CN114080888B - 一种精准自控施药、施肥灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精准自控施药、施肥灌溉装置，包括水泵和若干个储药罐，所述水泵的进水口和水源相连，水泵的出水口通过第一管路和灌溉管路相连，所述储药罐通过第二管路和灌溉管路相连，还包括PLC控制系统，在所述第一管路上设有流量计，第二管路上设有计量泵，所述流量计和PLC控制系统相连，计量泵通过变频器和PLC控制系统相连；所述第一管路还通过第三管路和若干个第三管路分管相连，各第三管路分管分别和对应的储药罐相连。该精准自控施药、施肥灌溉装置能根据水源进水量对农药或肥料的配比进行实时调整，达到精准施药、施肥，并且施药或施肥完毕后能自动对储药罐进行清洗，避免残留引起下次污染。

Description

一种精准自控施药、施肥灌溉装置

技术领域

本发明涉及农业林业灌溉技术领域，具体是涉及一种精准自控施药、施肥灌溉装置。

背景技术

目前，农业、林业灌溉多采用漫灌、管道浇灌的方式，农药采用喷洒方式，施肥采用喷洒或抛洒的方式，均需要大量人工操作，大量水源；存在浇灌用水多，喷洒不均匀，施肥不精准，劳动强度大，生产效率低等问题；特别是由于灌溉时管道压力流量不稳定，容易造成农药肥料浓度波动较大，易出现浓度过大时烧苗，和浓度过低时药效（肥效）达不到效果，机械化、精确化和自动化水平较低，精准度不高。滴灌属全管道输水和局部微量灌溉，使水分的渗漏和损失降低到最低限度。同时，又由于能做到适时地供应作物根区所需水分，不存在外围水的损失问题，又使水的利用效率大大提高。因此施药、施肥和精准滴灌结合起来，使精准滴灌的同时实现精准施药、施肥对民生具有重大意义。PLC控制系统是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。更为重要的是，根据农作物的生长需求，从而精确的控制不同主要元素的肥料不仅可以影响农作物产量，甚至会是一些病虫害的诱因，仅使用复合肥不能满足不同时期、不同生长需求的农作物。

申请号为201520243276.2的实用新型专利公开了一种植物水、肥、药一体化喷滴灌装置，该专利通过调节肥料流量控制阀和农药流量控制阀来控制农药和肥料的用量配比，将肥料罐中的肥料和农药罐中的农药按比例吸进吸水泵，吸水泵把吸进的农药、化肥和水的混合液经过三通从出液管中排出，从出液管中排出的肥料、农药和水的混合液经过过滤器过滤后从喷滴管中排出，并对植物进行定量滴灌。但该肥料流量控制阀和农药流量控制阀控制不精准，农药肥料配比不能根据水流实时调整，并且肥料罐和农药罐中的残留物不易清理，残留物清理不及时，还可能会引起下次污染。

发明内容

本发明目的是提供一种精准自控施药、施肥灌溉装置，该精准自控施药、施肥灌溉装置能根据水源进水量对农药或肥料的配比进行实时调整，达到精准施药、施肥，并且施药或施肥完毕后能自动对储药罐进行清洗，避免残留引起下次污染。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种精准自控施药、施肥灌溉装置，包括水泵和若干个储药罐，所述水泵的进水口和水源相连，水泵的出水口通过第一管路和灌溉管路相连，所述储药罐通过第二管路和灌溉管路相连，还包括PLC控制系统，在所述第一管路上设有流量计，第二管路上设有计量泵，所述流量计和PLC控制系统相连，计量泵通过变频器和PLC控制系统相连；所述第一管路还通过第三管路和若干个第三管路分管相连，各第三管路分管分别和对应的储药罐相连，并且在各第三管路分管上均设有第一电磁阀；在所述各储药罐上部均设有若干个清洗喷头，所述清洗喷头和各第三管路分管对应相连；各储药罐均通过第二管路分管汇至第二管路，并且在各第二管路分管上均设有第二电磁阀。

优选的，所述储药罐为3个。

优选的，所述储药罐设有液位传感器。

优选的，所述液位传感器和PLC控制系统相连。

优选的，在所述流量计和计量泵后端均设有止回阀。

优选的，在所述第一管路上设有过滤器。

优选的，所述流量计前端的第一管路的直管段长度≥15倍的第一管路直径，流量计后端的第一管路的直管段长度≥5倍的第一管路直径。

优选的，所述流量计为电磁流量计，所述计量泵为隔膜计量泵。

上述技术方案中，通过流量计实时监控流经第一管路的流量，并将第一管路的流量结果反馈至PLC控制系统，变频器根据PLC控制系统的控制信号调节计量泵转速，进而调整流经第二管路的农药液或肥料液的流量，达到根据第一管路的流量实时调整农药或肥料的配比，并将该装置和灌溉管路相连实现精准施药、施肥；通过第三管路和第三管路分管将第一管路和各储药罐相连，并在储药罐设置液位传感器，通过液位传感器监测储药罐内的农药液或肥料液液位，当储药罐中农药液或肥料液到达低液位时，通过PLC控制系统打开第一电磁阀，将第一管路和储药罐连通，通过清洗喷头对残留物进行清洗，避免残留引起下次污染；通过设置3个储药罐和3个第三管路分管，实现可以根据需要选取其中一个储药罐存放药液进行灌溉，也可以在各储药罐中分别放置N、P、K肥通过依次控制各储药罐与第二管路的通断，根据农作物的生长需求，实现连贯、精准施肥，从而精确的控制不同主要元素的肥料进而提高农作物产量，避免一些病虫害。

附图说明

图1为本精准自控施药、施肥灌溉装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

如图1所示，本精准自控施药、施肥灌溉装置，包括水泵1，3个储药罐2和PLC控制系统，其中水泵1的进水口和水源相连，水泵1的出水口通过第一管路3和灌溉管路4相连，储药罐2通过第二管路5和灌溉管路4相连，在第一管路3上设有流量计6，流量计6用于计量流经第一管路3的液体流量；第二管路5上设有计量泵7，通过调节计量泵7的转速达到控制流经第二管路5的农药液或肥料液流量，将流量计6和PLC控制系统相连，计量泵7经变频器71和PLC控制系统相连；这样流量计6实时监控流经第一管路3的流量，并将第一管路3的流量结果反馈至PLC控制系统，变频器71根据PLC控制系统的控制信号调节计量泵7转速，进而调整流经第二管路5的农药液或肥料液的流量，达到根据第一管路3的流量实时调整农药或肥料的配比，实现精准施药、施肥。在本实施例中，第一管路3通过第三管路8和3个第三管路分管801相连，第三管路分管801分别和对应的储药罐2相连，并且在各第三管路分管801上均设有第一电磁阀802，通过调整各第一电磁阀802开度，控制流经各对应的储药罐2内的液位；这样3个储药罐2可根据需要选取其中一个储药罐2存放药液，也可以在各储药罐2中分别放置N、P、K肥通过依次控制各储药罐2与第二管路5的通断，实现连贯、精准施肥，根据农作物的生长需求，实现连贯、精准施肥，从而精确的控制不同主要元素的肥料进而提高农作物产量，避免一些病虫害；另外在储药罐2上部设置多个清洗喷头21，并将清洗喷头21和第三管路分管801相连，这样流经第三管路8的水通过清洗喷头21喷至储药罐2内壁，对储药罐2进行清洗，避免农药或肥料残留引起下次污染；而各储药罐2均通过第二管路分管501汇至第二管路5，并且在各第二管路分管501上均设有第二电磁阀51，避免各储药罐2单独使用时，药液返至其他储药罐2。还可以在储药罐2内设置液位传感器，并将液位传感器和PLC控制系统相连，通过液位传感器监测各储药罐2内的农药液或肥料液液位；当储药罐2中农药液或肥料液到达低液位时，PLC控制系统打开对应的第一电磁阀802，将第一管路3和对应的储药罐2连通，通过清洗喷头21对残留物进行清洗。在本实施例中，灌溉管路4和滴灌系统相连，实现精准的施药、施肥。

为进一步提高流量计6测量精准度，在本实施例中，流量计6选用电磁流量计，计量泵7选用隔膜计量泵，并且流量计6前端的第一管路3的直管段长度≥15倍的第一管路3直径，流量计6后端的第一管路3的直管段长度≥5倍的第一管路3直径，避免流量计6前、后端的第一管路3直管段长度过小造成流量计7测量不准确，影响农药或肥料配比精确度。

在本一个优选实施例中，在流量计6和计量泵7后端均设有止回阀9，避免第一管路3和第二管路5内的液体倒流，并且在第一管路3上设有过滤器10，避免杂质堵塞第一电磁阀81、清洗喷头21和滴灌系统。

上述技术方案中，将稀释好的农药液或肥料液放入储药罐2中，3个储药罐2可根据需要选取其中一个储药罐2存放药液，也可以在各储药罐2中分别放置N、P、K肥通过依次控制各储药罐2与第二管路5的通断，实现连贯、精准施肥；打开水泵1、流量计6和计量泵7，关闭各第一电磁阀802，打开其中一个第二电磁阀51，其中一个储药罐2和第二管路5连通；水泵1将水源泵入第一管路3，流量计6实时监控流经第一管路3的流量，并将第一管路3的流量结果反馈至PLC控制系统，变频器71根据PLC控制系统的控制信号自动调节计量泵7转速，进而调整由储药罐2流经第二管路5的农药液或肥料液的流量，达到根据第一管路3的流量实时调整农药或肥料的配比；第一管路3和第二管路5最终合并至灌溉管路4，对农业、林业进行精准施药、施肥、灌溉；当储药罐2中农药液或肥料液到达低液位时，液位传感器反馈至PLC控制系统，通过PLC控制系统关闭该第二电磁阀51，开启另一个第二电磁阀51，将另一个储药罐2和第二管路5连通，直至所有的储药罐2均出液完毕， PLC控制系统打开第一电磁阀802，进而将第一管路3和储药罐2连通，清洗喷头21随即对储药罐2内的残留物进行清洗，避免农药或肥料残留引起下次污染；还可以进一步的根据第一管路3和第三管路8的管道直径比设定第一电磁阀81的开启时间，实现储药罐2的同时清洗和灌溉。

本实施例只是对本发明构思和实现的说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

Claims (1)

1.一种精准自控施药、施肥灌溉装置，包括水泵和若干个储药罐，所述水泵的进水口和水源相连，水泵的出水口通过第一管路和灌溉管路相连，所述储药罐通过第二管路和灌溉管路相连，其特征在于，还包括PLC控制系统，在所述第一管路上设有流量计，第二管路上设有计量泵，所述流量计和PLC控制系统相连，计量泵通过变频器和PLC控制系统相连；所述第一管路还通过第三管路和若干个第三管路分管相连，各第三管路分管分别和对应的储药罐相连，并且在各第三管路分管上均设有第一电磁阀；在所述各储药罐上部均设有若干个清洗喷头，所述清洗喷头和各第三管路分管对应相连；各储药罐均通过第二管路分管汇至第二管路，并且在各第二管路分管上均设有第二电磁阀；所述储药罐为3个；所述储药罐设有液位传感器；所述液位传感器和PLC控制系统相连；在所述流量计和计量泵后端均设有止回阀；在所述第一管路上设有过滤器；所述流量计前端的第一管路的直管段长度≥15倍的第一管路直径，流量计后端的第一管路的直管段长度≥5倍的第一管路直径；所述流量计为电磁流量计，所述计量泵为隔膜计量泵；

流量计实时监控流经第一管路的液体流量，并将第一管路的流量结果反馈至PLC控制系统；变频器根据PLC控制系统的控制信号调节计量泵转速，通过调节计量泵的转速控制流经第二管路的农药液或肥料液流量；

在各储药罐中分别放置N、P、K肥，依次控制各储药罐与第二管路的通断；

在储药罐内设置液位传感器，通过液位传感器监测各储药罐内的农药液或肥料液液位；当储药罐中农药液或肥料液到达低液位时，PLC控制系统打开对应的第一电磁阀，将第一管路和对应的储药罐连通，流经第三管路的水通过清洗喷头喷至储药罐内壁，通过清洗喷头对残留物进行清洗。