CN203378371U

CN203378371U - 一种集群式育苗池水温控制系统

Info

Publication number: CN203378371U
Application number: CN201320384647.XU
Authority: CN
Inventors: 吴明亮; 向阳; 胡日生
Original assignee: Hunan Agricultural University
Current assignee: Hunan Agricultural University
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2023-07-01

Abstract

一种集群式育苗池水温控制系统，包括外部热交换式水池加温装置，独立水池水温控制器，控制总线与中央控制计算机。所述外部热交换式水池加温装置对水池水温进行加热，由于采用了外部热交换方式加热，所有部件均安装在育苗水池以外，在现有育苗水池基础上改造安装方便。所述的独立水池水温控制器通过控制电磁阀和循环水泵的组合动作来实现对单个育苗水池的水温精确控制。通过所述的控制总线将多个独立水池水温控制器与所述的中央控制计算机连接组成集群式控制系统，实现集中监控。应用本实用新型可以调节漂浮育苗水池水温至幼苗最佳生长温度，从而缩短育苗时间，提高烟苗素质，达到增产增效之目的，具有安装使用方便、控制精密、自动化程度高等优点。

Description

一种集群式育苗池水温控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种集群式育苗池水温控制系统。

背景技术

烟草育苗目的是为大田生产提供适时、充足、健壮、整齐的烟苗。漂浮育苗是将种子播种在装有基质的育苗盘内,育苗盘漂浮在育苗池营养液表面,完成整个育苗过程的一种无土育苗方法，在集约化管理、生产效率和培育烟苗素质方面,具有常规育苗无法比拟的管理与技术优势,它的成功研究是烟草育苗史上一项重大变革。漂浮育苗技术在我国得到了广泛的应用，2009年漂浮育苗面积111.82万公顷,占总面积的97.02%。

烤烟是喜温作物，生长发育的适宜温度是20-24℃，全生育期需3300～3500℃的积温。烤烟种子正常萌发需要足够的水分以及适宜的温度。为满足5月上旬的大田移栽，最佳播期应是2月中旬至3月上旬。而这个时期多数烟区存在温度低、昼夜温差大、育苗池营养液温度低等问题，严重影响烟苗的出苗时间和壮苗的培育。

目前烟草育苗温度的控制主要通过塑料棚或温室保温实现，在环境温度较低时难以达到种子出苗及生长的最佳温度。采用现代化温室育苗可以对温室进行整体加温并进行精密温度控制，但这样会大大增中育苗的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种结构简单、避免低温环境对育苗过程的影响、有利于减少出苗时间、可培育壮苗和增强幼苗素质、并缩短移栽后的还苗期的集群式育苗池水温控制系统。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：

一种集群式育苗池水温控制系统，包括外部热交换式水池加温装置、独立水池水温控制器、控制总线和中央控制计算机，所述的独立水池水温控制器通过控制所述的外部热交换式水池加温装置实现对育苗水池的温度控制，所述控制总线将多个独立水池水温控制器与所述的中央控制计算机相连。

所述外部热交换式水池加温装置包括热交换器、电磁阀、循环水泵和循环管道，所述外部热交换式水池加温装置安装在育苗池以外，所述循环水泵使育苗池内水通过所述循环管道进入热交换器并形成封闭循环，所述热交换器与外部供热系统连接并且通过所述电磁阀控制所述外部供热系统启闭。

所述独立水池水温控制器通过安装在育苗池内及热水管道上的多个温度传感器获取温度信息，并且通过获取的温度信息反馈控制所述电磁阀和循环水泵组合动作实现对水温的控制。

所述独立水池水温控制器上设有控制设备、收发设备和人机交互设备，通过人机交互设备可以独立控制单个育苗水池水温，通过收发设备与控制总线连接将多个独立水池水温控制器与所述的中央控制计算机连接组成集群式控制系统。

所述的控制总线采用RS485总线。

所述中央控制计算机采用工业计算机，所述中央控制计算机通过所述的控制总线与独立水池水温控制器进行通信，独立水池水温控制器将育苗池的水温反馈给所述中央控制计算机。

由于采用上述结构与工作原理，本装置具有如下优点：

1、本装置采用外部热交换方式对水池内营养液加温。通过热交换器将集中供暖管道中的热水与营养液进行热量交换，通过循环水泵使池内营养液不断循环通过热交换器以达到池内水温均衡的目的。营养液仅在育苗池内封闭循环，不会影响育苗池内营养液的总量与成份，同时有效避免育苗池间的病虫害交叉感染。

2、系统结构简单，热交换器、循环水泵、水管、控制器、阀门等部件均采用了水池外安装的方式，适用于各种不同结构尺寸的育苗水池，且无需对水池进行任何改造施工。具有安装方便，适应性好的优点。

3、在水池内不同区域的设置多个温度传感器，通过各区域温度值综合运算获得水池实时温度信息，再结合所设置的目标温度采用相应的控制算法做出控制决策，控制电磁阀及循环水泵的组合动作来实现温度的控制，具有控制精密，温度分布均匀，系统可靠性高的优点。

4、采用集群式控制，自动化程度高，使用操作方便。

综上所述，本装置可以方便地调节漂浮育苗水池水温至幼苗最佳生长温度，从而缩短育苗时间，提高烟苗素质，达到增产增效之目的。

附图说明

图1是本实用新型外部热交换式水池加温装置结构示意图。

图2是本实用新型独立水池水温控制器系统结构示意图。

图3是本实用新型集群式控制系统结构示意图。

图1至3中，1、热交换器，2、电磁阀，3、循环水泵，4、循环管道，5、冷端温度传感器，6、中间温度传感器，7、热端温度传感器，8、供热热水温度传感器，9、育苗水池，10、独立水池温控制器，11、单片机，12、存储器，13，14，15，16、温度变送器，17、模数转换器，18、电磁阀控制继电器，19、水泵控制继电器，21、总线收发器，21、液晶显示屏，22、键盘，23、电源，24、中央控制计算机，25、总线收发器，26、控制总线，27、水池加温装置。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型采用的技术方案为：由外部热交换式水池加温装置，独立水池水温控制器，控制总线与中央控制计算机组成

如图1所示，外部热交换式水池加温装置包括热交换器1、电磁阀2、循环水泵3及循环管道4。循环管道4安装在育苗水池9外，循环管道4上安装有热交换器1和循环水泵3。通过循环水泵3将育苗水池9中的营养液抽出到循环管道4内，再通过热交换器1对循环管道4内的营养液进行加热，然后再通过循环管道4送回育苗水池9。热交换器1还通过电磁阀2与集中热水供应系统管道相连接，电磁阀2导通时，热水由于供水压力通过热交换器1将热量传递给循环管道4输送来的营养液实现对育苗水池9加温。为实现精密均匀的水温控制，在育苗水池9中沿长度方向分别安装了三个温度传感器：冷端温度传感器5，中间温度传感器6，热端温度传感器7；在换热器1的集中供热热水入口部位安装供热热水温度传感器8。冷端温度传感器5，中间温度传感器6，热端温度传感器7和供热热水温度传感器8均采用PT100高精度热电阻传感器。供热热水温度传感器8采集集中供热系统热水温度，用于计算升温换热所需热水流量。冷端温度传感器5，中间温度传感器6，热端温度传感器7分别采集所在位置的水池水温。冷端温度传感器5，中间温度传感器6，热端温度传感器7和供热热水温度传感器8的数据送至独立水池水温控制器10，通过综合分析后确定水池温度及温度均匀性。控制器10将实时温度与设定的目标温度进行对比，并根据存储的控制算法进行决策控制。控制器10通过控制电磁阀2的开关频率与占空比实现换热量的控制，通过控制循环水泵3实现营养液加温，并使温度分布均匀。

如图2所示，冷端温度传感器5，中间温度传感器6，热端温度传感器7和供热热水温度传感器8将所在位置的温度转换为电信号后通过对应温度变送器13、14、15、16转换成0-5V的直流电压信号送到模数转换器17。模数转换器17具有多路选择功能，可以依次将4个通道的温度电压信号转换成数字信号输送到单片机11从而实现多通道温度数据的获取。单片机11将获取的4个温度数据与存储器12中保存的目标温度一起按设定的控制算法进行运算与决策，分别通过电磁阀控制继电器18，水泵控制继电器19对图1所中所示的电磁阀2和循环水泵3进行控制从而实现对水温的控制。用户可以通过键盘22对目标温度进行设置，可以通过液晶显示屏21观察各温点温度等工作状态参数。总线收发器20作为总线接口用于与控制总线进行数据交换，从而实现与中央计算机通信。

如图3所示，中央控制计算机24采用工业计算机，控制总线26采用RS485总线。中央控制计算机24通过总线收发器25与控制总线进行数据交换，从而实现与各独立水温控制器10的通信。每台独立水温控制器具有独立唯一的地址，某独立水温控制器收到中央控制计算机发出的查询指令时，如自身地址与指令中的目标地址一致则将当前的温度数据与工作状态参数返回给中央控制计算机。中央控制计算机采用这一方式根据各独立水温控制器地址定时依次轮询各独立水温控制器从而实现对所有独立水温控制器的监测，用户在中央控制计算机24的显示器上可以看到所有育苗水池的温度情况与工作状态。另一方面，用户可以在中央控制计算机24上对任一育苗水池的控制目标温度等工作参数进行设置。

Claims

1.一种集群式育苗池水温控制系统，包括外部热交换式水池加温装置、独立水池水温控制器、控制总线和中央控制计算机，其特征在于：所述的独立水池水温控制器通过控制所述的外部热交换式水池加温装置实现对育苗水池的温度控制，所述控制总线将多个独立水池水温控制器与所述的中央控制计算机相连。

2.根据权利要求1所述的集群式育苗池水温控制系统，其特征在于：所述外部热交换式水池加温装置包括热交换器、电磁阀、循环水泵和循环管道，所述外部热交换式水池加温装置安装在育苗池以外，所述循环水泵使育苗池内水通过所述循环管道进入热交换器并形成封闭循环，所述热交换器与外部供热系统连接并且通过所述电磁阀控制所述外部供热系统启闭。

3.根据权利要求2所述的集群式育苗池水温控制系统，其特征在于：所述独立水池水温控制器通过安装在育苗池内及热水管道上的多个温度传感器获取温度信息，并且通过获取的温度信息反馈控制所述电磁阀和循环水泵组合动作实现对水温的控制。

4.根据权利要求3所述的集群式育苗池水温控制系统，其特征在于：所述独立水池水温控制器上设有控制设备、收发设备和人机交互设备，通过人机交互设备可以独立控制单个育苗水池水温，通过收发设备与控制总线连接将多个独立水池水温控制器与所述的中央控制计算机连接组成集群式控制系统。

5.根据权利要求1所述的集群式育苗池水温控制系统，其特征在于：所述的控制总线采用RS485总线。

6.根据权利要求1所述的集群式育苗池水温控制系统，其特征在于：所述中央控制计算机采用工业计算机，所述中央控制计算机通过所述的控制总线与独立水池水温控制器进行通信，独立水池水温控制器将育苗池的水温反馈给所述中央控制计算机。