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波涌灌控制阀及自控器的研制
 
慧聪网   2005年12月19日11时39分      

    波涌灌溉系统一般由波涌灌控制阀、自动控制器、输水管道等设备组成,其中控制阀和自控器是整个系统的核心设备。目前在国外已有波涌灌控制阀投放市场。近年来我国已从国外引进数套波涌灌溉设备,由于价格昂贵、数量有限仅用于试验研究。考虑到节水灌溉和灌溉自动化是未来发展的必然趋势,研制适合于国情的波涌灌溉设备是十分必要的。结合国家“九五”科技攻关项目,经过几年来的努力,已开发出波涌灌控制阀及自动控制器,取得初步成果。

    1 波涌灌溉设备的构成

    1.1 波涌灌控制阀

    考虑到灌区自动化灌溉需要,研制的波涌灌控制阀采用双向开关结构来切换水流推进方向,根据自控器指令实现对供水过程的间歇控制。特别是在无人值守状态下,灌溉结束后能迅速自动切断水流,避免过量灌溉引起的浪费。控制阀目前由铁质材料做成,主要组成构件包括:阀体、阀门和减速.阀体结构类似于三通,由三段直径为200 mm(8″)的铁管组合连接而成,一端与水源相连,两端为出水口。阀门为带有周边止水垫圈的圆形闸门,其中中轴上下两端经止水轴承分别与阀体和减速箱连接。受减速箱控制,闸门环绕中心轴作直角旋转,实现水流开启和关门状态。密闭的减速箱被固定在阀体两侧并通过中心轴与闸门相接。箱内装有:(1)传动机构,考虑到蜗杆传动具有工作平稳无噪声可自锁等优点,本设计中采用普通圆柱蜗杆传动及蜗轮减速;(2)驱动器,用来控制阀门启闭的微型直流电动机;(3)定位器,由光控管和光控板组成,旨在确定阀门的启闭状态;(4)减速器,将高速运转的电动机(3 000 r/min)转速通过两级减速降至10 r/min左右,再驱动阀门;(5)缓冲器,防止电机过载和保证阀门的闭合状态。   

    1.2 自动控制器

    自控器是波涌灌溉系统的控制中心,控制电路板及软件是控制器的核心部分,它接受人工输入的参数,对波涌阀发出操作指令,实现闸门的交替启闭。闸门位置由光电管定位,控制器接收到光电管信号后,决定是否启闭电动机。自控器主要由下述部分构成。

    主控部分。采用89C518位微控制器为核心,附设键盘显示器组成。键盘用来设置系统时间、起始时间、每次灌水时间、间歇时间和波涌次数等。这些输入参数被自动保存,电源关闭或掉电也不丢失。显示器由6位LED数码管组成,显示参数及工作时间状态,由于采用了扫描方式降低了功耗。系统时钟为24 h制,采用后备电池,关机后时钟仍正常工作。

    电机控制部分。由74LS07驱动4组继电器,推动左右两闸门的电机转动。不工作时电机两端接地。电机正转时,左端接+6 V,右端接地,反转时,则左端接地,右端接+6 V。

    位置传感部分。由4组光电耦合器组成,分别指示两个闸门的开关状态,并将接收信号传回主控部分。

    电源部分。由太阳能电池板、4 A.h/6 V蓄电池和低压差抗电源反接稳压器件LM2940组成。平日太阳能电池板对蓄电池浮充。波涌灌系统运行时,蓄电池为设备提供电源并经LM2940稳压后供给主板。考虑到非常情况,电源也配置了交流充电系统。

    功能选择部分.用“控制方式”按钮选择波涌阀运行方式,控制器能分别控制左阀、右阀或双阀,实现全关、全开,单阀交替运行等功能。

 
作者:全球农业网编辑部 
 
 
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