連接；通過數(shù)據(jù)線纜PLC模擬輸入模塊分別與變頻器、PLCS7-200以及變送器相連接。本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能夠通過檢測(cè)水分動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的工作狀態(tài)，提高了效率，節(jié)約了水量，而裝置的用電量是太陽能供給，節(jié)約電能。
【專利說明】光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備或者設(shè)施的設(shè)計(jì)與制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]塔里木盆地是我國(guó)最大的棉花生產(chǎn)基地，光照充足，晝夜溫差大，這種氣候?yàn)槟辖藁ㄉL(zhǎng)創(chuàng)造良好條件。但塔里木盆地干旱少雨，棉花生長(zhǎng)需用水主要依賴于灌溉，目前水資源嚴(yán)重不足，因此節(jié)水灌溉是該區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路。農(nóng)作物滴灌技術(shù)在阿克蘇地區(qū)雖然已經(jīng)總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)，但在棉花關(guān)鍵需水期，由于控制滴水量不足、滴水間隔時(shí)間過長(zhǎng)等原因，引起棉花落蕾、落鈴，這對(duì)棉花的產(chǎn)量造成嚴(yán)重的影響。因此研制出一套適合干旱少雨地區(qū)的智能灌溉系統(tǒng)是解決該問題的有效途徑，同時(shí)為塔里木盆地棉花高產(chǎn)高質(zhì)提供技術(shù)支持，對(duì)推進(jìn)塔里木盆地棉花自動(dòng)化種植，提高棉農(nóng)收益具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于:利用現(xiàn)有的電子設(shè)備與機(jī)械設(shè)備的結(jié)合設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的智能裝置，這種裝置能夠通過檢測(cè)土壤濕度自動(dòng)啟動(dòng)水泵，減少浪費(fèi)水資源，并且通過太陽能對(duì)裝置進(jìn)行供電，節(jié)省電力。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置，包括計(jì)算機(jī)、水泵、噴頭、土壤濕度傳感器及光伏電源，所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線纜與PLCS7-200相連接，光伏電源通過供電線纜分別與PLCS7-200、變頻器、PLC模擬輸入模塊、土壤濕度傳感器及變送器相連接；水泵一端通過數(shù)據(jù)線纜與變頻器相連接，另一端則通過水管線與噴頭相連接；通過數(shù)據(jù)線纜變頻器分別與PLCS7-200以及PLC模擬輸入模塊相連接；通過數(shù)據(jù)線纜PLC模擬輸入模塊分別與變頻器、PLCS7-200以及變送器相連接。所述的計(jì)算機(jī)、水泵、噴頭、土壤濕度傳感器、光伏電源、PLCS7-200、變頻器、PLC模擬輸入模塊及變送器為市售的設(shè)備。所述變頻器選用三菱FR-F500變頻器，功率5.5Kw。所述PLCS7-2002為PLC (可編程控制器)S7-200 (CPU224CN)，所述PLC模擬輸入模塊7為、西門子模擬輸出模塊。
[0005]實(shí)踐使用時(shí)，將本實(shí)用新型傳感器安裝于土壤中，通過傳感器檢測(cè)的土壤濕度，傳感器把檢測(cè)的濕度信號(hào)送變速器中，經(jīng)過變換后成為標(biāo)準(zhǔn)的電壓和電流信號(hào)送西門子輸入模擬模塊中，CPU224CN檢測(cè)后看是否缺失水分，如果水分缺失則自動(dòng)啟動(dòng)水泵進(jìn)水。否則電機(jī)停止運(yùn)行，說明水分滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能夠通過檢測(cè)水分動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的工作狀態(tài)，由于能自動(dòng)識(shí)土壤的水分濕度，能有效的進(jìn)行水泵灌溉的自動(dòng)啟停，提高了效率，節(jié)約了水量，而裝置的用電量是太陽能供給，節(jié)約電能。
【專利附圖】

【附圖說明】[0007]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0008]圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置，如圖1所示，包括計(jì)算機(jī)1、水泵4、噴頭5、土壤濕度傳感器9及光伏電源6，所述計(jì)算機(jī)I通過數(shù)據(jù)線纜與PLCS7-2002相連接，光伏電源6通過供電線纜分別與PLCS7-2002、變頻器3、PLC模擬輸入模塊7、土壤濕度傳感器9及變送器8相連接；水泵4 一端通過數(shù)據(jù)線纜與變頻器3相連接，另一端則通過水管線與噴頭5相連接；通過數(shù)據(jù)線纜變頻器3分別與PLCS7-2002以及PLC模擬輸入模塊7相連接；通過數(shù)據(jù)線纜PLC模擬輸入模塊7分別與變頻器3、PLCS7-2002以及變送器8相連接。所述的計(jì)算機(jī)1、水泵4、噴頭5、土壤濕度傳感器9、光伏電源6、PLCS7-2002、變頻器3、PLC模擬輸入模塊7及變送器8為市售的設(shè)備。所述變頻器3選用三菱FR-F500變頻器，功率5.5Kw。所述PLCS7-2002為PLC (可編程控制器)S7-200 (CPU224CN)，所述PLC模擬輸入模塊7為、西門子模擬輸出模塊。
[0010]實(shí)踐中，光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置，包括PLC (可編程控制器)S7-200(CPU224CN)、模擬輸入模塊、三菱變頻器、濕度傳感器。CPU224CN模塊是控制核心。模塊集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)。16K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。I個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。具有控制調(diào)試的串口輸出調(diào)試數(shù)據(jù)、計(jì)算模擬模塊的輸入輸出數(shù)據(jù)功能。傳感器采用LTM8901C傳感器，控制農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)的相關(guān)參數(shù)，具有溫度濕度一體、總線輸出溫濕度值，便于組成遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接線端子與傳感器主體可方便插拔，便于安裝、維護(hù)。模擬輸入和輸出模塊采用SIEMENS模擬量輸入模塊EM235: EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了 4路模擬量輸入和I路模擬量輸出功能。模擬量輸入信號(hào):0-20 mA /0-10V / 0-5V /，輸出信號(hào)IOV /0-20mA;分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器，DIP開關(guān)設(shè)置，具有A/D和D/A功能。讀取特殊寄存器:AIWO AIW2 AIW4，AIW6，寫入特殊寄存器:AQW0。變頻器選用三菱FR-F500變頻器，功率5.5Kw。三菱變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)水泵的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等。電源模塊內(nèi)置開關(guān)電源(24V)輸出，供給變頻器、PLC及模擬模塊工作電源，內(nèi)部使用LM2576DC-DC穩(wěn)壓器及LDO ASMl117- 3.3分別提供DC 5V和DV 3.3V工作電壓，共系統(tǒng)內(nèi)部的芯片工作。本裝置采用了先進(jìn)的傳感器檢測(cè)技術(shù)，進(jìn)行PID算法，可靠性高，對(duì)水泵進(jìn)行自動(dòng)控制，克服了大田復(fù)雜環(huán)境下的準(zhǔn)確檢測(cè)、誤動(dòng)作少的難題。
【權(quán)利要求】
1.光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置，包括計(jì)算機(jī)、水泵、噴頭、土壤濕度傳感器及光伏電源，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線纜與PLCS7-200相連接，光伏電源通過供電線纜分別與PLCS7-200、變頻器、PLC模擬輸入模塊、土壤濕度傳感器及變送器相連接；水泵一端通過數(shù)據(jù)線纜與變頻器相連接，另一端則通過水管線與噴頭相連接；通過數(shù)據(jù)線纜變頻器分別與PLCS7-200以及PLC模擬輸入模塊相連接；通過數(shù)據(jù)線纜PLC模擬輸入模塊分別與變頻器、PLCS7-200以及變送器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏節(jié)能灌溉智能控制裝置，其特征在于:所述的計(jì)算機(jī)、水泵、噴頭、土壤濕度傳感器、光伏電源、PLCS7-200、變頻器、PLC模擬輸入模塊及變送器為市售的設(shè)備。
【文檔編號(hào)】A01G25/16GK203575261SQ201320801797
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】李建軍, 王偉, 張洪洲, 廖結(jié)安 申請(qǐng)人:塔里木大學(xué)