DD248951A1

DD248951A1 - METHOD AND DEVICE FOR ELECTRONIC CONTROL OF MOUNTAIN SYSTEMS

Info

Publication number: DD248951A1
Application number: DD86290137A
Authority: DD
Inventors: Helmut Bittner
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1987-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung von Beregnungsanlagen. Mit ihr wird ein aufwendiger Steuergeraeteaufbau vermieden und bei hoechster Variabilitaet eine Erdfeuchte von fast trocken bis 100% nass erreicht. Das Verfahren nutzt die Abweichung des Istwertes der Messgroesse vom Sollwert fuer die Steuerung einer Wasserversorgung, vermeidet eine Ueberwaesserung der Nutzflaechen und eine Zerstoerung der Pumpaggregate bei Trockenlauf. Die Vorrichtung beinhaltet eine Steuerstrecke, die in Verbindung mit Wasserstandsmessern eine Wasserregulierung aus dem Wassernetz, Brunnen, Wasservorratsbehaelter u. a. ermoeglicht.The invention relates to a method and a device for electronic control of irrigation systems. It avoids complex control unit construction and, with maximum variability, reaches a moisture content from almost dry to 100% wet. The method uses the deviation of the actual value of the measured value from the setpoint for the control of a water supply, avoids overgrowth of the useful surfaces and destruction of the pumping units during dry running. The device includes a control track, which in conjunction with water level meters water regulation from the water network, wells, water storage tank u. a. possible.

Description

Characteristic of the known technical solutions

Es ist ein Verfahren zur automatischen Einsatzsteuerung von Beregnungsmaschinen vorgeschlagen worden, die vorwiegend in der Pflanzenproduktion eingesetzt werden. Das Verfahren beruht auf der einmaligen Erfassung und Einspeicherung von im Feldexperiment erhaltenen und mathematisch verknüpften Daten zu einem Bodenfeuchteverminderungsparameter und dem Vergleich der auf Grund einer einmalig gemessenen Bodenfeuchte und der laufend gemessenen Verdunstungsrate bestimmten aktuellen Bodenfeuchte (DD-WP 217970).There has been proposed a method for automatic operation control of irrigation machines, which are mainly used in crop production. The method is based on the unique recording and storage of data obtained in the field experiment and mathematically linked data to a soil moisture reduction parameter and the comparison of the current soil moisture determined on the basis of a once measured soil moisture and the currently measured evaporation rate (DD-WP 217970).

Ein weiterer Vorschlag betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung eines Ensembles von Ventilen und soll die automatische Wasserregulierung in Meliorationsanlagen verbessern. Neben einer Verringerung des Arbeitskräfte- und Energieaufwandes wird eine Qualitätserhöhung der Steuerung für beispielsweise Bewässerungsdosierung angestrebt. Mit Hilfe dieses Verfahrens soll die vom Umfang und Aufwand her ihm angepaßte Vorrichtung zur automatischen Steuerung von Ventilsystemen in unterschiedlicher Größe und Kompliziertheit derart konstruiert werden, daß während ihrer Nutzung mindestens ein Mikrorechner mit Peripherieeinheiten für die Ein- und Ausgabe der Parameter oder Steuersignale im Zusammenspiel steht (DD-WP 223051).Another proposal relates to a method and apparatus for automatically controlling an ensemble of valves and to improve automatic water regulation in melioration plants. In addition to a reduction in manpower and energy costs, the aim is to increase the quality of the control, for example for irrigation dosing. With the aid of this method, the device adapted to the extent and complexity of automatic control of valve systems in different size and complexity is designed so that during their use at least one microcomputer with peripheral units for the input and output of the parameters or control signals is in interaction (DD-WP 223051).

Diese vorgeschlagenen Lösungen lassen für die Anwendung in der Landwirtschaft technologische und ökonomische Vorteile erkennen, sie sind aber für eine optimale Versorgung der Bodenkulturen bzw. für eine kontinuierliche Bewässerung gartenbaulicher Nutzflächen, insbesondere solcher in Siedler- und Kleingartengrundstücken, sehr kostenaufwendig. Außerdem gestatten die entwickelten Steuerungen nur eine einseitige Benutzung, d. h. nur die Realisierung der Beregnung. Diese einseitige Benutzung trifft auch auf eine Vorrichtung zum Steuern der Bewässerung von Garten zu, in dessen Gehäuse im Strömungsweg des Wassers sich ein Magnetventil befindet, welches mittels einer Zeitschaltuhr steuerbar ist (DE-OS 3428097).These proposed solutions can be seen for the application in agriculture technological and economic advantages, but they are for an optimal supply of soil crops or for a continuous irrigation horticultural land, especially those in settler and allotment land, very expensive. In addition, the controllers developed allow only one-sided use, d. H. only the realization of irrigation. This one-sided use also applies to a device for controlling the irrigation of garden, in whose housing in the flow path of the water there is a solenoid valve which is controllable by means of a timer (DE-OS 3428097).

Schließlich sei auch noch auf ein Verfahren zum Steuern der Wasserzufuhr zu einer Bewässerung-oder Beregnungsanlage hingewiesen, welche die Bodenfeuchtigkeit konstant halten soll. Seine Wesensmerkmale bestehen darin, daß die Boden-Sollfeuchtigkeit in der Steuerlogik eingestellt wird und diese Steuersignale zum Öffnen und Schließen des Bewässern ngsventiles derart abgibt, daß die Bodenfeuchtigkeit den Sollwert erreicht und auf diesem verbleibt.Finally, it should also be pointed to a method for controlling the water supply to an irrigation or sprinkler system, which should keep the soil moisture constant. Its essential features are that the soil desired moisture is set in the control logic and outputs these control signals for opening and closing the irrigation ngsventiles such that the soil moisture reaches the target value and remains thereon.

Das Verfahren ist dafür ausgelegt, einen natürlichen Niederschlag mit einem Regensensor zu erkennen und das Steuersignal bei auftretendem Niederschlag zu unterdrücken. Diese Unterdrückung kann bereits bei abnehmender Tendenz des Luftdruckes eingeleitet und im Fallesich einstellender Minimal-Temperaturen erfolgen, da bekanntlich Pflanzen bei niedrigen Temperaturen von etwa -2⁰C biscirka 10⁰C nicht vertrocknen.The method is designed to detect a natural rainfall with a rain sensor and to suppress the control signal when precipitation occurs. This suppression can be initiated even with decreasing tendency of the air pressure and take place in case of adjusting minimum temperatures, since plants do not dry up at low temperatures of about -2 ⁰ C biscirka 10 ⁰ C known.

Das Verfahren ist also darauf angelegt, die Luftfeuchtigkeit zu messen und die Boden-Sollfeuchtigkeit in Abhängigkeit von der gemessenen Luftfeuchtigkeit zu verstellen. Seine Anwendung erfordert jedoch eine Steuerlogik, mit dereine Lufttemperaturmessung und eine Vereisungsmessung, die Messungen von Luftdruck, Luftdrucktendenz, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Bodenfeuchtigkeit u.a. verarbeitet werden können. Wie eine Vorrichtung aufgebaut sein muß, um ein solches Verfahren (DE-OS 3238073) nutzen zu können, zeigt beispielsweise ein Aufbau mit Mikrocomputer und Arithmetikprozessor, mittels denen die Einflußgrößen zur Steuerung des Beregnungsablaufes zu verarbeiten sind (DE-OS 3049436).The procedure is therefore designed to measure the humidity and to adjust the desired soil moisture as a function of the measured humidity. However, its application requires control logic that includes air temperature measurement and icing, air pressure, air pressure, humidity, wind speed, soil moisture, and the like. can be processed. How a device must be constructed in order to use such a method (DE-OS 3238073), for example, shows a structure with microcomputer and arithmetic processor, by means of which the influencing variables for controlling the irrigation process are to be processed (DE-OS 3049436).

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung eines aufwendigen Steuergeräteaufbaues. Ihr Zweck besteht besonders darin, höchste Variabilität für eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung von Beregnungsanlagen zu erreichen, in die auch handelsübliche Kleinberegner wie z. B. Horstregner, Rechteckregner, Regenpilze und Sprühschläuche einzubeziehen sind. Weiterhin soll durch ausgewählte Parameter und mittels eines unkomplizierten Schaltungsaufbaues auch eine Wasserversorgung in höher gelegene Behältnisse sowie in Rohrleitungssysteme mit Sanitäranlagen ermöglicht werden.The aim of the invention is the avoidance of a complex control device structure. Its purpose is particularly to achieve maximum variability for a device for the electronic control of irrigation systems, in which also commercially small-scale opponents such. B. Horstregner, rectangular sprinklers, mushrooms and spray hoses are included. Furthermore, by means of selected parameters and by means of an uncomplicated circuit design, it is also intended to enable a water supply to higher-level containers as well as to piping systems with sanitary facilities.

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile ein Verfahren zur elektronischen Intervallsteuerung einer derartigen Bewässerung und Wasserversorgung zu schaffen, sowie ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die eine Feuchtigkeitsvorwahl, eine Erdfeuchte von fast trocken bis 100% naß und eine generelle Wasserregulierung ermöglichtThe object of the invention, while avoiding the disadvantages mentioned above to provide a method for electronic interval control of such irrigation and water supply, as well as to provide an apparatus for performing the method, the moisture wet, a soil moisture of almost dry to 100% wet and a general water regulation allows

Es wurde gefunden, daß der Zustand des Erdreiches unterschiedliche Feuchtigkeitswerte aufweist, weil einerseits die It has been found that the state of the soil has different moisture values, because on the one hand the

Eindringgeschwindigkeit des Wassers in die einzelnen Erdschichten unterschiedlich ist, andererseits die Verdunstung in den tiefer gelegenen Schichten nicht so schnell vonstatten geht. Ein anderer, sehr stark die Feuchtigkeitswerte beeinflussender Faktor, der im Hinblick auf eine künstliche Bewässerung landwirtschaftlicher und gärtnerischer Nutzflächen erfaßt werden muß, ist die Naturberegnung.On the other hand, the evaporation in the deeper layers is not so fast. Another factor which strongly influences the moisture values and which has to be grasped with a view to artificial irrigation of agricultural and horticultural areas is natural irrigation.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun darin, daß unter Ausnutzung eines vom Wasser-und Chemikaliengehalt im Erdreich abhängigen elektrischen Erdwiderstandes, einerfrequenz- und amplitudenstabilen Spannung und eines mittels Meßfühler durch das Erdreich fließenden elektrischen Stromes eine Wechselspannung induziert wird, daß diese Wechselspannung nach erfolgter Gleichrichtung gemessen und mit einer Vorgabespannung, die der zu erwartenden Erdfeuchtigkeit entspricht, verglichen wird und daß eine aus diesem Vergleich potentiometrisch zur Verfügung gestellte Spannung, die der Abweichung des Istwertes der Meßgröße vom Sollwert proportional ist, nach erfolgter Verstärkung für die Steuerung einer Wasserversorgung genutzt wird.The inventive method consists in that an alternating voltage is induced by utilizing a dependent of the water and chemicals in the ground electrical resistance, a frequency and amplitude stable voltage and a current flowing through the sensor by means of electrical current, that this AC voltage measured after rectification and is compared with a preset voltage corresponding to the expected soil moisture, and that a potentiometrically made available from this comparison voltage that is proportional to the deviation of the actual value of the measured variable from the target value is used after the gain for the control of a water supply.

Unter Berücksichtigung der Eindringgeschwindigkeit des Wassers in verschiedene Erdschichten sowie zur Vermeidung einer Überbewässerung der Nutzflächen wird die Steuerspannung bis zum Erreichen des eingestellten Feuchtigkeitswertes mehrfach zu- und abgeschaltet, wobei die Schaltzeiten im Verhältnis Einschaltzeit zu Ausschaltzeit wie 1:1 erfolgen.Taking into account the rate of penetration of the water into various layers of soil and to avoid over-watering of the effective areas, the control voltage is repeatedly switched on and off until the set humidity value is reached, whereby the switching times take place in the ratio of on-time to off-time as 1: 1.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im wesentlichen eine elektronische Steuerschaltung und weist eine aus einem Spannungsentkoppler, einem Gleichrichter mit Siebung, einem Meßwertschalter mit angeschlossenem Potentiometer, einem NAND-Gatter mit angeschlossenem Zeitschalter und einem Verstärker bestehende Steuerstrecke auf, die eingangsseitig über einen Einstellregler und einen NF-Sinusverstärker mit einem Sinusgenerator sowie über Masse des Span η ungsentkopplers mit einem binären Meßfühler und ausgangsseitig mit einer Relaisschaltung für die Ansteuerung nachgeschalteter Stelleinrichtungen oder Pumpaggregate verbunden ist.The apparatus for carrying out the method is essentially an electronic control circuit and has a consisting of a voltage decoupler, a rectifier with screening, a measured value with connected potentiometer, a NAND gate with connected timer and an amplifier control path on the input side via an adjustment and a NF-sinusoidal amplifier with a sine wave generator and ground of the Span η ungsentkopplers with a binary sensor and the output side is connected to a relay circuit for the control of downstream actuators or pumping units.

Diese Ausgestaltung reicht aus für den Fall, daß die aus einer Relaisspule, Diode und Leuchtdiode bestehende Relaisschaltung über ihre Relaiskontakte eine Verbindung der Steuerspannungsanschlüsse mit der Stelleinrichtung herstellt und diese Stelleinrichtung ein Magnetventil eines Wassernetzanschlusses ist.This embodiment is sufficient for the case that the consisting of a relay coil, diode and light emitting diode relay circuit establishes a connection of the control voltage terminals with the actuator via their relay contacts and this actuator is a solenoid valve of a water supply.

In dem Fall, in dem kein solcher Wassernetzanschluß besteht, ist es interessant, wenn eine Wasserversorgung aus einem Vorratsbehälter, Brunnen o.a. oder aus einem Wasserverteilerbehälter erfolgen kann. Soll die Wasserversorgung beispielsweise aus einem Brunnen erfolgen, dann ist über die Relaiskontakte der Relaisschaltung ein Anschluß mit einer motorbetriebenen Wasserpumpe hergestellt und der Steuerstrecke ein Wasserstandsmesser parallel geschaltet. Dieser ist eingangsseitig mit der Ausgangsseite des NF-Sinusverstärkers und ausgangsseitig mit der Eingangsseite des Verstärkers verbunden und besteht aus einem Spannungsentkoppler, einem Gleichrichter mit Siebung und Zeitglied, einem NAND-Gatter und einem zweiten binären Meßfühler, der seinerseits und über Masse des Spannungsentkopplers an diesen angeschlossen ist.In the case where there is no such water mains connection, it is interesting if a water supply from a reservoir, well o.a. or can be done from a water distribution tank. If the water supply, for example, take place from a well, then a connection with a motor-driven water pump is made via the relay contacts of the relay circuit and the control section is connected in parallel to a water level gauge. This is the input side to the output side of the LF sine wave amplifier and the output side connected to the input side of the amplifier and consists of a voltage decoupler, a rectifier with screening and timer, a NAND gate and a second binary probe, in turn, and over ground of the voltage decoupler at this connected.

Zur Durchführung des Verfahrens mit einer Wasserversorgung aus dem Wasserverteilerbehälter ist bei gleichem oder bei Verwendung eines Kraftstrommotors über ein Schütz erfolgtem Wasserpumpenanschluß ein Wasserstandsmesser ebenso der Steuerstrecke parallel geschaltet, der eine gleiche Schaltung und Verbindung des vorherigen Wasserstandsmessers aufweist, dessen NAND-Gatter ausgangsseitig noch mit einem weiteren NAND-Gatter signalverknüpft ist, welcher die Verbindung zum Verstärker der Steuerstrecke herstellt.To carry out the process with a water supply from the water distribution tank a water level meter is also connected in parallel with the same or when using a power motor via a contactor water pump connection the control path, which has a same circuit and connection of the previous water level meter whose NAND gate on the output side with a another NAND gate is signal-linked, which establishes the connection to the amplifier of the control route.

Die Wasserentnahme aus den Behältnissen oder Brunnen kann über einen direkten Anschluß oder über eine Saugleitung erfolgen, die eine Verbindung zu der einen oder anderen Wasserpumpe herstellen. Die Ausgestaltung der Vorrichtung gestattet außerdem eine Wasserentnahme aus den Brunnen während einer Wasserzuführung in den Vorrats- oder Wasserverteilerbehälter. Hierzu ist es erforderlich, die Ausflußseite der Wasserpumpe, die zweckentsprechend mit einer Beregnungsanlage verbunden ist, von dieser zu trennen und über eine Rohr-oder Schlauchverbindung an den Behälter anzuschließen.The removal of water from the containers or wells can be done via a direct connection or via a suction line, which connect to one or the other water pump. The design of the device also allows a water extraction from the wells during a water supply in the supply or water distribution tank. For this purpose, it is necessary to separate the outflow side of the water pump, which is suitably connected to a sprinkler, from this and connect via a pipe or hose connection to the container.

Durch die Anordnung der parallel zur Steuerstrecke geschalteten Wasserstandsmesser werden wesentliche Schaltvorgänge ausgelöst und zwar wird zum einen bei Unterschreitung der minimalen Wasserhöhe im Brunnen bzw. Vorratsbehälter die Wasserpumpe selbständig abgeschaltet und bei Überschreitung der minimalen Wasserhöhe durch Wasserzulauf die Wasserpumpe wieder zugeschaltet. Zum anderen wird bei Unterschreitung der minimalen Wasserhöhe im Wasserverteilerbehälter die Wasserpumpe selbständig zugeschaltet und bei erreichter Maximalhöhe des Wasserstandes der Wasserzulauf unterbrochen. Und letztlich bewirken die Wasserstandsmesser eine Zu-und Abschaltung der Wasserpumpe nur in Abhängigkeit vom vorhandenen Feuchtigkeitswert im Erdreich und der von ihm beeinflußten elektronischen Steuerung zur Freigabe bzw. Sperre der Wasserpumpe.Due to the arrangement of the parallel to the control distance connected water level meter essential switching operations are triggered and on the one hand falls below the minimum height in the well or reservoir, the water pump switched off automatically and switched on exceeding the minimum height by water supply the water pump again. On the other hand, when the minimum water level in the water distribution tank falls below the water pump is switched on automatically and interrupted at maximum height of the water level of the water supply. And ultimately, the water level meter cause a connection and disconnection of the water pump only in dependence on the existing moisture level in the ground and influenced by him electronic control to release or lock the water pump.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel und insbesondere aus dem Erfindungsanspruch.Further features in the context of the invention will become apparent from the following embodiment and in particular from the claim of the invention.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:Reference to the drawing, the invention is explained in more detail, for example. Show it:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer elektronischen Schaltungsanordnung in einer Steuervorrichtung für1 shows a schematic representation of an electronic circuit arrangement in a control device for

Beregnungsanlagen, wobei zwei elektronische Schaltgruppen in Form eines Rechteckes gezeigt sind,Irrigation systems, whereby two electronic switching groups are shown in the form of a rectangle,

Fig. 2: die eine in Fig. 1 gezeigte Schaltgruppe eines Wasserstandsmessers für Brunnenbetrieb,2 shows the one shown in Fig. 1 switching group of a water level meter for well operation,

Fig.3: die andere in Fig. 1 gezeigte Schaltgruppe eines Wasserstandsmessers für Wasserbehältnisse,3 shows the other switching group of a water level meter for water containers shown in FIG. 1, FIG.

Fig.4: den Hauptteil eines Magnetventiles,4 shows the main part of a solenoid valve,

Fig. 5: den Anschluß einer motorbetriebenen Wasserpumpe undFig. 5: the connection of a motor-driven water pump and

Fig. 6: den Anschluß einer mit Kraftstrommotor angetriebenen Wasserpumpe.Fig. 6: the connection of a power motor driven with a water pump.

Die Vorrichtung zur elektronisch en Steuerung von Beregnungsanlagen ist zum Zuführen einerfrequenz- und amplitudenstabilen Spannung mit einem Sinusgenerator 1, einem E instell regler 2undeinem NF-Sinusverstärker 3 versehen. Dieser ist ausgangsseitig mit einem Spannungsentkoppler 4, mit einer aus Prüftaste 5 und Vorwiderstand 6 bestehenden Kontrolleinheit sowie einem binären Meßfühler 7 verbunden, der über Masse des Spannungsentkopplers 4 mit diesem in Verbindung steht. Der als Übertrager von den Feuchtigkeitswerten entsprechenden Spannungsgrößen eingesetzte Spannungsentkoppler 4 ist dieThe device for electronically en control irrigation systems is provided for supplying a frequency and amplitude stable voltage with a sine generator 1, a E instell regulator 2andein NF-sine amplifier 3. On the output side, this is connected to a voltage decoupler 4, to a control unit consisting of test button 5 and series resistor 6, and to a binary measuring sensor 7, which is connected to ground of the voltage decoupler 4 in connection therewith. The voltage decoupler 4 used as a transformer by the moisture values corresponding voltage values is the

erste Funktionseinheit einer Steuerstrecke, die noch aus einem Gleichrichter 8, einem Meßwertschalter 9 mit angeschlossenem Potentiometer 10, einem NAND-Gatter 11 mit angeschlossenem Zeitschalter 12 und einem Verstärker 13 besteht. Dieser Verstärker 13 ist ausgangsseitig mit einer Relaisschaltung signalverknüpft, überdie eine Ansteuerung nachgeschalteter Stelleinrichtungen oder Pumpaggregate erfolgt. Ihr zweckentsprechender Aufbau ist im wesentlichen mit einer Relaisspule 14 und einer Diode 15 erfolgt und ihre Einschaltung wird mittels einer Leuchtdiode 16 angezeigt. Überdie Relaiskontakte 17 kann beispielsweise eine Verbindung zu einem in Fig. 4 dargestellten Magnetventil 18 hergestellt werden, das in der Funktion einer Stelleinrichtung vorzugsweise mit einer Magnetspule 19 und einem von ihr beeinflußbaren Wasserventil 20 ausgestattet ist. Das Wasserventil 20 ist eingangsseitig mit einem Wassernetzanschluß verbunden und weist ausgangsseitig einen Anschluß zu der Beregnungsanlage auf.first functional unit of a control path, which still consists of a rectifier 8, a measured value switch 9 with a connected potentiometer 10, a NAND gate 11 with a connected timer 12 and an amplifier 13. This amplifier 13 is the output side signal-linked with a relay circuit, via which a control of downstream actuators or pumping units takes place. Their appropriate structure is essentially done with a relay coil 14 and a diode 15 and their switching is indicated by a light emitting diode 16. Via the relay contacts 17, for example, a connection can be made to a solenoid valve 18 shown in FIG. 4, which in the function of a setting device is preferably equipped with a magnetic coil 19 and a water valve 20 that can be influenced by it. The water valve 20 is connected on the input side to a water supply connection and has on the output side a connection to the sprinkler system.

Ist ein solcher Anschluß hergestellt und die Steuervorrichtung mit Strom aus dem normalen Lichtnetz versorgt, wird erst mit dem Sinusgenerator 1 die frequenz- und amplitudenstabile Spannung erzeugt und diese dann mit dem NF-Sinusverstärker 3 verstärkt. Der über den Weg Übertrager!= Spannungsentkoppler 4) — Meßfühler 8 — Erdreich — Meßfühler 7 nach Masse fließende Strom induziert im Übertrager auf der Gegenseite eine Wechselspannung, die nach der Gleichrichtung im Meßwertschalter 9 ausgewertet wird. Bedeutungsvoll ist dabei der Erdwiderstand in der Region des Meßfühlers 7, der mit einer Verringerung von Wasser- und Chemikaliengehalt ansteigt oder umgekehrt um so kleiner wird, je höher der Wasser- und Chemiekaliengehalt des Erdreiches ist. Der Erdwid'erstand bestimmt folglich die Stromzunahme bzw. -abnähme auf der einen Seite und die Spannungserhöhung bzw. -verringerung auf der anderen Seite des Übertragers. Mit dem Potentiometer 10 ist dem Meßwertschalter 9 eine Spannung vorgegeben, deren Höhe einem brauchbaren Feuchtigkeitswert im Erdreich entspricht und vom Anwender als die von ihm gewünschte Bodennässe angesehen wird. Die auf diese Weise vorgegebene Spannung kann stufenlos verstellt werden, so daß dadurch Erdfeuchtigkeiten von fast trocken bis 100% naß (Wasser) erzieibar sind. Wenn der erhaltene Wert eine Feuchtigkeitsunterschreitung anzeigt, liegt an der Reiaisschaltung eine Steuerspannung an, welche die Relaiskontakte 17 einschaltet und die Einschaltung überdie Leuchtdiode 16 signalisiert. Gleichzeitig wird das Magnetventil 18 angesteuert und der Wasserzulauf für die Beregnungsanlage freigegeben. Weil nun die Eindringgeschwindigkeit des Wassers in verschiedenen Erdreichen oder Erdschichten unterschiedlich ist und das erfindungsgemäße Verfahren darauf angelegt ist, eine unvertretbare Überbewässerung zu vermeiden, schaltet der Zeitschalter 12 im Verhältnis Einschaltzeit zu Ausschaltzeit =1:1 die Beregnungsanlage solange ein und aus, bis vom Meßwertschalter 9 ein Ausschaltsignal an die Relaisschaltung gegeben wird. Das ist dann der Fall, wenn der durch das Potentiometer 10 vorgegebene Feuchtigkeitwert erreicht ist.If such a connection is made and the control device supplied with power from the normal light network, the frequency and amplitude stable voltage is generated only with the sine generator 1 and then amplified with the LF sine amplifier 3. The over the way transformer! = Voltage decoupler 4) - sensor 8 - soil - probe 7 flowing to ground current induced in the transformer on the opposite side of an AC voltage, which is evaluated after the rectification in the Meßwertschalter 9. Significant is the earth resistance in the region of the probe 7, which increases with a reduction of water and chemicals content or vice versa the smaller, the higher the water and chemical alkali content of the soil. The earth resistance thus determines the current increase or decrease on the one hand and the voltage increase or decrease on the other side of the transformer. With the potentiometer 10, the measured value switch 9 is given a voltage whose height corresponds to a usable moisture value in the ground and is considered by the user as the ground wetness desired by him. The predetermined voltage in this way can be adjusted continuously, so that thereby soil moisture from almost dry to 100% wet (water) are educable. If the value obtained indicates a humidity underrun, is applied to the Reiaisschaltung a control voltage which turns on the relay contacts 17 and signals the switching on the light emitting diode 16. At the same time, the solenoid valve 18 is activated and the water supply is released for the irrigation system. Because now the penetration rate of the water in different soil or soil layers is different and the inventive method is designed to avoid an unreasonable over-watering, the timer switches 12 in the ratio on time to off = 1: 1 the sprinkler on and off until the Meßwertschalter 9 is given a turn-off signal to the relay circuit. This is the case when the predetermined by the potentiometer 10 humidity value is reached.

Es ist zu konstatieren, daß, wenn die Relaisschaltung keine Spannung erhält, auch das Magnetventil 18 geschlossen und folglich der Wasserzufluß zur Beregnungsanlage gesperrt ist. Tritt eine erneute Feuchtigkeitsunterschreitung ein, wiederholt sich der beschriebene Steuerprozeß zur kontinuierlichen Bewässerung landwirtschaftlicher und gärtnerischer Nutzflächen. Setzt beim Betreiben der Vorrichtung eine Naturberegnung ein, wird mit Überschreitung des eingestellten Feuchtigkeitswertes die Beregnungsanlage selbständig abgeschaltet. Die künstliche Beregnung bleibt solange in Ruhe, bis die Erdfeuchtigkeit über den Meßfühler 7 eine ausreichende Steuerspannung für das Magnetventil 18 aufgebaut hat. Der dann folgende Steuerprozeß erfolgt wie vorstehend beschrieben.It should be noted that when the relay circuit receives no voltage, the solenoid valve 18 is closed and thus the water flow to the irrigation system is locked. If a renewed submission of moisture occurs, the described control process is repeated for the continuous irrigation of agricultural and horticultural areas. If a natural irrigation sets in when the device is operated, the irrigation system is switched off automatically when the set humidity value is exceeded. The artificial irrigation remains at rest until the soil moisture has built up a sufficient control voltage for the solenoid valve 18 via the sensor 7. The subsequent control process then takes place as described above.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist auch funktionsfähig, wenn an Stelle des Magnetventiles 18 eine Motorpumpe verwendet werden soll. Diese wird überdie Relaiskontakte 17 zu- und abgeschaltet und gemäß ihres Aufbaues nach Fig. 5 und 6 mit diesen verbunden.The device for carrying out the method is also functional if a motor pump is to be used instead of the solenoid valve 18. This is switched on and off via the relay contacts 17 and connected according to their structure according to FIGS. 5 and 6 with these.

Damit die motorbetriebenen Wasserpumpen durch Trockenlauf nicht zerstört werden können, wurde parallel zur Steuerstrecke ein Wasserstandsmesser 33 geschaltet, der eingangsseitig mit der Ausgangsseite des NF-Sinusverstärkers 3 und ausgangsseitig mit der Eingahgsseite des Verstärkers 13 verbunden ist. Dieser in Fig. 2 dargestellte Wasserstandsmesser 33 besteht aus einem Spannungsentkoppler 22 mit Lastwiderstand, einem Gleichrichter 23 mit Siebung und Zeitglied, einem NAND-Gatter 24 und einem weiteren binären Meßfühler 43, der seinerseits eingangsseitig und über Masse des Spannungsentkopplers 22 an diesen angeschlossen ist.So that the motor-driven water pumps can not be destroyed by dry running, a water level meter 33 was connected in parallel to the control path, which is connected on the input side to the output side of the LF sine-wave amplifier 3 and the output side to the input side of the amplifier 13. This water level gauge 33 shown in Fig. 2 consists of a voltage decoupler 22 with load resistor, a rectifier 23 with screening and timer, a NAND gate 24 and a further binary sensor 43, which in turn is connected on the input side and ground of the voltage decoupler 22 to this.

Die so aufgebaute und mit der Steuerstrecke signalverknüpfte zusätzliche Meßstelle ist für den Brunnenwasserstand bestimmt und sorgt dafür, daß bei Unterschreitung der minimalen Wasserhöhe die Wasserpumpe automatisch abgeschaltet wird. Erst wenn durch einen Wasserzulauf eine Überschreitung dieser Wasserhöhe erfolgt, wird elektronisch die Freigabe für die Einschaltung der Wasserpumpe signalisiert.The thus constructed and signal-linked with the control path additional measuring point is determined for the Wellwasserstand and ensures that when the minimum water level falls below the water pump is automatically switched off. Only when a water supply exceeds this water level, the release for the activation of the water pump is signaled electronically.

In Fig.3 wird die in Fig. 1 mit einem Rechteck gekennzeichnete Schaltgruppe eines Wasserstandsmessers 34 gezeigt, der in gleich er Anordnung wie vorher beschrieben aus einem Spannungsentkoppler 44 mit Lastwiderstand, einem Gleichrichter 45 mit Siebung und Zeitglied, einem NAND-Gatter 46 sowie einem binären Meßfühler 47 besteht und in der das NAND-Gatter 46 noch mit einem zweiten NAND-Gatter 26 signalverknüpft ist, das den Anschluß zum Verstärker 13 herstellt.In Figure 3, the marked in Fig. 1 with a rectangle switching group of a water level meter 34 is shown in the same arrangement as previously described from a voltage decoupler 44 with load resistor, a rectifier 45 with screening and timer, a NAND gate 46 and a binary sensor 47 and in which the NAND gate 46 is still signal-linked to a second NAND gate 26 which establishes the connection to the amplifier 13.

Mit der weiteren Meßstelle wurde zusätzlich zur Erfassung der Mindestwasserhöhe in einem Wasservorratsbehälter 21 eine Messung der Maximalwasserhöhe in einem Wasserverteilerbehälter 25 möglich gemacht. Ist der eingestellte Feuchtigkeitswert unterschritten, wird durch die Relaisschaltung die Wasserpumpe 27 bzw. 32 eingeschaltet und soviel Wasser aus dem Wasservorratsbehälter 21 in den Wasserverteilerbehälter 25 gepumpt, bis durch die vorgegebene Höhe des Meßfühlers 47 die dementsprechende Wasserhöhe erreicht ist. Durch die dem Meßfühler 47 nachgeschaitete Signalauswertung des Wasserstandsmessers 34 wird über die Relaisschaltung die Pumpe wieder ausgeschaltet.With the additional measuring point, in addition to detecting the minimum water level in a water storage tank 21, a measurement of the maximum water level in a water distribution tank 25 was made possible. If the set humidity value is exceeded, the water pump 27 and 32 is turned on by the relay circuit and pumped as much water from the water reservoir 21 into the water distribution tank 25 until the corresponding height of the water is reached by the predetermined height of the probe 47. By nachgeschaitete the sensor 47 signal evaluation of the water level meter 34, the pump is switched off again via the relay circuit.

Die hier beschriebene Schaltgruppe des Wasserstandsmessers 34 ist auch für die Bewässerung von Balkonblumenkästen geeignet, wenn der Wasserverteilerbehälter 25 etwas höher als die Blumenkasten angebracht ist. Es ist in jedem Fall die Voraussetzung zu schaffen, daß das Wasser vom Wasserverteilerbehälter 25 über eine Rohr- oder Schlauchverbindung abfließen kann, damit über diese entweder die Erdbefeuchtung oder eine Wasserversorgung für Sanitäranlagen erfolgen kann. Neben einer optischen Anzeige der Inbetriebnahme der Steuerstrecke mittels der Leuchtdiode 16 könnte auch noch eine optische Anzeige der Feuchtigkeitswahl und des gemessenen Feuchtigkeitswertes erfolgen. Zu diesem Zweck müßte vor den Meßwertschalter 9 ein bekannter Schaltkreis angeordnet sein, der dann seinen Anschluß über einen Umschalter der beiden Eingänge vom Meßwertschalter 9 erhält.The switching group of the water level meter 34 described here is also suitable for the irrigation of balcony flower boxes, when the water distribution tank 25 is mounted slightly higher than the flower box. It is in any case the condition to create that the water from the water distribution tank 25 can flow through a pipe or hose connection, so that either the earth moisturizing or a water supply for sanitary facilities can be done on this. In addition to an optical display of the commissioning of the control path by means of the light-emitting diode 16, an optical indication of the selection of moisture and the measured moisture value could also be made. For this purpose, a known circuit would have to be arranged in front of the measured value switch 9, which then receives its connection via a changeover switch of the two inputs from the measured value switch 9.

Erfindungsgemäß wurde eine kostengünstige Vorrichtung geschaffen, die für einen Wassernetzanschluß, einen Brunnenanschluß oder einen Anschluß des Wasservorratsbehälters 21 und des Wasserverteilerbehälters 25 bzw. eine Verbindung dieser beiden Behältnisse ausgelegt ist und die eine ausreichende Befeuchtung relativ großer bis kleinster Nutzflächen sowie anderweitige Wasserversorgung sichert.According to the invention a cost-effective device has been created, which is designed for a water supply, a well connection or connection of the water tank 21 and the water distribution tank 25 and a connection of these two containers and ensures adequate humidification of relatively large to smallest areas and other water supply.

Wie bereits gesagt, können an Stelle des Magnetventiles 18 auch Motorpumpen verwendet werden, die hier imAs already stated, instead of the solenoid valve 18, motor pumps can also be used, which are here in the

Ausführungsbeispiel als Wasserpumpen bezeichnet und mit den Bezugszahlen 27 und 32 kenntlich gemacht sind. DieEmbodiment referred to as water pumps and identified by the reference numerals 27 and 32. The

Wasserpumpe 27 besteht aus einem Motor 28 und einem Pumpaggregat 29, das einen Anschluß 38 für die Wasserzuführung und einen Anschluß 41 für beispielsweise die Beregnungsanlage aufweist. Die Wasserpumpe 32 hingegen ist mit einemWater pump 27 consists of a motor 28 and a pump unit 29, which has a connection 38 for the water supply and a connection 41 for example, the irrigation system. The water pump 32, however, is with a

Kraftstrommotor 31 ausgestattet, der über ein Schütz 30 seine Spannung erhält.Power motor 31 equipped, which receives its voltage via a contactor 30.

Außerdem ist mit der Bezugszahl 42 das Erdreich, mit der Bezugszahl 35 der Ausgang am Wasserverteilerbehälter 25 und sind mit den Bezugszahlen 36,37 der Anschluß für die Steuerspannung sowie für das Magnetventil 18 bzw. die Wasserpumpen 27,32 gekennzeichnet.In addition, the reference numeral 42, the soil, with the reference numeral 35, the output of the water distribution tank 25 and are denoted by the reference numerals 36,37 the connection for the control voltage and for the solenoid valve 18 and the water pumps 27,32.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß im Wasservorratsbehälter 21 eine Saugleitung 39 vorhanden ist, welche dieFinally, it should be noted that in the water reservoir 21, a suction line 39 is present, which the

Verbindung über die Anschlüsse 38,40,41 zur Beregnungsanlage oder zum Wasserverteilerbehälter 25 herstellt. .__..-- - ~ ""'"Connection via the terminals 38,40,41 to irrigation system or water distribution tank 25 manufactures. .__..-- - ~ "" '"

Claims

Invention claim:

1. A method for electronic control of irrigation systems, which are particularly intended for continuous irrigation of agricultural and horticultural land, characterized in that taking advantage of a dependent on water and chemicals in the ground electrical resistance, a frequency and amplitude stable voltage and a sensor by the Ground alternating current is an alternating voltage induced that this AC voltage is measured after rectification and compared with a preset voltage corresponding to the expected soil moisture, and that a potentiometrically made available from this comparison voltage, the deviation of the actual value of the measured variable from Proportional value is used after gain for the control of a water supply.

2. The method according to item 1, characterized in that the control voltage is repeatedly switched on and off until reaching the set humidity value, wherein the switching times in the ratio of on-time to off-time as 1: 1.

3. A device for carrying out the method according to item 1 and 2, characterized in that the device includes an electronic control circuit comprising a voltage from a decoupler (4), a rectifier (8) with screening, a Meßwertschalter (9) with a connected potentiometer ( 10), a NAND gate (11) with a connected timer and an amplifier (13) existing control path, the input side via an adjustment (2) and a NF-sine amplifier (3) with a sine wave generator (1) and ground of the voltage decoupler ( 4) with a binary sensor (7) and the output side is connected to a relay circuit for the control of downstream actuators or water pumps.

4. Device according to item 3, characterized in that the relay circuit of a relay coil (14), a diode (15) and a light emitting diode (16) is formed and switched off with relay contacts (17), via which a connection of the control voltage terminals (36). with the connections (37) of the adjusting devices or water pumps is to produce.

5. The device according to item 3 and 4, characterized in that the adjusting means are magnetic means of a solenoid valve (18) and the water pumps motorized water pumps (27, 32).

6. Apparatus according to item 3 to 5, characterized in that the control path is a water level gauge (33) connected in parallel, the input side of the output side of the LF sine wave amplifier (3) and the output side to the input side of the amplifier (13) is connected and from a voltage decoupler (22) with load resistor, a rectifier (23) with screening and timer, a NAND gate (24) and a second binary sensor (43), which in turn is connected to the input side and ground of the voltage decoupler (22) to this ,

7. Device according to item 3 to 6, characterized in that the control path and the water level gauge (33), a second water level gauge (34) is connected in parallel, the input side with the output side of the LF sine wave amplifier (3) and the output side with the input side of the amplifier (13) and comprising a voltage decoupler (44) with load resistor, a rectifier (45) with screening and timing element, a first Nand gate (46) and a second NAND gate (26) and a third binary probe (47) exists, which in turn is connected to the input side and ground of the voltage decoupler (44) to this.

8. The device according to item 3 to 7, characterized in that the first sensor (7) is placed in the soil to be irrigated so that one electrode in a near-surface layer and the other electrode is disposed in a deeper layer and both electrodes in a lateral distance from each other.

9. Device according to item 3 to 8, characterized in that the second sensor (43) is arranged in a well or water reservoir (21) below the water level, wherein its two electrodes are at a lateral distance from each other.

10. The device according to item 3 to 9, characterized in that the third sensor (47) is arranged in a water distribution container (25) above the water level, wherein its two electrodes are at a lateral distance from each other.

11. The device according to item 3 to 10, characterized in that the well or water reservoir (21) with a suction line (39) is provided with the connection (38) of the

Water valve (20) or the pump units (29) is connected and establishes a connection with the sprinkler or the water distribution tank (25).

For this 2 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a method and apparatus for the electronic control of irrigation systems, which are intended in particular for the continuous irrigation of agricultural and horticultural land, but also for an advantageous irrigation of soil crops in greenhouses. The method and the device can also be used to fill higher water reservoir, which supplies a piping system and a subsequent sanitary system with water by utilizing the gravity of the participating medium.