CN111357726A - 一种果树定量雾化施药系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种果树定量雾化施药系统及方法，可解决现有的对果树喷药系统自动化低、雾化效果差的技术问题。布置在果园，包括药池，还包括传输管道和喷洒支管；药池的底部设置出口并与传输管道连通；喷洒支管上连通雾化喷头，并按设定位置固定在果树上，所述喷洒支管与传输管道连通；还包括控制器和压力主泵，压力主泵设置在传输管道上，压力主泵和控制器电连接；所述传输管道和喷洒支管上分别在设定位置设置电磁阀，电磁阀分别与控制器连接。本发明采用变量施肥方式，通过控制器来采集药流压力、流量、电机转速等信息，通过控制配药电机、喷头和电动球阀改变系统实际施药量，实现自动配比调节和变量施药，具有省药、省肥节水、省工省力、增产高效的优点。

Description

一种果树定量雾化施药系统及方法
技术领域
本发明涉及施药设备技术领域，具体涉及一种果树定量雾化施药系统及方法。
背景技术
自上世纪80年代以来，赣州市大力发展脐橙产业，赣南脐橙从单纯的种植业发展成为集种植生产、仓储物流，精深加工于一体的产业集群，成为赣州名副其实的农业“当家树”、农村“致富树”和农民“摇钱树”。
但近年来，由于生产自动化程度低，缺乏智能系统和科技装备支撑，造成病虫害防治不及时，从而导致黄龙病大面积爆发，最终导致在过去的几年中，赣南脐橙主产区的脐橙减产70%-80%，直接经济损失48%以上。至今，黄龙病越发严峻，发作只能砍树，凡发作过的当地脐橙果树都将逐渐消亡，产量锐减。
目前为止，脐橙/柑桔黄龙病可防可控不可治，只有通过挖除病株销毁、切断木虱传播途径等措施进行防控。为了解决脐橙生产中的黄龙病等病虫害及时防治问题，目前防虫网（隔离纱网）室种植被认为是一种有效、可行防控黄龙病的新模式，在赣南柑桔产区被部分果农接受。覆盖防虫网种植脐橙是一项在黄龙病疫区实用新型的农业技术，通过覆盖在棚架上构建人工隔离屏障，将传播黄龙病的柑桔木虱拒之网外，有效控制木虱传播黄龙病。但是连片大规模搭建防虫网成本高，维护不易，不耐用（过几年就得换网等）等缺点也是显而易见的。
因此，脐橙病虫害防治亟需一种能实现喷药纵向和横向面积尽可能集中且雾化效果好的的药物喷施设备来实现不留死角，充分喷施的目的，从而来达到提高果园农药的喷洒效率和病虫害及时防治的目的，同时现有的果园药物喷施设备大多采用人工对果园的药物进行喷施，自动化程度较低，成本很高。
发明内容
本发明提出的一种果树定量雾化施药系统及方法，可解决现有的对果树喷药系统自动化低、雾化效果差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种果树定量雾化施药系统，包括：
布置在果园，包括药池，还包括传输管道和喷洒支管；
所述药池的底部设置出口并与传输管道连通；
所述喷洒支管上连通雾化喷头，并按设定位置固定在果树上，所述喷洒支管与传输管道连通；
还包括控制器和压力主泵，压力主泵设置在传输管道上，压力主泵和控制器电连接；
所述传输管道和喷洒支管上分别在设定位置设置电磁阀，电磁阀分别与控制器连接。
进一步的，还包括回药泵、回药支管；
所述回药支管一端与传输管道连通，另一端与药池的入口处连通；
所述回药泵设置在回药支管上，所述回药泵与控制器电连接；
所述回药支管上还设置回药阀，所述回药阀与控制器电连接。
进一步的，所述控制器经变频柜与压力主泵电连接。
进一步的，所述传输管道在靠近药池底部出口处设置手动球阀。
进一步的，所述传输管道在靠近药池底部出口处设置过滤器。
进一步的，还包括支管三，所述支管三与传输管道连通。
进一步的，所述喷洒支管包括N个，N为大于1的自然数，N个喷洒支管根据果园划分的区域布置。
进一步的，所述传输管道和喷洒支管分别采用PE管。
进一步的，所述支管三采用PE管。
另一方面本发明还公开一种果树定量雾化施药方法，基于上述的果树定量雾化施药系统，包括以下步骤：
S100、首先将1个果园划分M个区域，M为大于1的自然数，每个区域主管100-120棵果树，每棵果树上间隔安装3个雾化喷头；
S200、每个区域布置传输管道，每个区域入水口处前端安装一个智能电动球阀，电动球阀一端通过喷洒支管连接本区域所有雾化喷头，另外一端通过电线连接到变频器再连接到控制器，还有另外一端通过传输管道连接到压力主泵，压力主泵通过传输管道连接到过滤器，然后再通过传输管道连接到药池；
S300、同时在药池旁安装回药泵，回药泵一端通过传输管道连接到各区域电动球阀，另一端通过电线连接到控制器，还有一端通过回药支管与药池连通；
S400、给控制器通电后，点击启动开关，同时启动变频器、压力主泵；
S500、此时A区域传输管道的电磁阀已打开，药池的药液经过滤器后由主压力泵驱动压力，把药液灌注进传输管道内，药液经传输管道流至最远处第一个小区域阀一，此时阀一已打开；管道内形成压力后即对第一个小区域阀1区进行打药作业，阀一区打药完成后，关闭阀一，同时打开阀二，对阀二区域进行打药作业，如此循环作业，直至A区喷施完成，关闭压力主泵；
S600、A区域完成打药后，打开阀一至最后一个阀，此时回药阀打开,回药泵启动，开始第一区域管道内的药液回收至原药地；
S700、药液回吸完成后，关闭回药阀、回药泵，关闭A区域主管阀A，打开第二区主管阀B，同时打开B区的第一个小区域阀一、启动压力主泵,开始为B区进行打药作业；
S800、在B区第一个区域阀一喷施完成后，关闭B区阀一，打开阀二，进行第二个区域的打药作业，如此循环作业，直至B区全部喷施完毕后，打开阀一至最后一个阀N，停止压力主原，开启回药阀、回要泵，进行B区管道内的药液回收，药液回收完成后，关闭B区所有电动球阀，关闭回药阀和回药泵，然后打开本次打药的最后一个区域的电动球阀，启动压力主泵、为该果园最后一个小压域进行打药作少，最后一个区域喷施完成后，设备自动停止运行，关闭电源，结束本次打药作业。
由上述技术方案可知，本发明的一种果树定量雾化施药系统，针对国内脐橙果树种植自动化程度低，缺乏智能系统和科技装备支撑，尤其是施药方面的精准度低、均匀性差、有效利用率低、环境污染，造成病虫害防治不及时等问题，设计了一套基于PLC的脐橙果树精确定量智能雾化打药系统。该系统采用变量施肥方式，通过PLC控制器来采集药流压力、流量、电机转速等信息，通过控制配药电机、喷头和电动球阀改变系统实际施药量，实现自动配比调节和变量施药。系统实现一键启动或定时启动连片精准定量打药，具有省药、省肥节水、省工省力、省时省电、增产高效的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的一种果树定量雾化施药系统，布置在果园，包括首部控制器、变频器、压力主泵、 回药泵、过滤器、电动球阀、药池、Pe管、雾化喷头组成。
具体说：
包括药池1，还包括传输管道2和喷洒支管3，所述传输管道2和喷洒支管3分别采用PE管；
所述药池1的底部设置出口并与传输管道2连通；
所述喷洒支管3上连通雾化喷头，并按设定位置固定在果树上，所述喷洒支管3与传输管道2连通；雾化喷头可以上下设置，分别从上方、下方的角度对着喷洒，更全面充分；
还包括控制器4和压力主泵5，压力主泵5设置在传输管道2上，压力主泵5和控制器4电连接；所述控制器4经变频器8与压力主泵5电连接；控制器4与变频器8也可设置为一体，控制器4与变频器8分别经三相四线电源线与电源连接；
所述传输管道2和喷洒支管3上分别在设置电磁阀一21和电磁阀二31，电磁阀一21和电磁阀二31分别与控制器4连接。
还包括回药泵6、回药支管7；所述回药支管7一端与传输管道2连通，另一端与药池1的入口处连通；所述回药泵6设置在回药支管7上，所述回药泵6与控制器4电连接；所述回药支管7上还设置回药阀71，所述回药阀71与控制器4电连接；
回药泵6、回药支管7及这一支路用于回收对应区域喷洒完毕，传输管道2内剩余的药水，通过回药泵6抽取经回药支管7收回到药池1内。
还包括支管三11，所述支管三11与传输管道2连通，所述支管三11采用PE管；所述支管三11上设置电磁阀三111，所述电磁阀三111与控制器4连接。回收后到药池1内药水可经过支管三11就近喷洒利用掉，减少浪费和污染。
所述传输管道2在靠近药池底部出口处设置手动球阀9。
所述传输管道2在靠近药池底部出口处设置过滤器10，用于过滤杂质，防止堵塞。
所述控制器4采用PLC控制，控制器4设置在控制柜里。
上述本实施例的一种果树定量雾化施药系统可解释为：
首先将1个果园划分若干个区域为A、B、C、D、E、...，每个区域主管100-120棵果树，每棵果树安装3个雾化喷头，每个区域入水口处前端安装一个智能电动球阀，电动球阀一端通过Pe副管连接本区域所有雾化喷头，另外一端通过电线连接到首部控制器，还有另外一端通过Pe主管连接到压力主泵，压力主泵通过Pe管连接到过滤器，然后再通过Pe管连接到药池。同时药池里安装有回药泵，回药泵一端通过Pe主管连接到各区域电动球阀，另一端通过电线连接到首部控制器。首部控制器通过PLC智能控制器实时采集各个电动球阀和泵的药流压力、流量、电机转速等信息，实时处理后再通过变频器进行数据处理与实时控制，实现脐橙果树精确定量智能雾化施药。
同时本实施例的喷药方法如下：
所述控制器通电后，点击启动开关（开启自动模式，该控制器可手自一体)即变频器启动，同时启动压力主泵。此时A区主管道阀A已打开。
药池的药液经过滤器后由主压力主泵驱动压力，把药液灌注进Pe管道内，药液经主管道流至最远处第一个小区域阀1，此时阀1已打开。管道内形成压力后即对第一个小区域阀1区进行打药作业，阀1区打药完成后，关闭阀1，同时打开阀2，对阀2区域进行打药作业，如此循环作业，直至A区喷施完成，关闭压力主泵。
该A区完成打药后，打开阀1至阀N (最后一个)，此时回药阀打开,回药泵启动，开始A区管道内的药液回收至原药地。
药液回吸完成后，关闭回药阀、回药泵，关闭A区主管阀A，打开B区主管阀B，同时打开B区的第1个小区域阀1、启动压力主泵，开始为B区进行打药作业。
在B区第一个区域阀1喷施完成后，关闭B区阀1，打开阀2，进行第二个区域的打药作业，如此循环作业，直至B区全部喷施完毕后，打开阀1至阀N(最后一个)，停止压力主原，开启回药阀、回要泵，进行B区管道内的药液回收，药液回收完成后，关闭B区所有电动球阀，关闭回药阀和回药泵，然后打开本次打药的最后一个区域的电动球阀，启动压力主泵、为该果园最后一个小压域进行打药作少，最后一个区域喷施完成后，设备自动停止运行，关闭电源，结束本次打药作业。
综上可知，本系统实现一键启动或定时启动连片精准定量打药，具有省药、省肥节水、省工省力、省时省电、增产高效的特点。雾化颗粒达到20-40微米，完全符合脐橙病虫害防治的打药雾化要求。相比传统的打药，可以节水60%以上，省药50%以上，人工成本降低70%左右，药利用率可达95%以上，特别是对脐橙黄龙病、牙虫、蓟螞的防治方面具有迅速高效的作用， 可大面积推广应用，将获得可观的经济效益和社会效益。
具体的说如下：
1.该设备使用方便，简单易懂，无需专业人员操作，会使用智能手机的人即可操作，一键开启、全程自动化完成作业。
2.省工省时，普通人工打药，一个人一天打药300棵成年果，2000棵需要单工7天时间，该系1人只用两小时就可以完成，而且避免人工因打药而中毒的危害，更解决了当前打药工人难请、不耽误打药时机的难题。3.能在春夏雨水季节天气不稳定的情况下，钻空抢时间快速地为农作物打药，不耽误作物的打药最佳时机，从而更好更有效地达到除病虫害的效果。
4.该系统安装简单、易维护(成本低)，使用有命长，可根据果树的长势来调节喷头的角度和位置。
5.使用成本低，只需常用的3相电源即可
6.该系统实现节约药水，浪费药水少、带有自吸功能，可把残留在管道内的药水自吸回原药池，以待下一个区域当次使用。
7.该系统成功地实现了果园水、肥、药一体化的科学应用，同一套系统可实现果树上自动打药、喷施叶面肥和降湿，果树下自动喷灌、滴管，实现一机多用，大大提高了工作效率，减少了种植各阶段人工投入成本。8.本系统实用性强，自动化程度高，是当今现代农业、现代化果园耕作的新型实用设备。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种果树定量雾化施药系统，布置在果园，包括药池（1），其特征在于：
还包括传输管道（2）和喷洒支管（3）；
所述药池（1）的底部设置出口并与传输管道（2）连通；
所述喷洒支管（3）上连通雾化喷头，并按设定位置固定在果树上，所述喷洒支管（3）与传输管道（2）连通；
还包括控制器（4）和压力主泵（5），压力主泵（5）设置在传输管道（2）上，压力主泵（5）和控制器（4）电连接；
所述传输管道（2）和喷洒支管（3）上分别在设置电磁阀一（21）和电磁阀二（31），电磁阀一（21）和电磁阀二（31）分别与控制器（4）连接。
2.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：还包括回药泵（6）、回药支管（7）；
所述回药支管（7）一端与传输管道（2）连通，另一端与药池（1）的入口处连通；
所述回药泵（6）设置在回药支管（7）上，所述回药泵（6）与控制器（4）电连接；
所述回药支管（7）上还设置回药阀（71），所述回药阀（71）与控制器（4）电连接。
3.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：所述控制器经变频器（8）与压力主泵（5）电连接。
4.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：所述传输管道（2）在靠近药池底部出口处设置手动球阀（9）。
5.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：
所述传输管道（2）在靠近药池底部出口处设置过滤器（10）。
6.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：还包括支管三（11），所述支管三（11）与传输管道（2）连通，所述支管三（11）采用PE管；
所述支管三（11）上设置电磁阀三（111），所述电磁阀三（111）与控制器（4）连接。
7.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：所述喷洒支管（3）包括N个，N为大于1的自然数，N个喷洒支管根据果园划分的区域布置。
8.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：所述传输管道（2）和喷洒支管（3）分别采用PE管。
9.根据权利要求1所述的一种果树定量雾化施药系统，其特征在于：所述控制器（4）采用PLC控制。
10.一种果树定量雾化施药方法，基于权利要求1-9任意一项所述的果树定量雾化施药系统，其特征在于：包括以下步骤：
S100、首先将1个果园划分M个区域，M为大于1的自然数，每个区域主管100-120棵果树，每棵果树上间隔安装3个雾化喷头；
S200、每个区域布置传输管道（3），每个区域入水口处前端安装一个智能电动球阀，电动球阀一端通过喷洒支管连接本区域所有雾化喷头，另外一端通过电线连接到变频器（8）再连接到控制器（4），还有另外一端通过传输管道（3）连接到压力主泵（5），压力主泵（5）通过传输管道（2）连接到过滤器（10），然后再通过传输管道（2）连接到药池（1）；
S300、同时在药池（1）旁安装回药泵（6），回药泵（6）一端通过传输管道（3）连接到各区域电动球阀，另一端通过电线连接到控制器（4），还有一端通过回药支管（7）与药池（1）连通；
S400、给控制器（4）通电后，点击启动开关，同时启动变频器（8）、压力主泵（5）；
S500、此时A区域传输管道（2）的电磁阀已打开，药池的药液经过滤器（10）后由主压力泵（5）驱动压力，把药液灌注进传输管道（2）内，药液经传输管道（2）流至最远处第一个小区域阀一，此时阀一已打开；管道内形成压力后即对第一个小区域阀1区进行打药作业，阀一区打药完成后，关闭阀一，同时打开阀二，对阀二区域进行打药作业，如此循环作业，直至A区喷施完成，关闭压力主泵；
S600、A区域完成打药后，打开阀一至最后一个阀，此时回药阀打开,回药泵启动，开始第一区域管道内的药液回收至原药地；
S700、药液回吸完成后，关闭回药阀、回药泵，关闭A区域主管阀A，打开第二区主管阀B，同时打开B区的第一个小区域阀一、启动压力主泵（5）,开始为B区进行打药作业；
S800、在B区第一个区域阀一喷施完成后，关闭B区阀一，打开阀二，进行第二个区域的打药作业，如此循环作业，直至B区全部喷施完毕后，打开阀一至最后一个阀N，停止压力主原，开启回药阀（71）、回要泵（6），进行B区管道内的药液回收，药液回收完成后，关闭B区所有电动球阀，关闭回药阀和回药泵，然后打开本次打药的最后一个区域的电动球阀，启动压力主泵（5）、为该果园最后一个小压域进行打药作少，最后一个区域喷施完成后，设备自动停止运行，关闭电源，结束本次打药作业。
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