CN106708138A - 一种智能数字混肥调酸碱控液位装置 - Google Patents

一种智能数字混肥调酸碱控液位装置 Download PDF

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杨术
熊焰
古成龙
张波
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Abstract

本发明属于农业灌溉技术领域，具体涉及一种智能数字混肥调酸碱控液位装置。包括PH传感器、EC传感器、液位传感器、变频调节隔膜泵、流量计、PWM电源。液位传感器上设有开关。根据隔膜泵流量特征曲线和EC(电导率)检测值快速2分匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵流速调节的反馈信号，严格按照4路肥料占比调节4路肥料流速，配肥EC值快速匹配预设EC浓度范围。根据隔膜泵流量特征曲线和PH传感器检测值，快速追踪匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵调节的负反馈信号，使肥PH值快速匹配预设PH值范围。

Description

一种智能数字混肥调酸碱控液位装置
技术领域
本发明属于农业灌溉领域，具体涉及一种智能数字混肥调酸碱控液位装置。
背景技术
自动化水肥灌溉的目标是精确配肥、快速混肥和提高水肥利用率，进而提高农作物产量、改善农作物品质和减轻环境污染。混肥调节模块在研发自动化水肥灌溉设备、提高水肥利用率和建立现代生态农业方面起到了至关重要的作用。
自动化混肥方式可分为非泵式混肥和泵式混肥。非泵式主要是利用压差将肥料混入水中，如高度压差、文丘里结构。泵式混肥主要是利用主动泵将肥料混入水中，如隔膜泵、离心泵等。高度压差是一种结构最为简单混肥模式，但却难以控制肥料流速和肥料浓度。文丘里混肥方式是现今常用的混肥装置，其利用高流速的主管道和文丘里结构产生吸肥压差，同时文丘里混肥装置可以通过控制低频PWM脉冲电磁阀和进出口压差实现精确混肥调节，但文丘里结构对主管道流量稳定性要求高，肥速调节范围小。随着社会工业进步，微型泵的价格进一步降低，现在再用泵式混肥也能够实现高性价比。离心泵式混肥装置，是现代一种便宜的混肥装置，但PWM调节中，存在肥速调节盲区，不满足现在自动化混肥调节范围要求。隔膜泵具有自吸能力强，隔膜泵流量调节线性型强，肥速调节盲区非常小，满足现在自动化混肥调节范围要求。
发明内容
本发明针对现有主流技术文丘里式结构限制，无法精确控制肥料流速和肥料浓度；肥速调节范围小或肥速调节存在盲区；文丘里结构对主管道流量稳定性要求高，肥速调节非完整闭环调节，稳定性弱；多种肥料混肥，无法实现高精度比混肥。提供一种实现按比精确快速混肥调酸碱控液位。实现精确调节肥速和肥料浓度；实现肥速调节范围广且调节盲区小；解除对主管道流量稳定性要求；实现拥有完整的闭环调节，稳定性强；实现多种肥料高精度混合；液位联动智能数字混肥调酸碱控液位装置。
本发明目的是通过以下技术方案实现的：通过精确调节肥速和肥料浓度，利用二分EC调节算法，流量计与调肥隔膜泵形成的负反馈闭环调节；利用PH调节算法，流量计与调酸碱隔膜泵形成的负反馈闭环调节；液位联动控制EC、PH调节。肥速调节范围小且调节盲区小，解决对主管道流量稳定性要求，拥有完整的闭环调节，稳定性强，多种肥料高精度混合等优点。
进一步的，所述支持RTU Modbus协议；支持5路PWM电源信号输出，变频调节5路隔膜泵；支持5路流量信号输入，监测5路隔膜泵流量数据；支持3路开关量信号输入，液位上下限报警。
进一步的，所述智能数字控肥调酸碱检液位装置，支持modbus标准协议，支持4路隔膜泵调肥控制，1路酸碱控制和液位上下限报警。
进一步的，所述的调肥装置：根据隔膜泵流量特征曲线和EC(电导率)传感器检测值，快速2分匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵流速调节的负反馈信号，严格按照4路肥料占比调节4路肥料流速，使配肥EC值快速匹配预设EC浓度范围。
进一步的所述调酸碱：依据隔膜泵流量特征曲线和PH传感器检测值，快速追踪匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵调节的负反馈信号，使肥PH值快速匹配预设PH值范围。
PH调节参数定义：PH_speed_var调酸碱隔膜泵流速预设定值；PH_speed_step为调酸碱隔膜泵流速调节步长；PH_min_error为PH流速容错误差。
进一步的所述检液位：支持双浮球水位开关信号输入，联动控制注水泵和隔膜泵开关。
本发明的有益效果为：本发明采用以上技术方案，通过智能数字控肥调酸碱检液位装置配合隔膜泵，解决了按比精确快速调肥。智能数字控肥调酸碱检液位装置依据流量计反馈信号，精确调节隔膜泵流量，依据隔膜泵流量特征曲线，按比精确调节隔膜泵流量，依据EC快速调节算法，按比精确快速调节隔膜泵流量。本发明采用隔膜泵式混肥，利用流量负反馈实现隔膜泵式高精度闭环式混肥。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明快速混肥调节酸碱控液位功能。
图2为本发明EC调节流程装置。
图3为本发明PH调节流程装置。
具体实施方式
如图1所示，本发明公布了一种数字式按比精确快速混肥调酸碱控液位装置，其包括：
PH传感器：调酸碱：依据隔膜泵流量特征曲线和PH传感器检测值，快速追踪匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵调节的负反馈信号，使肥PH值快速匹配预设PH值范围。
EC传感器：根据隔膜泵流量特征曲线和EC(电导率)传感器检测值，快速2分匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵流速调节的负反馈信号，严格按照4路肥料占比调节4路肥料流速，使配肥EC值快速匹配预设EC浓度范围。
所述液位传感器检液位：支持双浮球水位开关信号输入，联动控制注水泵和隔膜泵开关。
进一步的调肥：根据隔膜泵流量特征曲线和EC(电导率)传感器检测值，快速2分匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵流速调节的负反馈信号，严格按照4路肥料占比调节4路肥料流速，使配肥EC值快速匹配预设EC浓度范围。
进一步的调酸碱：依据隔膜泵流量特征曲线和PH传感器检测值，快速追踪匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵调节的负反馈信号，使肥PH值快速匹配预设PH值范围。
如图2所示，所述EC调节具体为：
EC调节参数定义：1#speed_max、2#speed_max、3#speed_max、4#speed_max分别为为1号、2号、3号、4号调肥隔膜泵流速最大值；1#speed_min、2#speed_min、3#speed_min、4#speed_min分别为为1号、2号、3号、4号调肥隔膜泵流速最小值；1#speed_var、2#speed_var、3#speed_var、4#speed_var分别为为1号、2号、3号、4号调肥隔膜泵流速预设定值；1#speed_real、2#speed_real、3#speed_real、4#speed_real分别为为1号、2号、3号、4号调肥隔膜泵流速真实值；min_error为调肥隔膜泵流速容错误差值。
调酸碱：依据隔膜泵流量特征曲线和PH传感器检测值，快速追踪匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵调节的负反馈信号，使肥PH值快速匹配预设PH值范围。
如图3所示，所述PH调节酸碱具体流程为：
PH调节参数定义：PH_speed_var调酸碱隔膜泵流速预设定值；PH_speed_step为调酸碱隔膜泵流速调节步长；PH_min_error为PH流速容错误差。
检液位：支持双浮球水位开关信号输入，联动控制注水泵和隔膜泵开关。
智能数字控肥调酸碱检液位装置配合隔膜泵，解决了按比精确快速调肥。智能数字控肥调酸碱检液位装置依据流量计反馈信号，精确调节隔膜泵流量，依据隔膜泵流量特征曲线，按比精确调节隔膜泵流量，依据EC快速调节算法，按比精确快速调节隔膜泵流量。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域人员可以对所描述的具体实施例各种各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于包括(1)液位传感器、(2)EC传感器、(2)PH传感器、(3)二分调节快速调节算、(4)隔膜泵、(5)流量计、(7)PWM电源、(8)液位传感器控制开关(9)RTU Modbus协议。
2.根据权利要求1所述的一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于，所述液位传感器通过开关量大小控制液位。
3.根据权利要求1所述的一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于，所述EC传感器和隔膜泵，根据隔膜泵流量特征曲线和EC传感器检测值，快速2分匹配计算隔膜泵变频信号占空比。
4.根据权利要求1或9所述的一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于，流量计测量值作为隔膜泵流速调节负反馈信号。
5.根据权利要求1或9所述的一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于，RTUModbus协议：支持5路PWM电源信号输出，变频调节5路隔膜泵；支持5路流量信号输入，监测5路隔膜泵流量数据；支持3路开关量信号输入，液位上下限报警。
6.根据权利要求1所述的一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于，液位是通过开关量大小来控制液位量。
7.根据权利要求1所述的一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于，流量计测量值作为隔膜泵流速调节的负反馈信号，严格按照4路肥料占比调节4路肥料流速，使配肥EC值快速匹配预设EC浓度范围。
8.根据权利要求1所述的一种智能数字混肥调酸碱控液位装置，其特征在于，调酸碱是依据隔膜泵流量特征曲线和PH传感器检测值，快速追踪匹配计算隔膜泵变频信号占空比，将流量计测量值作为隔膜泵调节反馈信号，使肥PH值快速匹配预设PH值范围。
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