CN107960399B - 一种温室大棚的农药浓度控制系统及使用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温室大棚的农药浓度控制系统及使用，包括混合罐，液位计，搅拌器，进水管，电动调节阀门，电磁阀门，ZRSX电动小流量调节阀门，农药喷洒输出管，水泵，排水冲洗出水管，农药罐，液位计，农药罐冲洗进水管，混合罐进药管，排水冲洗出水管，农药加入输入管，清扫气体输入管。本系统通过不同季节、时间来确定所需农药的体积浓度，根据喷洒农药的大棚内农作物面积确定所需农药混合液的总体积，从而确定所需农药的体积，根据公式求得农药罐的上升液位和混合罐的上升液位。通过农药量和溶剂量的控制，得到农作物所需浓度的农药，最终实现了农作物温室大棚大用量农药喷洒系统的农药浓度控制。

Description

一种温室大棚的农药浓度控制系统及使用
技术领域
本发明具体涉及一种温室大棚的农药浓度控制系统，属于农业技术领域。
背景技术
在温室大棚农作物的种植过程中，大棚内农作物在不同的生长阶段，需要不同类型、不同浓度农药喷洒使用，农药浓度过高过低都会对农作物的生长产生不良影响，甚至造成农作物的农药残留过量，所以，在温室大棚的农作物种植过程中，在不同的生长阶段农作物农药浓度的控制对防治农作物病虫害，保证农作物的茁壮成长非常重要。目前，农作物农药大棚的农药浓度控制主要是采用人工控制，通过人工称量来实现；本发明设计了一套农药浓度自动控制系统，实现了农作物温室大棚大用量农药喷洒系统的农药浓度控制。
发明内容
提供一种温室大棚的农药浓度控制系统，用来提高农药浓度的准确性，降低农药对人员的伤害，提高生产率,降低人员劳动强度。
技术方案
本发明提供一种温室大棚农药浓度控制系统及使用，包括混合罐，第一液位计，搅拌器，进水管，电动调节阀门，电磁阀门，ZRSX电动小流量调节阀门，农药喷洒输出管，水泵，第一排水冲洗出水管，农药罐，第二液位计，农药罐冲洗进水管，混合罐进药管，第二排水冲洗出水管，农药加入输入管，清扫气体输入管。所述农药罐顶部设有清扫气体输入管，农药罐冲洗进水管，农药加入输入管，所述清扫气体输入管连接有电磁阀门，所述农药罐冲洗进水管连接有电磁阀门，所述农药加入输入管连接有ZRSX电动小流量调阀门；所述农药罐底部设有第二排水冲洗出水管，混合罐进药管，所述第二排水冲洗出水管连接有电磁阀门，所述混合罐进药管连接有电磁阀门，所述农药罐设有第二液位计；所述农药罐通过混合罐进药管连接于混合罐，所述混合罐位于农药罐的下方，所述混合罐顶部设有进水管，混合罐进药管，所述进水管连接有电动调节阀门，所述混合罐底部设有第一排水冲洗出水管，农药喷洒输出管，所述第一排水冲洗出水管连接有电磁阀门，所述农药喷洒输出管连接有电磁阀门和水泵；所述混合罐布设有第一液位计和混合农药搅拌器，所述搅拌器位于混合罐中部。
本系统通过不同季节、时间来确定所需农药的体积浓度C，根据喷洒农药的大棚内农作物面积确定所需农药混合液的总体积V1，从而确定所需农药的体积V2＝V1C,根据下面公式求得农药罐的上升液位h1和混合罐的上升液位h2。
Figure GDA0004248039050000011
Figure GDA0004248039050000012
其中r1，r2分别为农药罐，混合罐的底面半径。
本系统根据需要确定农药罐中农药液位高度h1，通过系统的PID控制器，使ZRSX电动小流量调节阀门控制流量直到使农药罐中的农药量等于V2，即液位高度为h1，保证了定量的农药量。打开阀门将农药罐中的体积为农药V2输送到混合罐中。
根据控制器的要求，启动混合罐顶部溶剂混合罐进水管16的电动调节阀门，通过混合罐进药管16管向混合罐送溶剂，通过PID控制器与阀门的调节器与执行器，控制液位，使混合池中的液位为h2，自动关闭进水管4的电动调节阀门5。
然后打开搅拌器，使混合均匀。
此时混合池中农药混合液体积浓度为C，从而达到自动控制农药体积浓度的目的。
有益效果
本发明提供了一种温室大棚农药浓度控制系统及使用，通过农药量和溶剂量的控制，得到农作物所需浓度的农药，最终实现了农作物温室大棚大用量农药喷洒系统的农药浓度控制。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明的原理图。
图3为本发明的采集模块采集流程图。
图4为本发明的控制摸块控制流程图。
其中：
1-混合罐；2-第一液位计；3-搅拌器；4-进水管；5-电动调节阀门；6-电磁阀门；7-农药喷洒输出管；8-水泵；9-电磁阀门；10-第一排水冲洗出水管；11-农药罐；12-第二液位计；13-农药罐冲洗进水管；14-电磁阀门；15-电磁阀门；16-混合罐进水管；17-电磁阀门；18-第二排水冲洗出水管；19-ZRSX电动小流量调节阀门；20-农药加入输入管；21-电磁阀门；22-清扫气体输入管。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。
本发明公开了一种温室大棚农药浓度控制系统，控制原理如下：
本系统通过不同季节、时间来确定所需农药的体积浓度C，根据喷洒农药的大棚内农作物面积确定所需农药混合液的总体积V1，从而确定所需农药的体积V2＝V1C,根据下面公式求得农药罐的上升液位h1和混合罐的上升液位h2。
Figure GDA0004248039050000021
Figure GDA0004248039050000022
其中r1，r2分别为农药罐，混合罐的底面半径。
本系统根据需要确定农药罐中农药液位高度h1，通过系统的PID控制器，使ZRSX电动小流量调节阀门控制流量直到使农药罐中的农药量等于V2，即液位高度为h1，保证了定量的农药量。打开阀门将农药罐中的农药V2输送到混合罐中。
根据控制器的要求，启动混合罐顶部溶剂混合罐进水管16的电动调节阀门，通过混合罐进水管向混合罐16送溶剂，通过PID控制器与阀门的调节器与执行器，控制液位，使混合池中的液位为h2，自动关闭进水管4的电动调节阀门。
然后打开搅拌器，使混合均匀。
此时混合池中农药混合液体积浓度为C，从而达到自动控制农药体积浓度的目的。
本发明控制系统的原理图如图2，包括主控芯片STM32F103RET6，农药罐11冲洗进水农药罐11阀门控制模块，农药罐11冲洗出水控制模块，混合罐1进水阀门控制模块，混合罐1冲洗出水控制模块，混合罐1搅拌控制模块，农药罐11清扫气体控制模块，农药喷洒阀门控制及水泵控制模块，混合罐1溶剂输入控制模块、第一液位计、信号调理和采集模块，农药加入控制模块、第二罐液位计、调理和采集模块，以及LCD显示屏。
本发明实现自动控制农药浓度的过程：根据以上原理，CPU通知农药加入阀门控制模块打开ZRSX电动小流量调节阀门19经农药加入输入管20向农药罐11送药，当采集到农药罐11中第二液位计12数值为h1时，关闭ZRSX电动小流量调节阀门19，然后启动电磁阀门15，通过混合罐1进药管16向混合罐1输送农药，当农药罐11中采集和调理模块采集到液位计2数值为0时，确定农药罐11内部全部农药都输送到混合罐1中，自动关闭电磁阀门15，同时启动混合罐1进水阀门控制模块打开电动调节阀门5，通过进水管4向混合罐1送水，根据混合罐1的PID控制器的控制逻辑，当混合罐1中第一液位计2上升数值为h2时，自动关闭电动调节阀门5，之后通知混合罐1搅拌控制模块开启混合罐1内部的搅拌器3，使得农药和水充分混合，得农药混合液体积浓度为C，一段时间后，通知农药喷洒阀门控制及水泵控制模块打开电磁阀门6，并开启水泵8，通过农药喷洒输出管7将农药混合液输送到喷洒装置，在工作过程中，LCD显示屏可以实时显示混合罐1和农药罐11中液体的液位。
本发明还带有自动冲洗系统，待混合罐1中农药混合液喷洒完毕，需要清洗农药罐时，启动农药喷洒阀门控制及水泵控制模块关闭电磁阀门6和水泵8，之后启动混合罐进水阀门控制模块打开混合罐1顶部进水管4的调节阀门5，向混合罐1送水，清洗混合罐1，自动关闭电动调节阀门5，一段时间后，通知混合罐冲洗出水控制模块打开电磁阀门9，通过第一排水冲洗出水管10将冲洗溶液排出，待排尽后，自动关闭电磁阀门9，等待下次使用。当农药罐11需要更换不同农药时，也需要冲洗，启动农药罐冲洗进水控制模块开启电磁阀门14，通过农药罐冲洗进水管13为农药罐11送水，待农药罐11清洗之后，通知农药罐冲洗出水控制模块开启电磁阀门17，通过第二排水冲洗出水管18，将冲洗溶液排出，之后启动农药罐清扫气体控制模块开启电磁阀门21，通过气体清扫输入管22向农药罐11通过压缩空气进行农药罐清扫，将残留的农药液清扫出农药罐11，之后自动关闭电磁阀门17和电磁阀门21，等待下次使用。

Claims (1)

1.一种温室大棚农药浓度控制系统，包括混合罐，第一液位计，搅拌器，进水管，电动调节阀门，电磁阀门，ZRSX电动小流量调节阀门，农药喷洒输出管，水泵，第一排水冲洗出水管，农药罐，第二液位计，农药罐冲洗进水管，混合罐进药管，第二排水冲洗出水管，农药加入输入管，清扫气体输入管；
所述农药罐顶部设有清扫气体输入管，农药罐冲洗进水管，农药加入输入管，所述清扫气体输入管连接有电磁阀门，所述农药罐冲洗进水管连接有电磁阀门，所述农药加入输入管连接有ZRSX电动小流量调阀门；所述农药罐底部设有第二排水冲洗出水管，混合罐进药管，所述第二排水冲洗出水管连接有电磁阀门，所述混合罐进药管连接有电磁阀门，所述农药罐设有第二液位计；所述农药罐通过混合罐进药管连接于混合罐，所述混合罐位于农药罐的下方，所述混合罐顶部设有进水管，混合罐进药管，所述进水管连接有电动调节阀门，所述混合罐底部设有第一排水冲洗出水管，农药喷洒输出管，所述第一排水冲洗出水管连接有电磁阀门，所述农药喷洒输出管连接有电磁阀门和水泵；所述混合罐布设有第一液位计和混合农药搅拌器，所述搅拌器位于混合罐中部；
其特征在于，本系统通过不同季节、时间来确定所需农药的体积浓度C，根据喷洒农药的大棚内农作物面积确定所需农药混合液的总体积V1，从而确定所需农药的体积V2＝V1C,根据下面公式求得农药罐的上升液位h1和混合罐的上升液位h2：
Figure FDA0004248039040000011
Figure FDA0004248039040000012
其中r1，r2分别为农药罐，混合罐的底面半径；
本系统根据需要确定农药罐中农药液位高度h1，通过系统的PID控制器，使ZRSX电动小流量调节阀门控制流量直到使农药罐中的农药量等于V2，即液位高度为h1，保证了定量的农药量；打开阀门将农药罐中体积为V2的农药输送到混合罐中；
根据控制器的要求，启动混合罐顶部进水管的电动调节阀门，通过进水管向混合罐送溶剂，通过PID控制器与阀门的调节器与执行器，控制液位，使混合池中的液位为h2，自动关闭进水管的电动调节阀门；
然后打开搅拌器，使混合均匀。
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