SU1098534A1

SU1098534A1 - Automatic irrigation system

Info

Publication number: SU1098534A1
Application number: SU823529447A
Authority: SU
Inventors: Лев Абрамович Залманзон; Гений Георгиевич Молчанов; Исаак Маркович Бурдо; Александр Федорович Савостьянов; Михаил Сергеевич Яковлев; Михаил Борисович Куликов; Сергей Маркович Титов; Евгения Семеновна Попова
Original assignee: Ордена Ленина Институт Проблем Управления Ан Ссср
Priority date: 1982-10-20
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1984-06-23

Abstract

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержаща магистральный трубопровод с запорным орга ном на входе, именицим привод от устройства управлени , и поливные трубопроводы , соединенные с магистральным через двухпозиционные исполнительные органы с приводом от узлов управлени , подсоединенных гидравлически последовательно к устройству управлени , отличающа с тем, что, с целью повышени надежности работы при низком напоре, каждый узел управлени подключен к магистральному трубопроводу через дроссельноочистительный блок и выполнен в виде последовательно включенных гидравлического гравитационного злемента ПУСК - ЗАПРЕТ, таймера и элемента ИЛИ, выход которого вл етс одновременно его же вторым входом, вторым входом элемента ПУСК - ЗАПРЕТ и выхо (Л дом узла управлени , причем в последнем узле управлени на входе таймера установлен .элемент ЗАПРЕТ с одним входом, подключенным к выходу элемента ИЛИ и имеющим выход на последний исполнительный орган, а все вьшележащие исполнительные органы подключе ны к выходам элементов ПУСК - ЗАПРЕТ ЭО У1 соответствующих узлов управлени . :с 4;AUTOMATED IRRIGATING SYSTEM containing a main pipeline with a shut-off valve at the inlet, a drive from the control device, and irrigation pipes connected to the main through two-position actuators driven by control units connected in series with the control device, in order to increase reliability at low head, each control unit is connected to the main pipeline through a throttle unit and in It is made in the form of a sequentially connected hydraulic gravity element START-BAN, a timer and an OR element, the output of which is simultaneously its second input, the second input of the START-BAN element and the output (The control node, and the last control node at the timer input .BREAD element with one input connected to the output of the element OR and having access to the last executive body, and all the overlying executive bodies are connected to the outputs of the elements of the START - PROHIBITION OF EO U1 corresponding control nodes. : from 4;

Description

Изобретение относитс к- сельском хоз йству, а именно к орошению сельс кохоз йственных культур. Известна автоматизированна напор на оросительна система с транспортирующим и поливными трубопроводами JH водораспределительными узлами, со держащими транспортирующие и поливны запорные органы с гидропроводом, про граммный блок с кулачковыми дисками и механизмами переключени гидропроводов запорных органов СОНедостатками этой системы вл ютс отсутствие элементов автоматики включени распределительных узлови необходимость ручного пуска системы . Известна также автоматизированна оросительна система, содержаща магистральный трубопровод с запорным органом на входе, имеющим привод от устройства управлени , и поливные трубопроводы, соединенные с магистральным через двухпозиционные исполнительные органы с приводом от узлов управлени , подсоединенньпс гидравлически последовательно к устройству управлени Г2 . Недостатком известной системы вл етс низка надежность при работе на низком напоре, например при бороздковом поливе. Целью изобретени вл етс повыше ние надежности работы при низком напоре . Эта цель достигаетс тем, что каж дый узел управлени подключен к магистральному трубопроводу через дрос сельно-очистительный блок и выполнен в виде последовательно включенных гидравлического гравитационного элемента ПУСК - ЗАПРЕТ, таймера и элемента ИЛИ, выход которого вл етс одновременно его же вторым входом, вторым входом элемента ПУСК - ЗАПРЕТ и выходом узла управлени , причем в последнем узле управлени на входе таймера -установлен элемент ЗАПРЕТ с одним входом, подключенным к выходу элемента ИЛИ и имеющим выход на последний исполнительный орган, а все вышележащие исполнительные органы подключены к выходам элементов ПУСК - ЗАПРЕТ соответствующих узлов управлени . На фиг, 1 представлена схема автоматизированной оросительной системы; на фиг. 2 - 4 - соответственно гидравлические гравитационные логические элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ, ПУСК ЗАПРЕТ (а-схема элемента; б - условное обозначение; в - таблица последовательных состо ний элемента). Автоматизированна оросительна система (фиг. 1) .содержит главный выключатель - запорный орган 1 с управл ющим устройством 2, установленный на входе магистрального трубопровода 3, двухпозиционные исполнительные органы 4 - 4, через которые Поливные трубопроводы 5- - 5., сое ,т п динены с магистральным трубопроводом 3, узлы 6 - 6 управлени двухпозиционными исполнительными органами 4 - 4р и дроссельно-очистные блоки 7 - 7. Узел 6, /f, управлени последнего, счита от главного выключател 1, двухпозиционного исполнительного органа 4„ содержит гидравлический таймер 8, гравитационный элемент ИЛИ 9 и гравитационный элемент ЗАПРЕТ 10. Каналы питани гравитационного элемента ИЛИ 9п и гравитационного элемента ЗАПРЕТ 10 подключены через дроссельно-очистной блок 7, к магистральному трубопроводу 3. Первый выход гравитационного элемента ЗАПРЕТ 10 подключен к входу таймера 8, йторой выход - к входу двухпозиционного исполнительного органа 4 расходного трубопровода 5. Выход таймера 8 подключен к первому входу гравитационного элемента ИЖ 9,. Выход гравитационного элемента ИЛИ 9, подключен к его же второму входу, к входу Запрет Гравитационного элемента ЗАПРЕТ 10 и соединен с входом Пуск гравитационной последовательной схемы трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ 11h-1 предыдущего узла управлени Каждый из узлов 6 - б.-, управлени включает соответственно гравитационный элемент ИЛИ 9 - 9.-, , тайР и гравитационную последовательную схему трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ Каналы питани гравитационных элементов ИЛИ и гравитационных последовательных схем трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ 11 j подсоединены через соответствукнцие дроссельноочистные . блоки 7 - 7 j,. к магистральному трубопроводу 3. Входы Пуск гравитационных последовательных схем трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ подключены соответственно к выходам активных логических эле9 .- следующих узлов ментов ИЛИ 6 управлени . Первые выходы гравитационных последовательных схем трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ 11 . узлов 6 „ управлени подключены к таймерам 8 - „,. этих же узлов, а их вторые выходы подключены к входам соответствующих двухпозиционных исполнительных органов 4 - 4„. Выходы Г.Г.И. 8 т - 8. узлов 6 6j управлени подключены к первым входам 1 гравитационных элементов ИЛИ 9 - 9 этих же узлов Выходы гравитационных элементов ИЛИ 9 - 9 подключены к их же вторым входам и к входам Запрет гравитационных последовательных схем трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ (1-1 этих же узлов. Выходы гравитационных элементов ИЛИ 2 9f,.-,подключены также к входам Пуск гравитационных последовательных схем трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ 11 - 11,2 предыдущих узлов 6 - 6 управлени . Выхо гравитационног;о элемента ИЛИ 9 узла 6 , управлени подключен к входу управл ющего устройства 2 главного выключател 1 .В магистральном трубопрот воде 3 предусмотрено дренажное от-, верстие 12. Гидравлические гравитационные логические устройства выполнены в виде двухплечной противовесной жесткой ры чажной системы (коромысла), в которой по крайней мере одна,из гравитационных деталей выполнена в виде сосуда со сливным отверстием, а друга в виде груза заданной величины. Исполнительным органом в устройствах служат нормально открытые или нормально закрытые клапаны, шток которых механически св зан с коромыслом Рабочее состо ние клапанов определ етс положением коромысла. Гидравлический гравитационный эле мент ИЛИ (фиг. 2) содержит коромысло 13 с расположенными на его противоположных плечах, сосудом со сливным отверстием 14 и грузом 15. Шток нормально закрытого клапана 16 св зан с плечом коромысла 13, на котором установлен груз 15. Над сосудом со сливным отверстием 14 расположены входы I и II. К клапану 16 подведен канал питани . В исходном положении сосуд со сливным отверстием 14 пуст Питание подаетс на нормально закрытый клапан 16, который удерживаетс 1 44 в исходном положении грузом 15. При одаче одного из сигналов Х, или XJ, на входы I или IJ, т.е. при поступлении жидкости в сосуд со сливным отверстием 14, подключаетс плечо коромысла с грузом 15, клапан 16 открываетс и питание подаетс на выход гравитационного элемента ИЛИ. При непрерывной подаче жидкости в сосуд со сливным отверстием 14 клапан 16удерживаетс в открытом положении . Гидравлический гравитационный логический элемент ЗАПРЕТ (фиг. 3) содержит коромысло 13 с расположенными на его противоположных плечах сосудом со сливным отверстием 14 и грузом 15. Штоки нормально открытых клапанов 17 св заны с противоположными плечами коромысла 13. К клапанам 17 подведено питание. Вход Запрет расположен над сосудом со сливным отверстием 14. В исходном положении сосуд со сливнь1м отверстием 14 пуст, клапаны 17удерживаютс в исходном положении грузом 15. При подаче питани на выходах клапанов 17 по вл ютс выходные сигналы. При подаче сигнала Запрет , т.е. при поступлении жидкости в сосуд со сливным отверстием 14, плечо коромысла с грузом 15 поднимаетс и клапаны 17 закрываютс . Клапаны 17 могут находитьс в закрытом положении длительное врем при подаче непрерывного сигнала Запрет. Гидравлическа гравитационна логическа последовательна схема трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ (фиг. 4) содержит коромысло 13, на одном из плеч которого расположен сосуд со сливным отверстием 14, на другом - груз 15 и сосуд со сливным отверстием 18. Штоки нормально закрытых клапанов 16 св заны с.коромыслом 13.Вход Пуск расположен над сосудом со сливным отверстием 14, вход Запрет - над сосудом со сливным отверстием 18. В исходном состо нии (I такт) клапаны удерживаютс (коромыслом 13) в исходном положении грузом 15 и сигналы на выходе схемы отсутствуют. При подаче сигнала Пуск на вход Пуск (и такт), т.е. при поступлении жидкости в сосуд со сливным отверстием 14,плечо коромысла с грузом 15 поднимаетс и клапаны 16 открываютс . При непрерывном сигнале Пуск положение коромысла сохран етс , и клапа ны 16 остаютс открытыми. При подаче сигнала Запрет на вход Запрет (lit такт), т.е. при наступлении жидкости в сосуд со слив ным отверстием 18, коромысло 13 возвращаетс в исходное положение и кла паны 16 закрываютс . Автоматизированна оросительна система работает следующим образом. При открытии главного выключател 1 (фиг.. 1). жидкость поступает в магистральный трубопровод 3, заполн ет его и через дроссельно-очистные поступает в каналы пи6 тани всех узлов Ь - Ь управлени Первым и работу включаетс последний узел 6. управлени . Питание поступает в гравитационный элемент ИЛИ 9 и гравитационный элемент ЗАПРЕТ 10. Сигнал с первого выхода 1 гравитационного элемента ЗАПРЕТ 10 проходит на вход таймера 8, который включает с в работу. Сигналом с второго выхода гравитационного элемента ЗАПРЕТ 10 включаетс двухпозиционный исполнительный элемент 4 и жидкость начи нает поступать в поливной трубопровод 5. По истечении заданного программой периода времени выходной сигнал с таймера 8 поступает на первый вход гравитационного элемента ИЛИ 9,, выходной сигнал с которого поступает на вход Запрет гравитационного эле мента ЗАПРЕТ 10. При этом прекращает с подача сигнала в таймер 8 и пода етс команда на закрытие двухпозиционного исполнительного органа 4,. Одновременно выходной сигнал гравита ционного элемента ИЖ 9, поступает на его же второй вход и удерживает гравитационный элемент ИЛИ 9 в откр том состо нии до окончани рабочего цикла. Далее выходной сигнал гравитацион ного элемента ИЛИ узла 6 управлени поступает на вход Пуск гравитацион ной последовательной схемы трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ 11 „. предыдущего узла 6. управлени . Пр 34 этом сигнал с первого выхода гравитационной последовательной схемы трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ 1 узла 6j, управлени проходит на вход Г.Г.И. 8 г,1, который включаетс в работу. Сигналом с второго выхода этой схемы включаетс двухпозиционный исполнительный орган 4. Жидкость начинает поступать в расходньш трубопровод 5 „. По истечении заданного программой периода времени выходной сигнал с таймера 8,. поступает на первый вход гравитационного элемента ИЛИ 9р , выходной сигнал с которого поступает на вход Запрет гравитационной последовательной схемы трехтактного действи ПУСК - ЗАПРЕТ 11р. Далее узел управлени работает аналогично узлу 6 управлени : прекращаетс подача сигнала в таймер 8 и подаетс команда на закрытие двухпозиционного исполнительного органа 4j, одновременно выходной сигнал гравитационного элемента ИЛИ 9. поступает на его же вход и удерживает гравитационный элемент ИЛИ 9.1 в открытом состо нии до окончани рабочего цикла. Циклы работы узлов управлени аналогичны. По окончании цикла работы узла 6 управлени сигнал с его выхода поступает на вход управл ющего устройства 2, которое формирует команду на закрытие главного выключател 1. После закрыти главного выключател 1 происходит разгрузка магистрального трубопровода через дренажное отверстие 12. При этом снимаетс питание с узлов 6-, - 6 управлени и оросительна система возвращаетс в исходное положение. Предпагаема оросительна система вл етс эффективной и надежной при работе на низких напорах, так как обеспечивает передачу сигналов управлени подачей воды на орошаемые участки без усилени сигналов при длине трубопроводов пор дка километров, осуществл ет автоматическое отключение оросительной системы по окончании цикла полива.The invention relates to agricultural farming, namely to irrigation of agricultural crops. The known automated pressure on the irrigation system with transporting and irrigation pipelines JH water distribution nodes, containing transporting and irrigation stop valves with hydraulic conduit, a program block with cam discs and mechanisms for switching the hydraulic lines of the shut-off organs. system startup. An automated irrigation system is also known, comprising a main pipeline with a shut-off element at the inlet driven by a control device and irrigation pipes connected to the main one through two-position actuators driven by control units, connected hydraulically in series with control unit G2. A disadvantage of the known system is low reliability when operating at a low head, for example, during furrow irrigation. The aim of the invention is to increase the reliability of operation at low head. This goal is achieved by the fact that each control unit is connected to the main pipeline through the throttle-cleaning unit and is made in the form of a series-connected hydraulic gravity element START-BAN, timer and OR element, the output of which is simultaneously its second input, second input of the START-UP element - BANNER and the output of the control node; moreover, in the last control node, at the timer input, a BAN element is installed with one input connected to the output of the OR element and having an output to the last olnitelny body and all overlying actuators connected to the outputs of elements START - PROHIBITION respective control units. Fig, 1 shows a diagram of an automated irrigation system; in fig. 2 - 4 - respectively, hydraulic gravitational logic elements OR, BAN, START BAN (a-element diagram; b - symbol; c - a table of successive states of the element). The automated irrigation system (Fig. 1). Contains a main switch - shut-off element 1 with a control device 2 installed at the inlet of the main pipeline 3, on-off executive bodies 4-4, through which Irrigation pipelines 5- - 5., soy, t p dinene with main pipeline 3, units 6 - 6 of control by two-position actuators 4-4p and throttle-clearing blocks 7-7. Unit 6, / f, controlling the latter, counted from main switch 1, of two-position actuator 4 "contains hydraulic A co-timer 8, a gravity element OR 9 and a gravity element BANKS 10. The feed channels of the gravity element OR 9p and the gravity element BANKS 10 are connected via throttle-clearing unit 7 to the main pipeline 3. The first output of the gravity element BANKS 10 is connected to the input of timer 8, the second output - to the input of the on-off executive body 4 of the feed pipe 5. The output of the timer 8 is connected to the first input of the IL 9 gravity element. The output of the gravitational element OR 9 is connected to its second input, to the input of the Prohibition of the Gravitational element BANGE 10 and connected to the input. Start of the gravitational series circuit of three-stroke action. Start-BAN 11h-1 of the previous control unit. Each of the nodes 6-b. respectively, the gravitational element OR 9 - 9.-,, taiR and the gravitational sequential scheme of three-stroke action START - PROHIBIT The feed channels of the gravitational elements OR and gravitational sequential schemes of three-stroke action START - PROHIBIT 11 j connected through the appropriate throttle cleaners. blocks 7 - 7 j ,. to the main pipeline 3. Inputs The start of gravitational sequential circuits of three-stroke action START - BANKS are connected respectively to the outputs of the active logic elements 9 .- the following control nodes OR 6 controls. The first outputs of gravitational sequential circuits of three-stroke action START-BAN 11. nodes 6 "controls are connected to timers 8 -",. these same nodes, and their second outputs are connected to the inputs of the corresponding two-position executive bodies 4 - 4 ". Outputs G.G.I. 8 t - 8. Nodes 6 6j of control are connected to the first inputs 1 of gravitational elements OR 9 - 9 of the same nodes. The outputs of gravitational elements OR 9 - 9 are connected to their second inputs and to the inputs. Prohibition of gravitational serial circuits of three-stroke operation START - BANNER (1 -1 of the same nodes. The outputs of gravitational elements OR 2 9f, .-, are also connected to the inputs of the Start of gravitational sequential circuits of three-stroke action START - BAN 11 - 11.2 previous nodes 6 - 6 controls. Out of gravity; OR element 9 9 node 6 controlling connected to the input The control device 2 has a main switch 1. In the trunk pipe water 3, a drainage opening is provided. Version 12. Hydraulic gravitational logic devices are made in the form of a double-arm counterbalanced rigid lever system (rocker arm) in which at least one of the gravity parts is made in the form of a vessel with a drain hole, and a friend in the form of a cargo of a given size. The executive body in the devices are normally open or normally closed valves, the stem of which is mechanically connected to the box thought The working condition of the valves is determined by the position of the rocker arm. The hydraulic gravitational element OR (Fig. 2) contains a rocker 13 with a vessel with a drain hole 14 and a load 15 located on its opposite shoulders. The stem of the normally closed valve 16 is connected to the arm of the rocker arm 13, on which the load 15 is installed. Above the vessel with drain hole 14 are the inputs I and II. A supply channel is connected to valve 16. In the initial position, the vessel with the drain hole 14 is empty. Power is supplied to the normally closed valve 16, which is held 1 44 in the initial position by a load 15. When one of the X, or XJ signals is fed to inputs I or IJ, i.e. when fluid enters the vessel with the drain hole 14, the arm of the rocker arm is loaded with a load 15, the valve 16 is opened and power is supplied to the output of the gravitational element OR. During the continuous supply of fluid to the vessel with the drain opening 14, the valve 16 is held in the open position. The hydraulic BREW gravitational logic element (Fig. 3) contains a rocker 13 with a vessel located on its opposite arms with a drain hole 14 and a load 15. Valves of normally open valves 17 are connected to opposite arms of the rocker arm 13. Power is supplied to valves 17. The inlet is located above the vessel with the drain hole 14. In the initial position, the vessel with the drain hole 14 is empty, the valves 17 are held in the initial position by weight 15. When the power is applied, the output signals of the valves 17 appear. When the alarm is turned on when the liquid enters the vessel with the drain hole 14, the rocker arm shoulder with the load 15 rises and the valves 17 close. Valves 17 can be in the closed position for a long time with a continuous signal. The hydraulic gravitational logical sequential scheme of the three-stroke action START-BANE (Fig. 4) contains a yoke 13, on one of whose arms is located a vessel with a drain hole 14, on the other - a load 15 and a vessel with a drain hole 18. Stems of normally closed valves 16 are connected ground 13. Inlet The launch is located above the vessel with drain hole 14, the Inhibition is above the vessel with drain hole 18. In the initial state (I stroke), the valves are held (by the rocker 13) in the initial position with a load 15 and the output signals of the circuit are missing tweet When a start signal is applied to the start input (and the clock), i.e. when the liquid enters the vessel with the drain hole 14, the rocker arm shoulder with the load 15 rises and the valves 16 open. With a continuous start signal, the position of the rocker arms is maintained, and the valves 16 remain open. When a signal is applied Prohibition on entry Prohibition (lit), i.e. when liquid enters the vessel with the drain hole 18, the rocker 13 returns to its original position and the valves 16 close. Automated irrigation system works as follows. When you open the main switch 1 (Fig .. 1). the liquid enters the main pipeline 3, fills it and through the throttle-clearing enters the power channels of all the nodes b - b of the first control and the last control node 6 is turned on. The power is supplied to the gravitational element OR 9 and the gravitational element BANKS 10. The signal from the first output 1 of the gravitational element BANKS 10 goes to the input of timer 8, which turns on with the work. The signal from the second output of the gravitational element BANGE 10 turns on a two-stage actuator 4 and the liquid begins to flow into the irrigation pipeline 5. After the time period specified by the program, the output signal from timer 8 goes to the first input of the gravity element OR 9, the output signal from which goes to input The prohibition of the gravitational element BANGE 10. At the same time, it stops the signal supply to timer 8 and the command to close the two-position actuator 4, is given. At the same time, the output signal of the IL 9 gravity element enters its second input and keeps the gravity element OR 9 open until the end of the operating cycle. Next, the output signal of the gravitational element OR of the control unit 6 is fed to the input. Start of the gravitational sequential circuit of the three-stroke action. START - BANNER 11 ". previous node 6. control. Pr 34 this signal from the first output of the gravitational sequential circuit of the three-stroke action START - BANKS 1 node 6j, control passes to the input GGI. 8 g, 1, which is included in the work. The signal from the second output of this circuit turns on a two-position actuator 4. Fluid begins to flow into the pipeline 5 ". After the time period specified by the program has expired, the output from timer 8 ,. arrives at the first input of the gravitational element OR 9p, the output signal from which is fed to the input of the Inhibit gravitational sequential circuit of three-stroke action START - BAN 11p. Then, the control node operates in the same way as control unit 6: the signal to timer 8 stops and the command to close the on-off actuator 4j is sent, and the output signal of the gravity element OR 9 is simultaneously applied to its input and keeps the gravity element OR 9.1 open until it ends duty cycle. The operation cycles of the control nodes are similar. At the end of the cycle of operation of the control unit 6, the signal from its output enters the input of the control device 2, which generates a command to close the main switch 1. After closing the main switch 1, the main pipeline is unloaded through the drain hole 12. This removes power from the nodes 6- , - 6 controls and irrigation system returns to its original position. The sprayed irrigation system is efficient and reliable when operating at low heads, since it provides transmission of water supply control signals to irrigated areas without amplifying signals at pipe lengths of the order of kilometers, automatically switching off the irrigation system at the end of the irrigation cycle.

ч в h in

Л, X, Ях/1 JexlL, X, Yah / 1 Jexl

/5 /5/ 5/5

.5.five

a Запрет , |./5 И ЦТ I a ban, | ./5 and ct I

„хИгПнрр Ьг-м„XHigPnrr lgm

fO ,, fO ,,

niimaH.uniimaH.u

Питш{теPitts {te

4т-4t-

fOdfVffOdfVf

Питани жNutrition

..

Claims

AUTOMATED IRRIGATING SYSTEM, comprising a main pipeline with a shut-off element at the inlet having a drive from the control device, and irrigation pipelines connected to the main through two-position actuators with a drive from control units connected hydraulically in series to the control device, characterized in that, In order to increase the reliability of operation at low pressure, each control unit is connected to the main pipeline through a throttle cleaning unit and is made in the form of a sequentially connected hydraulic start-up element START-FORBID, a timer and an OR element, the output of which is at the same time its second input, second input of the Start-up-item - FORBID and the output of the control unit, and in the last control unit at the input of the timer the item is FORBID with one input connected to the output of the OR element and having access to the last executive body, and all overlying executive bodies are connected to the outputs of the START-UP elements - FORBID of the corresponding control nodes.

".SU .. 1098534