CN113412719B - 一种吸肥流量测控一体化装置及其控制方法 - Google Patents

一种吸肥流量测控一体化装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸肥流量测控一体化装置及其控制方法，包括水泵，水泵分别连接有压力变送器、止回阀，压力变送器连接有过滤器，过滤器分别连接有灌溉电磁阀、旁路阀、若干个文丘里吸肥器，旁路阀和若干个文丘里吸肥器与吸肥泵连接，吸肥泵与止回阀连接，每个文丘里吸肥器依次与流量测量机构、流量调节机构和肥料罐连接，流量调节机构、流量测量机构和压力变送器与PLC流量控制单元连接。本发明解决了现有装置流量调节效果差且不易拆卸的问题。

Description

一种吸肥流量测控一体化装置及其控制方法
技术领域
本发明属于农业灌溉装置技术领域，涉及一种吸肥流量测控一体化装置，还涉及一种吸肥流量控制方法。
背景技术
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。借助压力系统，将可溶性固体或液体肥料，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥。
目前的系统仅能通过系统始端的水泵模块控制管路中的压力，从而控制系统流量，系统中不同管路段的通闭通过电磁阀控制，无法实现一些较为复杂的控制流程。例如1号肥料通道和2号肥料通道流量比2：1进行同时灌溉；1号灌溉通道用1000L/h的流量、2号灌溉通道用2000L/h的流量进行同时灌溉。
因此，市场上需要一种可以对施肥管道的流量进行监测，且同时可以对流量进行调节的装置。由于应用于水肥一体化管路系统中接近肥料罐的位置，还需要具有防堵、易于拆卸清理，可以在设备失电时手动操作等特点。但市面上的此类装备结构复杂、不易拆卸清洗检修；自动化程度不高，不能自主的调节流量；部分流量自动调节装置设备价格昂贵、调节性能不佳、不利于在水肥一体化系统中使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸肥流量测控一体化装置，解决了现有装置流量调节效果差且不易拆卸的问题。
本发明的另一目的是提供一种吸肥流量控制方法。
本发明所采用的技术方案是，一种吸肥流量测控一体化装置，包括水泵，水泵分别连接有压力变送器、止回阀，压力变送器连接有过滤器，过滤器分别连接有灌溉电磁阀、旁路阀、若干个文丘里吸肥器，旁路阀和若干个文丘里吸肥器与吸肥泵连接，吸肥泵与止回阀连接，每个文丘里吸肥器依次与流量测量机构、流量调节机构和肥料罐连接，流量调节机构、流量测量机构和压力变送器与PLC流量控制单元连接。
本发明的特征还在于，
流量测量机构包括浮子流量计和脉冲流量计，浮子流量计分别与流量调节机构的进口端、文丘里吸肥器连接，脉冲流量计分别与流量调节机构的出口端、肥料管连接。
流量调节机构包括外壳，外壳的顶端设置有步进式电机，步进式电机上设置有电机输出轴，电机输出轴位于外壳内的一端通过联轴器连接有螺纹杆，螺纹杆连接有调节柱塞，调节柱塞的底端设置有柱塞止水头，柱塞止水头底部设置有止水橡胶片，外壳的底部设置有水流进口，水流进口的顶部设置有水流进口衔接段，水流进口衔接段的顶部设置有空腔内水流出口，空腔内水流出口位于止水橡胶片的正下方，外壳的侧壁上设置有水流出口，水流出口的顶端位于水流进口衔接段顶端的上方，水流出口的底端不高于水流进口衔接段顶端位置，水流进口与浮子流量计连接，水流出口与脉冲流量计连接，脉冲流量计与PLC流量控制单元连接，进式电机通过步进式电机驱动器与PLC流量控制单元连接。
调节柱塞通过滑块与柱塞导轨槽滑动连接，柱塞导轨槽的顶部与步进式电机的输出端连接。
电机输出轴的反向延伸端设置有手动旋钮。
水流进口衔接段为喇叭形，其拐角处的收缩角为20°，水流进口衔接段的大口径端与水流进口连接，空腔内水流出口的直径小于止水橡胶片的直径。
本发明所采用的另一技术方案是，一种吸肥流量控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，启动水泵和吸肥泵，打开旁路阀；
步骤2，建立脉冲流量计输出的脉冲频率与实际流量的关系；
步骤3，建立在不同压力下，步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系；
步骤4，将目标流量值和压力变送器所采集的实时压力值作为输入，通过步骤2和步骤3得到的关系，PLC流量控制单元得到达到目标流量时所需要的脉冲数，将脉冲数传输给步进式电机驱动器，由步进式电机驱动器解码控制步进式电机带动电机输出轴，通过联轴器带动螺纹杆旋转驱动调节柱塞沿柱塞导轨槽运行，从而控制柱塞止水头与空腔内水流出口的距离，以调节流量的大小；
步骤5，将目标流量值与实时流量值做差，再与预设的流量调节区间对比，若目标流量值与实时流量值的差值在预设的流量调节区间内，则打开灌溉电磁阀，水流途经压力传感器、过滤器、灌溉电磁阀到田间灌溉，肥料通过文丘里吸肥器或旁路阀、吸肥泵、止回阀、压力传感器、过滤器、灌溉电磁阀，进行灌溉施肥，若目标流量值与实时流量值的差值在预设的流量调节区间外，则重复步骤4-5。
本发明的特征还在于，
步骤2的具体过程为：采用电磁流量计作为流量标准，在0.2MPa、0.3MPa压力下，测量实际流量对应的脉冲流量计输出的脉冲频率，得到脉冲流量计输出的脉冲频率与实际流量的关系曲线，根据关系曲线通过回归分析，得到脉冲流量计输出的脉冲频率与实际流量的关系，即：
Figure SMS_1
式中，Q表示实际流量，P表示压力变送器测得的压力。
步骤3的具体过程为：分别在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa的压力下，在PLC流量控制单元中以等差递增的方式输入脉冲数，记录与输入的脉冲数对应的流量值，得到步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系曲线，根据关系曲线通过多项式方程拟合，得到步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系，即：
Figure SMS_2
Figure SMS_3
式中，b表示步进式电机驱动器的输入脉冲数，Q max表示最大流量，与主管压力P相关，可用下式确定：
Figure SMS_4
本发明的有益效果是，
（1）本发明一种吸肥流量测控一体化装置，能够对肥料的流量进行测量及控制，流量调节灵活，精确且流量调节机构易于拆卸清洗检修，同时能够实现水肥一体化；
（2）本发明一种吸肥流量测控一体化装置，通过在电机输出轴的反向延伸端设置手动旋钮，在断电的情况下，通过浮子流量计对流量进行测量，并通过手动旋钮旋转电机输出轴，从而带动调节柱塞流量大小，适用性强；
（3）本发明一种吸肥流量测控一体化装置，流道均匀平顺，流道横截面积变化均匀，有利于肥液顺利通过，水头损失小；
（4）本发明一种吸肥流量控制方法，流量自动调节过程迅速稳定，流量调节的准确性高。
附图说明
图1是本发明一种吸肥流量测控一体化装置的结构示意图；
图2是本发明一种吸肥流量测控一体化装置中流量调节机构和流量测量机构的结构示意图；
图3是本发明一种吸肥流量测控一体化装置的电路连接图；
图4是本发明一种吸肥流量控制方法中脉冲流量计输出的脉冲频率与实际流量的关系曲线；
图5是本发明一种吸肥流量控制方法中在不同压力下，步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系曲线图；
图6是本发明一种吸肥流量控制方法流程图。
图中，1.流量调节机构，2.流量测量机构，3.压力变送器，4.水泵，5.过滤器，6.旁路阀，7.肥料罐，8.文丘里吸肥器，9.吸肥泵，10.止回阀，11.灌溉电磁阀，12.PLC流量控制单元；
101.水流进口，102.水流进口衔接段，103.空腔内水流出口，104.水流出口，105.调节柱塞，106.步进式电机，107.电机输出轴，108.联轴器，109.螺纹杆，110.柱塞导轨槽，111.柱塞止水头，112.止水橡胶片，113.固定螺栓，114.手动旋钮，115.外壳， 116.滑块；
201.浮子流量计，202.脉冲流量计。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种吸肥流量测控一体化装置，结构图如1所示，包括水泵4，水泵4分别连接有压力变送器3、止回阀10，压力变送器3连接有过滤器5，过滤器5分别连接有灌溉电磁阀11、旁路阀6、若干个文丘里吸肥器8，旁路阀6和若干个文丘里吸肥器8与吸肥泵9连接，吸肥泵9与止回阀10连接，每个文丘里吸肥器8依次与流量测量机构2、流量调节机构1和肥料罐7连接，流量调节机构1、流量测量机构2和压力变送器3与PLC流量控制单元12连接，文丘里吸肥器8利用文丘里原理，通过流量测量机构2和流量调节机构1吸取装在肥料罐7中的肥液。
如图2所示，流量测量机构2包括浮子流量计201和脉冲流量计202，浮子流量计201分别与流量调节机构1的进口端、文丘里吸肥器8连接，脉冲流量计202分别与流量调节机构1的出口端、肥料管7连接。
流量调节机构1包括外壳115，外壳115的顶端设置有步进式电机106，步进式电机106上设置有电机输出轴107，电机输出轴107位于外壳115内的一端通过联轴器108连接有螺纹杆109，螺纹杆109连接有调节柱塞105，调节柱塞105的底端设置有柱塞止水头111，柱塞止水头111底部设置有止水橡胶片112，柱塞止水头111、止水橡胶片112均通过固定螺栓113与调节柱塞105连接，调节柱塞105通过滑块116与柱塞导轨槽110滑动连接，柱塞导轨槽110的顶部与步进式电机106的输出端连接，电机输出轴107的反向延伸端设置有手动旋钮114，外壳115的底部设置有水流进口101，水流进口101的顶部设置有喇叭形的水流进口衔接段102，其拐角处的收缩角为20°，水流进口衔接段102的大口径端与水流进口101连接，水流进口衔接段102的顶部设置有空腔内水流出口103，空腔内水流出口103位于止水橡胶片112的正下方，空腔内水流出口103的直径小于止水橡胶片112的直径，外壳115的侧壁上设置有水流出口104，水流出口104的顶端位于水流进口衔接段102顶端的上方，水流出口104的底端不高于水流进口衔接段102顶端位置，水流进口101与浮子流量计201连接，水流出口104与脉冲流量计202连接，脉冲流量计202与PLC流量控制单元12连接，进式电机106通过步进式电机驱动器与PLC流量控制单元12连接。
如图3所示，本发明一体化装置接入220V交流电作为能源，经过24V直流转换器以24V直流电提供电能，PLC流量控制单元12包括PLC，PLC分别与脉冲流量计202、压力变送器3、显示设备和输入设备连接；脉冲流量计202将流量信号以高速脉冲信号从PLC上的x口输入；压力变送器3以模拟量信号把压力信号从AD接口上输入PLC；经过PLC运算后，通过RS232接口与显示设备和输入设备通信，将实时流量值输出。从输入设备上可以发出流量控制指令，经过PLC运算，从y口上以高速脉冲信号将指令送给步进式电机106的步进电机驱动器，从而驱动步进式电机106对流量进行调节。
本发明提供一种吸肥流量控制方法，采用上述吸肥流量测控一体化装置，如图6所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1，启动水泵4和吸肥泵9，打开旁路阀6；
步骤2，如图4所示，建立脉冲流量计202输出的脉冲频率与实际流量的关系，具体为：
当水泵4变频运行，装置水压稳定，压力变送器3位置的压力恒定，即：
Figure SMS_5
式中，h3表示压力变送器处水头，m；ρ表示液体密度，各种肥液的密度类似，此处均以水的密度计为1×103kg/m3；g表示重力加速度，取9.8 m/s2；
由于式中ρ、g在装置中取值均一致，则使用水头h表示装置中压力大小，则有：
Figure SMS_6
式中，h0表示水泵出口水头，m；hf1表示水泵出口到压力变送器间沿程水头损失，m；hj1表示三通的局部水头损失，m；
又有：
Figure SMS_7
式中，h81表示1号文丘里吸肥器前水头，m；h82表示2号文丘里吸肥器前水头，m；h83表示3号文丘里吸肥器前水头，m；hf2表示压力变送器到1号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf3表示压力变送器到2号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf4表示压力变送器到3号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hj2表示压力变送器到文丘里吸肥器间局部水头损失，m；
即对应其下游文丘里吸肥器8及其他两路文丘里吸肥器8前的压力将达到稳定且相近，同理：
Figure SMS_8
Figure SMS_9
式中，h10后表示止回阀10后的水头，m；hf5表示水泵出口到止回阀间沿程水头损失，m；hj3表示三通的局部水头损失，m；
Figure SMS_10
表示1号文丘里吸肥器后水头，m；
Figure SMS_11
表示2号文丘里吸肥器后水头，m；
Figure SMS_12
表示3号文丘里吸肥器后水头，m；hf6表示止回阀到1号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf7表示止回阀到2号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf8表示止回阀到3号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hj4表示止回阀到文丘里吸肥器间局部水头损失，m；
即对应其下游文丘里吸肥器8及其他两路文丘里吸肥器8后的压力也将达到稳定，因此，文丘里吸肥器8对于吸肥通道作用的负压值大小相等；
流量计算公式：
Figure SMS_13
式中，Q表示通过流量调节机构的流量，m3/s；ΔP表示流量调节机构前后的压差，MPa；KQ表示调节阀参数，用下式确定：
Figure SMS_14
式中，Ar表示脉冲流量计阀座面积，与流量调节机构的开度有关，mm2；ζ表示流量调节机构的局部水头损失系数，与流量调节机构的开度有关；
可见，通过流量调节机构的吸肥流量仅与其前后压差、肥液密度和流量调节机构开度相关，其中流量调节机构的水流进口101通过浮子流量计201与文丘里吸肥器8连接，流量调节机构的水流出口104通过脉冲流量计202与肥料罐7连接，肥料管压力最大偏差为0.001MPa，可忽略不计，即三个调节阀后方压力相等；肥液密度差距不大，可忽略不计，故其通过的流量仅受装置开度大小控制；因此，可以通过调节流量调节机构的开度大小，来调节装置中不同通道的吸肥比例。
采用电磁流量计（上海帆扬智能电磁流量计，型号EMF5000-15111311）作为流量标准，在0.2MPa、0.3MPa压力下，测量实际流量对应的脉冲流量计202输出的脉冲频率，得到脉冲流量计202输出的脉冲频率与实际流量的关系曲线（如图4所示），流量Q随输出脉冲频率f从0开始增大，近似成正比趋势，根据关系曲线通过回归分析，得到脉冲流量计202输出的脉冲频率与实际流量的关系，即：
Figure SMS_15
式中，Q表示实际流量，P表示压力变送器3测得的压力；
表明在不同压力下脉冲流量计均能准确反应实时流量值，脉冲频率仅与通过流量计的流量呈线性关系，与管路压力无关，可以通过脉冲输出频率表示吸肥通道的流量；
步骤3，如图5所示，建立在不同压力下，步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系，具体为：
流量调节机构1调节固有特性为快开特性，其数学表达式为：
Figure SMS_16
式中，Qmax表示调节阀能达到的最大流量，m3/s；l表示调节阀的开度，mm；L表示调节阀的最大开度，mm；K表示调节阀的放大系数；
取边界条件l=0时，Q=Qmin；l=L时，Q=Qmax，对上式积分后，带入边界条件，可得：
Figure SMS_17
式中，R表示调节阀的可调比，为调节阀的固定参数。
由此式可绘制流量调节机构的理想调节特性曲线，其为一条斜率逐渐减小的曲线，相对于实际固有特性曲线，在阀门接近关闭时偏差较大，故实际固有特性曲线只能通过实验确定，实验具体为：
分别在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa的压力下，在PLC流量控制单元12中以等差递增的方式输入脉冲数，记录与输入的脉冲数对应的流量值，得到步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系曲线（如图5所示），根据关系曲线通过多项式方程拟合，得到步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系，即：
Figure SMS_18
Figure SMS_19
式中，b表示步进式电机驱动器的输入脉冲数，Q max表示最大流量，与主管压力P相关，可用下式确定：
Figure SMS_20
步骤4，将目标流量值和压力变送器3所采集的实时压力值作为输入，通过步骤2和步骤3得到的关系，PLC流量控制单元12得到达到目标流量时所需要的脉冲数，将脉冲数传输给步进式电机驱动器，由步进式电机驱动器解码控制步进式电机106带动电机输出轴107，通过联轴器108带动螺纹杆109旋转驱动调节柱塞105沿柱塞导轨槽110运行，从而控制柱塞止水头111与空腔内水流出口103的距离，以调节流量的大小；
步骤5，将目标流量值与实时流量值做差，再与预设的流量调节区间对比，若目标流量值与实时流量值的差值在预设的流量调节区间内，则打开灌溉电磁阀11，水流途经压力传感器3、过滤器5、灌溉电磁阀11到田间灌溉，肥料通过文丘里吸肥器8或旁路阀6、吸肥泵9、止回阀10、压力传感器3、过滤器5、灌溉电磁阀11，进行灌溉施肥，若目标流量值与实时流量值的差值在预设的流量调节区间外，则重复步骤4-5。

Claims (2)

1.一种吸肥流量测控一体化装置，其特征在于，包括水泵（4），所述水泵（4）分别连接有压力变送器（3）、止回阀（10），所述压力变送器（3）连接有过滤器（5），过滤器（5）分别连接有灌溉电磁阀（11）、旁路阀（6）、若干个文丘里吸肥器（8），旁路阀（6）和若干个文丘里吸肥器（8）与吸肥泵（9）连接，所述吸肥泵（9）与止回阀（10）连接，每个所述文丘里吸肥器（8）依次与流量测量机构（2）、流量调节机构（1）和肥料罐（7）连接，所述流量调节机构（1）、流量测量机构（2）和压力变送器（3）与PLC流量控制单元（12）连接；
所述流量测量机构（2）包括浮子流量计（201）和脉冲流量计（202），所述浮子流量计（201）分别与流量调节机构（1）的出口端、文丘里吸肥器（8）连接，所述脉冲流量计（202）分别与流量调节机构（1）的进口端、肥料罐（7）连接；
所述流量调节机构（1）包括外壳（115），所述外壳（115）的顶端设置有步进式电机（106），所述步进式电机（106）上设置有电机输出轴（107），所述电机输出轴（107）位于外壳（115）内的一端通过联轴器（108）连接有螺纹杆（109），所述螺纹杆（109）连接有调节柱塞（105），所述调节柱塞（105）的底端设置有柱塞止水头（111），所述柱塞止水头（111）底部设置有止水橡胶片（112），所述外壳（115）的底部设置有水流进口（101），所述水流进口（101）的顶部设置有水流进口衔接段（102），所述水流进口衔接段（102）的顶部设置有空腔内水流出口（103），所述空腔内水流出口（103）位于止水橡胶片（112）的正下方，所述外壳（115）的侧壁上设置有水流出口（104），所述水流出口（104）的顶端位于水流进口衔接段（102）顶端的上方，所述水流出口（104）的底端不高于水流进口衔接段（102）顶端位置，所述水流进口（101）与浮子流量计（201）连接，所述水流出口（104）与脉冲流量计（202）连接，所述脉冲流量计（202）与PLC流量控制单元（12）连接，所述步进式电机（106）通过步进式电机驱动器与PLC流量控制单元（12）连接；
所述调节柱塞（105）通过滑块（116）与柱塞导轨槽（110）滑动连接，所述柱塞导轨槽（110）的顶部与步进式电机（106）的输出端连接；
所述电机输出轴（107）的反向延伸端设置有手动旋钮（114）；
所述水流进口衔接段（102）为喇叭形，其拐角处的收缩角为20°，所述水流进口衔接段（102）的大口径端与水流进口（101）连接，所述空腔内水流出口（103）的直径小于止水橡胶片（112）的直径。
2.一种吸肥流量控制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种吸肥流量测控一体化装置，具体按照以下步骤实施：
步骤1，启动水泵（4）和吸肥泵（9），打开旁路阀（6）；
步骤2，建立脉冲流量计（202）输出的脉冲频率与实际流量的关系；
步骤2的具体过程为：
当水泵（4）变频运行，装置水压稳定，压力变送器（3）位置的压力恒定，即：
Figure QLYQS_1
式中，h3表示压力变送器处水头，m；ρ表示液体密度，各种肥液的密度类似，此处均以水的密度计为1×103 kg/m3；g表示重力加速度，取9.8 m/s2；
由于式中ρ、g在装置中取值均一致，则使用水头h表示装置中压力大小，则有：
Figure QLYQS_2
式中，h0表示水泵出口水头，m；hf1表示水泵出口到压力变送器间沿程水头损失，m；hj1表示三通的局部水头损失，m；
又有：
Figure QLYQS_3
式中，h81表示1号文丘里吸肥器前水头，m；h82表示2号文丘里吸肥器前水头，m；h83表示3号文丘里吸肥器前水头，m；hf2表示压力变送器到1号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf3表示压力变送器到2号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf4表示压力变送器到3号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hj2表示压力变送器到文丘里吸肥器间局部水头损失，m；
即对应其下游文丘里吸肥器（8）及其他两路文丘里吸肥器（8）前的压力将达到稳定且相近，同理：
Figure QLYQS_4
Figure QLYQS_5
式中，h10后表示止回阀（10）后的水头，m；hf5表示水泵出口到止回阀间沿程水头损失，m；hj3表示三通的局部水头损失，m；
Figure QLYQS_6
表示1号文丘里吸肥器后水头，m；
Figure QLYQS_7
表示2号文丘里吸肥器后水头，m；
Figure QLYQS_8
表示3号文丘里吸肥器后水头，m；hf6表示止回阀到1号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf7表示止回阀到2号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hf8表示止回阀到3号文丘里吸肥器间沿程水头损失，m；hj4表示止回阀到文丘里吸肥器间局部水头损失，m；
即对应其下游文丘里吸肥器（8）及其他两路文丘里吸肥器（8）后的压力也将达到稳定，因此，文丘里吸肥器（8）对于吸肥通道作用的负压值大小相等；
流量计算公式：
Figure QLYQS_9
式中，Q表示通过流量调节机构的流量，m3/s；ΔP表示流量调节机构前后的压差，MPa；
Figure QLYQS_10
表示调节阀参数，用下式确定：
Figure QLYQS_11
式中，Ar表示脉冲流量计阀座面积，与流量调节机构的开度有关，mm2；ζ表示流量调节机构的局部水头损失系数，与流量调节机构的开度有关；
采用电磁流量计作为流量标准，在0.2MPa、0.3MPa压力下，测量实际流量对应的脉冲流量计（202）输出的脉冲频率，得到脉冲流量计（202）输出的脉冲频率与实际流量的关系曲线，根据关系曲线通过回归分析，得到脉冲流量计（202）输出的脉冲频率与实际流量的关系，即：
Figure QLYQS_12
式中，Q表示实际流量，P表示压力变送器（3）测得的压力，f表示输出脉冲频率，R表示调节阀的可调比；
步骤3，建立在不同压力下，步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系；
步骤3的具体过程为：分别在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa的压力下，在PLC流量控制单元（12）中以等差递增的方式输入脉冲数，记录与输入的脉冲数对应的流量值，得到步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系曲线，根据关系曲线通过多项式方程拟合，得到步进式电机驱动器的输入脉冲数与实际流量的关系，即：
Figure QLYQS_13
Figure QLYQS_14
式中，b表示步进式电机驱动器的输入脉冲数，Q表示实际流量，Q max表示最大流量，与压力变送器（3）测得的压力P相关，可用下式确定：
Figure QLYQS_15
；
步骤4，将目标流量值和压力变送器（3）所采集的实时压力值作为输入，通过步骤2和步骤3得到的关系，PLC流量控制单元（12）得到达到目标流量时所需要的脉冲数，将脉冲数传输给步进式电机驱动器，由步进式电机驱动器解码控制步进式电机（106）带动电机输出轴（107），通过联轴器（108）带动螺纹杆（109）旋转驱动调节柱塞（105）沿柱塞导轨槽（110）运行，从而控制柱塞止水头（111）与空腔内水流出口（103）的距离，以调节流量的大小；
步骤5，将目标流量值与实时流量值做差，再与预设的流量调节区间对比，若目标流量值与实时流量值的差值在预设的流量调节区间内，则打开灌溉电磁阀（11），水流途经压力变送器（3）、过滤器（5）、灌溉电磁阀（11）到田间灌溉，肥料通过文丘里吸肥器（8）或旁路阀（6）、吸肥泵（9）、止回阀（10）、压力变送器（3）、过滤器（5）、灌溉电磁阀（11），进行灌溉施肥，若目标流量值与实时流量值的差值在预设的流量调节区间外，则重复步骤4-5。
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