四川某茶園水肥一體化自動灌溉
發布時間：2020-06-30 10:54:00來源：稻田客戶組 點擊量：
1.1.智慧茶園--智能水肥一體化噴灌系統
基本情況：面積為 100 畝，******落差 50m，采用噴灌系統，實現水肥一體化；
種植情況：山地差，行距不等；
土壤質地：該地塊土壤主要為壤土；
從山下蓄水池抽水，送水至山頂，再由山頂水泵管道泵加壓后泵入茶園；
1.1.1.茶園項目施工要求
茶園基地面積共計100畝，被劃分成不同的地塊，采取輪流噴灌的方式進行噴灌，泵房建在山底蓄水池旁，從山下蓄水池抽水，送水至山頂，再由山頂水泵管道泵加壓后入茶園以及采用水從山上直接自流下去的噴灌的方式，由于地勢落差******是50米，所以初步考慮每在落差處15m布一個減壓閥；通過在主管道上加持壓閥和支干管道上加減壓閥，******每個支管上的壓力滿足噴頭的壓力，******每個噴頭的噴水量都恒定，******灌溉的正常運行。
項目個性化要求如下：
不同地塊之間的灌溉要求分開控制。
機房設在泵房。
設備等均從泵房取電。
地塊分布如下圖(根據現場具體情況提供現場地形圖）
1.2、水肥一體化泵房設備部署方案：
通過現場地形考慮，地勢落差為50m，由山下提水至山頂，通過對現場的環境，在蓄水池旁修建一泵房，泵內安裝主水泵，（泵房面積大小根據現場設計），砂石過濾器，疊片過濾器，智能水肥一體機，以及相應的蝶閥，閘閥，止回閥，閘閥，持壓閥等等，
通過對水泵的選型，過流量50m³，則選用DE110作為提水輸水主管，通過提水泵將山下的水直接加壓送至山上的蓄水池，然后通過主水泵，根據100畝茶葉種植選取2臺主水泵過流量在50m³/h，功率15KW,揚程在60m的水泵可以滿足要求，由2臺離心泵受一拖二ABB變頻主機控制，2臺水泵互為備用，當田間閥門開啟數量的壓力流量達到一臺水泵滿足工作時，另外一臺水泵保持靜默待命，當增加田間閥門開啟數量時，由于流量加大，管道內壓力降低，變頻迅速感應到壓力低于原設定壓力值，此時******臺水泵立即啟動補充管道內流量和壓力，以此類推，當二臺水泵均啟動全負荷運轉時，即為田間單次輪灌組開啟閥門數量的上限；泵房內主管道采用DE110的PE主管道，田間支干管采用DE90的PE管道，田間支管采用DE63的管道，具體需要用到多少根據現場實際地形圖確定；
1.2.1、山下建一蓄水池，用作灌溉用水的蓄水，蓄水池基地建設；
1.2.1、主水泵
根據現場100畝茶葉噴灌基地，水泵采用2臺15KW的臥式離心水泵，過流量50m³/h，控制方式采用一控二的變頻控制。
1.2.2、恒壓變頻控制柜
變頻水泵控制柜系統通過測到的管道壓力，經變頻器系統內置的PID調節器運算，調節輸出頻率，然后實現管網的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號(一般可作為管網壓力極限信號)可適時通知PLC的進行變頻泵切換。同時采集頻率和壓力通過無線GPRS模塊將數據上傳到平臺上，控制電機的啟停。
1.2.3、過濾設備(共2級過濾系統）
由于水源是河水，所以過濾器組合選用；
******級過濾系統：全自動反沖洗砂石過濾器
砂石介質過濾器主要用來處理水中有機雜質和藻類，主要適用于開放性水源如：水庫、池塘及渠道水的初級過濾，一般在其后面配備疊片式過濾器作為二級過濾。
******級過濾系統：全自動反沖洗疊片過濾器
當達到一定的壓差時，或設定的時間內系統自動進入反沖洗狀態，控制器控制閥門改變水流方向，過濾器底部單向隔膜關閉主通道，反沖洗進入四組噴嘴通道，和噴嘴通道連接的活塞腔內的水壓上升，活塞向上運動克服彈簧對疊片的壓力，并在疊片組頂部釋放活塞空間，同時反沖洗水從四組噴嘴通道上面的35*4個噴嘴沿疊片切線的方向高速噴射，使疊片旋轉并均勻分開，噴洗水噴洗疊片表面，將截留在疊片上的雜質噴洗甩出。當反沖洗結束時，水流方向再次改變，疊片再次被壓緊，系統重新進入過濾狀態。反沖洗控制器操作簡單，可根據壓差，時間或兩者組合對過濾器或工作站進行全面控制。疊片過濾器濾芯無須更換，壽命可達15年之久。
1.2.4、施肥系統
原理圖如下：
由于灌溉面積有100畝（具體地形分布不清楚，初步考慮為長300m*240m，不考慮地勢差），不建議市電供電，走線埋管，節約人工以及線材費用，采取鋰電池太陽能供電，根據土壤濕度的閾值（上下限）來控制閥門(電磁脈沖閥）的啟停。
田間灌水小區采用以色列伯爾梅特3寸減壓電磁閥門控制，該閥門帶電磁頭，并且有現場手動和自動切換按鈕，已經現場調節閥后壓力功能，可實現現場針對閥門的開啟和關閉。當開啟不同地塊處的噴灌灌溉系統時，由于地勢落差不同，需要順時針旋轉電磁頭壓力調節旋鈕，以降低閥后壓力，滿足噴灌要求。避免噴灌系統單獨安裝減壓閥帶來的經濟成本和后期養護成本，
閥門數量確定：
根據初步考慮的300*240的100畝基地（地勢差），根據3寸電磁閥門過流量判斷每一個輪灌區支持18個搖臂噴頭，根據地形設計從地塊中間鋪設DE90的田間主干管，上下每隔15米（噴射半徑為15m）布點一個噴頭，流量在1.5m³/h，根據240/15=16個，可以知道地塊一排可以共布16個噴頭；然300/15=20，得出共可以鋪設20條田間支管，根據一個3寸電磁閥可以控制18個搖臂噴頭的水流量，則保守估計采用20個3寸電磁閥控制（根據現場具體地形設計會有出入），
根據田間地塊大小和種植情況，電磁閥門盡量按規律布置，電磁閥門前后分別設置空氣閥和真空閥，分別排出主管道和支管道內空氣，保護主支管道安全。并在主管道地勢起伏高點處設置空氣閥，防止坡降產生的負壓對管道的破壞。每個點位的電磁閥門處前端預留一個2寸取水球閥，方便臨時取水和排水要求。每條支管道末端預留排污球閥，便于排污和冬季泄水。位于主管道的地勢較低處預留泄水閥，滿足冬季排水，防止管道凍裂。
無線閥門控制器功能介紹
無線閥門控制器是專門為農業溫室、農業環境控制開發生產的環境控制系統?？蓽y量風速、風向、溫度、濕度、雨量、土壤溫濕度等農業環境要素，根據植物生長要求，控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環境控制設備，為植物生長提供******環境。無線閥門控制器配套的有“中間件”上位機軟件，用戶可以通過該軟件查看實時環境狀況，實現對環境的遠程監控，并可通過”中間件”實現對多路繼電器的開關控制，這為農業種植帶來了極大的便利。同時，由于設備采用無線通信方式，這大大降低了設備的安裝成本和環境要求。
基本情況：面積為 100 畝，******落差 50m，采用噴灌系統，實現水肥一體化；
種植情況：山地差，行距不等；
土壤質地：該地塊土壤主要為壤土；
從山下蓄水池抽水，送水至山頂，再由山頂水泵管道泵加壓后泵入茶園；
1.1.1.茶園項目施工要求
茶園基地面積共計100畝，被劃分成不同的地塊，采取輪流噴灌的方式進行噴灌，泵房建在山底蓄水池旁，從山下蓄水池抽水，送水至山頂，再由山頂水泵管道泵加壓后入茶園以及采用水從山上直接自流下去的噴灌的方式，由于地勢落差******是50米，所以初步考慮每在落差處15m布一個減壓閥；通過在主管道上加持壓閥和支干管道上加減壓閥，******每個支管上的壓力滿足噴頭的壓力，******每個噴頭的噴水量都恒定，******灌溉的正常運行。
項目個性化要求如下：
不同地塊之間的灌溉要求分開控制。
機房設在泵房。
設備等均從泵房取電。
地塊分布如下圖(根據現場具體情況提供現場地形圖）
1.2、水肥一體化泵房設備部署方案：
通過現場地形考慮，地勢落差為50m，由山下提水至山頂，通過對現場的環境，在蓄水池旁修建一泵房，泵內安裝主水泵，（泵房面積大小根據現場設計），砂石過濾器，疊片過濾器，智能水肥一體機，以及相應的蝶閥，閘閥，止回閥，閘閥，持壓閥等等，
通過對水泵的選型，過流量50m³，則選用DE110作為提水輸水主管，通過提水泵將山下的水直接加壓送至山上的蓄水池，然后通過主水泵，根據100畝茶葉種植選取2臺主水泵過流量在50m³/h，功率15KW,揚程在60m的水泵可以滿足要求，由2臺離心泵受一拖二ABB變頻主機控制，2臺水泵互為備用，當田間閥門開啟數量的壓力流量達到一臺水泵滿足工作時，另外一臺水泵保持靜默待命，當增加田間閥門開啟數量時，由于流量加大，管道內壓力降低，變頻迅速感應到壓力低于原設定壓力值，此時******臺水泵立即啟動補充管道內流量和壓力，以此類推，當二臺水泵均啟動全負荷運轉時，即為田間單次輪灌組開啟閥門數量的上限；泵房內主管道采用DE110的PE主管道，田間支干管采用DE90的PE管道，田間支管采用DE63的管道，具體需要用到多少根據現場實際地形圖確定；
1.2.1、山下建一蓄水池，用作灌溉用水的蓄水，蓄水池基地建設；
1.2.1、主水泵
根據現場100畝茶葉噴灌基地，水泵采用2臺15KW的臥式離心水泵，過流量50m³/h，控制方式采用一控二的變頻控制。
1.2.2、恒壓變頻控制柜
變頻水泵控制柜系統通過測到的管道壓力，經變頻器系統內置的PID調節器運算，調節輸出頻率，然后實現管網的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號(一般可作為管網壓力極限信號)可適時通知PLC的進行變頻泵切換。同時采集頻率和壓力通過無線GPRS模塊將數據上傳到平臺上，控制電機的啟停。
1.2.3、過濾設備(共2級過濾系統）
由于水源是河水，所以過濾器組合選用；
******級過濾系統：全自動反沖洗砂石過濾器
砂石介質過濾器主要用來處理水中有機雜質和藻類，主要適用于開放性水源如：水庫、池塘及渠道水的初級過濾，一般在其后面配備疊片式過濾器作為二級過濾。
******級過濾系統：全自動反沖洗疊片過濾器
當達到一定的壓差時，或設定的時間內系統自動進入反沖洗狀態，控制器控制閥門改變水流方向，過濾器底部單向隔膜關閉主通道，反沖洗進入四組噴嘴通道，和噴嘴通道連接的活塞腔內的水壓上升，活塞向上運動克服彈簧對疊片的壓力，并在疊片組頂部釋放活塞空間，同時反沖洗水從四組噴嘴通道上面的35*4個噴嘴沿疊片切線的方向高速噴射，使疊片旋轉并均勻分開，噴洗水噴洗疊片表面，將截留在疊片上的雜質噴洗甩出。當反沖洗結束時，水流方向再次改變，疊片再次被壓緊，系統重新進入過濾狀態。反沖洗控制器操作簡單，可根據壓差，時間或兩者組合對過濾器或工作站進行全面控制。疊片過濾器濾芯無須更換，壽命可達15年之久。
1.2.4、施肥系統
原理圖如下：
1.2.5田間閥門控制器
閥門選型：由于灌溉面積有100畝（具體地形分布不清楚，初步考慮為長300m*240m，不考慮地勢差），不建議市電供電，走線埋管，節約人工以及線材費用，采取鋰電池太陽能供電，根據土壤濕度的閾值（上下限）來控制閥門(電磁脈沖閥）的啟停。
田間灌水小區采用以色列伯爾梅特3寸減壓電磁閥門控制，該閥門帶電磁頭，并且有現場手動和自動切換按鈕，已經現場調節閥后壓力功能，可實現現場針對閥門的開啟和關閉。當開啟不同地塊處的噴灌灌溉系統時，由于地勢落差不同，需要順時針旋轉電磁頭壓力調節旋鈕，以降低閥后壓力，滿足噴灌要求。避免噴灌系統單獨安裝減壓閥帶來的經濟成本和后期養護成本，
閥門數量確定：
根據初步考慮的300*240的100畝基地（地勢差），根據3寸電磁閥門過流量判斷每一個輪灌區支持18個搖臂噴頭，根據地形設計從地塊中間鋪設DE90的田間主干管，上下每隔15米（噴射半徑為15m）布點一個噴頭，流量在1.5m³/h，根據240/15=16個，可以知道地塊一排可以共布16個噴頭；然300/15=20，得出共可以鋪設20條田間支管，根據一個3寸電磁閥可以控制18個搖臂噴頭的水流量，則保守估計采用20個3寸電磁閥控制（根據現場具體地形設計會有出入），
根據田間地塊大小和種植情況，電磁閥門盡量按規律布置，電磁閥門前后分別設置空氣閥和真空閥，分別排出主管道和支管道內空氣，保護主支管道安全。并在主管道地勢起伏高點處設置空氣閥，防止坡降產生的負壓對管道的破壞。每個點位的電磁閥門處前端預留一個2寸取水球閥，方便臨時取水和排水要求。每條支管道末端預留排污球閥，便于排污和冬季泄水。位于主管道的地勢較低處預留泄水閥，滿足冬季排水，防止管道凍裂。
無線閥門控制器功能介紹
無線閥門控制器是專門為農業溫室、農業環境控制開發生產的環境控制系統?？蓽y量風速、風向、溫度、濕度、雨量、土壤溫濕度等農業環境要素，根據植物生長要求，控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環境控制設備，為植物生長提供******環境。無線閥門控制器配套的有“中間件”上位機軟件，用戶可以通過該軟件查看實時環境狀況，實現對環境的遠程監控，并可通過”中間件”實現對多路繼電器的開關控制，這為農業種植帶來了極大的便利。同時，由于設備采用無線通信方式，這大大降低了設備的安裝成本和環境要求。
