Лекція 10. Автоматизація зрошення

Електричний захист призначений для аварійної зупинки машини при недопустимому вигинанні трубопроводу, яка може виникнути при відмові системи синхронізації швидкості або гідромеханічного захисту. Вона складається з ртутних перемикачів, закріплених на спеціальному маятнику, який повертається регулюючим стрижнем 3 при недопустимому вигинанні трубопроводу. Ртутні перемикачі встановлені на усіх візках і з'єднані послідовно. При повороті маятника розмикається ртутний перемикач і подається сигнал на закриття засувки на вході в трубопровід машини. В якості привода засувки використовується поршневий гідравлічний виконавчий механізм, керований за допомогою електрогідрореле ГР. Вода в гідроциліндр подається з трубопроводу машини. Живиться обмотка електромагніта електрогідрореле від акумулятора, який розміщують біля нерухомої опори.

Недолік дощувальної машини «Фрегат» – нерівномірність зволоження зрошуваної площі. Знизити нерівномірність у напрямку руху машини досягають за рахунок системи програмного керування нормою поливу. При складанні програми норму поливу визначають з урахуванням часу доби, рельєфу поля і метеорологічних умов. Програму складають на одну добу і реалізують командоапаратом з годинним механізмом, що керує краном-задавачем швидкості, який встановлюють на останньому візку. У заводському виконанні «Фрегата» зміну положення крана-задавача роблять вручну. Для дистанційного й автоматичного регулювання поливної норми кран-задавач обладнують приводом – гідравлічним виконавчим механізмом (ГВМ) з електричним керуванням. Програмне керування трохи поліпшує рівномірність зволоження ґрунту по всій площі, але воно не враховує збурюючі фактори, що мають випадковий характер. Цього недоліку позбавлена система автоматичного коректування норми поливу в залежності від передполивної вологості ґрунту (рис. 10.15). Для цього зрошувану ділянку розбивають на n секторів, на початку кожного з яких установлюють вологоміри  . Аналогові сигнали від них надходять через перемикач положення «Фрегата» Π на сумуючий пристрій С.

 

Рис. 10.15. Схема системи автоматичного коректування норми поливу ДМ «Фрегат».

На початку поливу задають розрахункову норму у виді нормованого електричного сигналу. При підході «Фрегата» до початку першого сектора перемикач П підключає до сумуючого пристрою С вологомір  , встановленого на лінії радіуса сектора. Сигнал, що відповідає усередненому значенню вологості уздовж фронту поливу подається з сумуючого пристрою С на елемент порівняння заданого і дійсного значення вологості ЕП1. При нерівності цих сигналів їх різниця подається на елемент порівняння ЕП2, де здійснюється порівняння дійсного і необхідного значень положення крана-задавача. У випадку невідповідності керуючий сигнал посилюється напівпровідниковим підсилювачем П надходить на ГВМ привода крана-задавача швидкості машини КЗ. Якщо дійсне положення крана-задавача відповідатиме завданню, то різниця сигналів, що надходять на ЕП2 з ЕП1, і зворотного зв'язку положення ЗЗП, буде нижчою порогу чутливості і повертання запірного крана припиняється.

Після корегування система автоматично відключається перемикачем положення П. Встановлена норма поливу залишається незмінною в межах руху машини у секторі. При підході «Фрегата» до другого сектора наступне корегування швидкості руху машини (норми поливу) відбувається аналогічно.

Кількість секторів залежить від рельєфу місцевості і різнорідності водно-фізичних властивостей ґрунту. 

 

Рис. 10.16. Регулятор  тиску РТ-1.

В якості перемикачів Π використовують шляхові герконові вимикачі. Електричні елементи системи живляться від акумулятора, що входить до комплекту електрозахисту. На час роботи машини у нічний час відповідно до технологічних вимог норма поливу автоматично зменшується на 15...20% за сигналом фотодавача освітленості шляхом відповідної зміни положення крана-задавача швидкості руху.

Автоматична стабілізація тиску води. Для забезпечення роботи дощувальної машини з заданою нормою поливу тиск води на вході в трубопровід необхідно підтримувати сталим. Якщо машина працює від автономної насосної станції, то це досягається за рахунок керування її режимом. Однак дуже часто до одного напірного трубопроводу приєднують декілька дощувальних машин. У цьому випадку тиск на вході трубопроводу кожної з машин буде залежати від кількості працюючих машин, їх витрати і віддалі до помпової станції із-за гідравлічних втрат тиску в трубопроводах. Для забезпечення номінального тиску на входах дощувальних машин на вході напірного трубопроводу підтримують підвищений тиск, а на вході кожної дощувальної машини встановлюють автоматичний регулятор тиску.

На рис. 10.16 показаний регулятор тиску РТ-1. Він складається з клапана А, який є регулюючим органом і гідравлічного регулятора Б з мембранним виконавчим механізмом, що регулює тиск «після себе». При подачі води у підвідний патрубок клапана, піднімається тарілчастий запірний орган 10 і через щілину, що утворилася, вода поступає у підвідний патрубок, і далі – у трубопровід дощувальної машини. Одночасно частина води через фільтр 12, сполучну трубку 11 і ніпель 8 попадає у порожнину над мембраною 9 і через кільцеву щілину клапана 4, імпульсну трубку 6 поступає у відвідний патрубок. Коли тиск у відвідному патрубку перевищує заданий, то через імпульсну трубку 6 зворотного зв'язку він передається в порожнину під мембрану 3. Мембрана, переборюючи зусилля пружини 2, стискується, переміщується вверх і кільцева щілина в клапані 4 зменшується. В результаті збільшується тиск у робочій камері 13 виконавчого механізму і під дією сили тиску і сили стисненої пружини 7 мембрана 9 опускається, прикриваючи запірний орган 10 клапана. Це призводить до зниження тиску у відвідному патрубку. Тиск задають переміщенням клапана 4 за допомогою регулюючого гвинта 1.

При зниженні тиску нижче заданого відбувається більше відкриття клапана 4 і тиск у робочій камері 13 зменшується. В результаті запірний орган 10 переміщується вверх, більше води надходить у підвідний патрубок і тиск після регулятора збільшується.

Регулятор РТ-1 використовують і для зупинки дощувальної машини. Для цього досить закрити кран 5. При заміні крана 5 електрокерованим запірним пристроєм, зв'язаним з давачем електричного захисту машини, регулятор можна використовувати для аварійного відключення.

Подальше вдосконалювання системи керування дощувальними машинами зв'язано з переходом від посекційного корегування до автоматичного безперервного регулювання поливу в залежності від вологості ґрунту, сонячної радіації, вітру та інших випадкових факторів. Такі системи можна реалізувати на базі мікроконтролера і відповідних давачів контролю навколишнього середовища.