CN109673473A - 一种智能真空引水灌溉系统及其灌溉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能真空引水灌溉系统及其灌溉方法，属于灌溉技术领域。本发明包括用于控制系统自动引水的PLC控制器、同时与PLC控制器电连接的主水泵、止回阀、电磁阀、引水装置，所述主水泵的吸水口连接有引液管道，所述主水泵的出水口连接有灌溉管道，所述引液管道伸于水源内，所述灌溉管道伸入灌溉区以此形成灌液通路；所述止回阀设置于灌溉管道上以防止水流倒灌；所述引水装置通过所述电磁阀连接于引液管道上靠近主水泵的一端以实现真空自动引水。本发明采用PLC控制器和引水装置使得该灌溉系统全自动化实现自动灌溉，安全性高且自动化程度高。
Description
技术领域
本发明属于灌溉技术领域，具体涉及一种智能真空引水灌溉系统及其灌溉方法。
背景技术
在我国水资源的形式一直不容乐观，在农、林、园业上经常需要对农作物、植物以及果树进行灌溉，从而需要将水源引入灌溉区，现有的灌溉方式一般是采用半自动的灌溉方式，通过水泵和水管进行水资源抽取和引流，这种方式为了利于水泵短时停歇后的启动需要在水源引水管底部安装底阀，在运行时，一旦底阀漏水，会导致泵壳超温，水温升高，从而很容易导致出水管道膨胀变形，水泵的密封性会被破坏；另外在水泵在正常启动需要保持泵壳内真空状态，故而需要在启动前人工加水排气，不仅繁琐而且容易被忽视，一旦工作人员忘记加水，会使得水泵空转影响水泵的使用寿命；并且，现有的灌溉系统一般都不具有安全检测措施，水泵发生故障时工作人员不能得知，水泵长期处于非正常工作状态会导致其经常需要维修，浪费成本。因此，急需提出一种智能真空引水灌溉系统及其灌溉方法。
发明内容
本发明针对现有技术的状况，克服上述缺陷，提供一种智能真空引水灌溉系统及其灌溉方法。
本发明采用以下技术方案，所述一种智能真空引水灌溉系统，包括用于控制系统自动引水的PLC控制器、同时与PLC控制器电连接的主水泵、止回阀、电磁阀、引水装置，其中：
所述主水泵的吸水口连接有引液管道，所述主水泵的出水口连接有灌溉管道，所述引液管道伸于水源内，所述灌溉管道伸入灌溉区以此形成灌液通路；
所述止回阀设置于灌溉管道上以防止水流倒灌；
所述引水装置通过所述电磁阀连接于引液管道上靠近主水泵的一端以实现真空自动引水。
作为上述技术方案的进一步改进，所述引水装置包括水环式真空泵和底端具有开口的辅助水桶，所述水环式真空泵的吸水口经所述电磁阀连接于主水泵，所述水环式真空泵的出水口经水管连通于所述辅助水桶且辅助水桶底端的开口经管道连接于水环式真空泵以此形成用于引水的闭环式水流通路。
作为上述技术方案的进一步改进，所述一种智能真空引水灌溉系统还包括设置于主水泵内的温度传感器，所述温度传感器电连接于所述PLC控制器以检测水温防止主水泵空转。
作为上述技术方案的进一步改进，所述一种智能真空引水灌溉系统还包括电连接于PLC控制器的液位传感器，所述液位传感器位于水源内以检测水位的高低。
本发明还采用另一技术方案，一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，包括以下步骤：
S1：PLC控制器控制电磁阀打开的同时控制水环式真空泵启动；
S2：水环式真空泵将水从水源中抽出使得水充满主水泵的同时流入辅助水桶内；
S3：PLC控制器根据预设的控制时间逻辑启动主水泵使得水源内的水同时也经灌溉管道流入灌溉区；
S4：PLC控制器控制水环式真空泵停止工作同时控制电磁阀关闭以使得水源内的水全部流入灌溉区。
作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤S3中的控制时间逻辑为在水环式真空泵启动30s的时间时PLC控制器控制启动主水泵。
作为上述技术方案的进一步改进，所述水环式真空泵内设置有电连接于PLC控制器的电流传感器，所述步骤S3中的控制时间逻辑为当所述电流传感器检测到水环式真空泵的电流大于预设值时PLC控制器控制启动主水泵。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主水泵内设置有电连接于PLC控制器的水位传感器，所述步骤S3中的控制时间逻辑为当所述水位传感器检测主泵内水满时PLC控制器控制启动主水泵。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主水泵内设置有温度传感器，所述温度传感器电连接于所述PLC控制器并将检测到主水泵内的水温传输给PLC控制器，所述PLC控制器内置有预设温度，在执行步骤S1至S4的过程中，如果PLC控制器接收到的温度传感器传输的水温高于预设温度，则控制主水泵停止工作，如果PLC控制器接收到的温度传感器传输的水温不超过预设温度，则步骤S1至S4保持执行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述PLC控制器上还电连接有位于水源内的液位传感器，在执行步骤S1-S4的过程中，当液位传感器检测到水源内的液位低于其所在水平时则将液位信号传输给PLC控制器，PLC控制器接收到液位信号则控制主水泵和水环式真空泵停止工作，如果PLC控制器未接收到液位传感器的液位信号，则步骤S1至S4保持执行。
本发明公开的一种智能真空引水灌溉系统及其灌溉方法，其有益效果在于，本发明采用PLC控制器对灌溉系统进行控制，实现了全自动化；采用引水装置将水源引入主水泵中使得主水泵在启动前保持真空状态，不需要人工加水，实现自动引水；引水装置能够形成闭环式水流通路，辅助水桶内的水会自动加入水环式真空泵内使其保持真空状态，自动化程度高；采用温度传感器以及液位传感器进行检测，一旦出现异常状态即时停止工作，灌溉系统的安全性大大提高，设备的使用寿命也大大增加。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
附图标记包括：1-主水泵，2-止回阀，3-电磁阀，4-引水装置，41-水环式真空泵，42-辅助水桶，43-闭环式水流通路，5-温度传感器，6-液位传感器，7-引液管道，8-灌溉管道。
具体实施方式
本发明公开了一种智能真空引水灌溉系统及其灌溉方法，下面结合优选实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。
参见附图的图1，图1示出了本发明的结构示意图。
实施例一
本发明公开了一种智能真空引水灌溉系统，包括用于控制系统自动引水的PLC控制器(未在图中示出)、同时与PLC控制器电连接的主水泵1、止回阀2、电磁阀3、引水装置4，其中：
所述主水泵1的吸水口连接有引液管道7，所述主水泵1的出水口连接有灌溉管道8，所述引液管道7伸于水源内，所述灌溉管道8伸入灌溉区以此形成灌液通路；
所述止回阀2设置于灌溉管道8上以防止水流倒灌；
所述引水装置4通过所述电磁阀3连接于引液管道7上靠近主水1泵的一端以实现真空自动引水。
本发明中采用PLC控制器对灌溉系统进行全自动控制，引水装置4能够自动的将水从水源引入主水泵1中使其能够在启动前能够充满水保持真空状态，通过电磁阀3的开关能够对灌溉路径和引水路径进行控制使得在引水成功后水流经由灌液通路对灌溉区进行灌溉。
优选地，所述引水装置4包括水环式真空泵41和底端具有开口的辅助水桶42，所述水环式真空泵41的吸水口经所述电磁阀3连接于主水泵1，所述水环式真空泵41的出水口经水管连通于所述辅助水桶42且辅助水桶42底端的开口经管道连接于水环式真空泵41以此形成用于引水的闭环式水流通路43。
具体地，辅助水桶42内预置有一定的水，这些水经过桶底部的开口流入水环式真空泵41内使得水环式真空泵42能正常工作，然后水环式真空泵42将水源内的水一方面引入主水泵1中，另一方面主水泵1注满后抽入辅助水桶42内以供下次使用，由此水环式真空泵41、辅助水桶42以及管道之间形成闭环式水流通路43。
优选地，所述一种智能真空引水灌溉系统还包括设置于主水泵1内的温度传感器5，所述温度传感器5电连接于所述PLC控制器以检测水温防止主水泵1空转。
具体地，在日常使用中可能会出现水流没有被成功引满主水泵1的情况，这时，主水泵1在被启动后不能正常将水抽出，水在泵壳中打转，温度升高，本发明中采用温度传感器5对主水泵1的泵壳内的水温进行检测，从而实现水温过高时停机保护的功能，使得主水泵1的使用安全性和寿命都有所提高。
优选地，所述一种智能真空引水灌溉系统还包括电连接于PLC控制器的液位传感器6，所述液位传感器6位于水源内以检测水位的高低。
具体地，在实际抽水的过程中，可能会出现水源的水位已经很低了，即使再抽也没有水源可供，为了避免这种情况的发生，在水源内预设有液位传感器6使得水源内液位太低时，PLC控制器能够及时控制主水泵1以及水环式真空泵41停止运转。
本发明还提出一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，包括以下步骤：
S1：PLC控制器控制电磁阀3打开的同时控制水环式真空泵41启动；
S2：水环式真空泵41将水从水源中抽出使得水充满主水泵1的同时流入辅助水桶42内；
S3：PLC控制器根据预设的控制时间逻辑启动主水泵1使得水源内的水同时也经灌溉管道8流入灌溉区；
S4：PLC控制器控制水环式真空泵41停止工作同时控制电磁阀3关闭以使得水源内的水全部流入灌溉区。
优选地，所述步骤S3中的控制时间逻辑为在水环式真空泵41启动30s的时间时PLC控制器控制启动主水泵1。
具体地，为了使得主水泵内保持充满水，在本发明中需要先启动主水泵1之后再关闭水环式真空泵41，在经过测试后发现水环式真空泵41启动30s的时间可以将水抽出充满主水泵1且部分流入辅助水桶42，故而在PLC控制器的控制中需要在水环式真空泵41启动后设置30s的延时再启动主水泵1。
优选地，所述主水泵1内设置有温度传感器5，所述温度传感器5电连接于所述PLC控制器并将检测到主水泵1内的水温传输给PLC控制器，所述PLC控制器内置有预设温度，在执行步骤S1至S4的过程中，如果PLC控制器接收到的温度传感器5传输的水温高于预设温度，则控制主水泵1停止工作，如果PLC控制器接收到的温度传感器5传输的水温不超过预设温度，则步骤S1至S4保持执行。
优选地，所述PLC控制器上还电连接有位于水源内的液位传感器6，在执行步骤S1-S4的过程中，当液位传感器6检测到水源内的液位低于其所在水平时则将液位信号传输给PLC控制器，PLC控制器接收到液位信号则控制主水泵1和水环式真空泵41停止工作，如果PLC控制器未接收到液位传感器6的液位信号，则步骤S1至S4保持执行。
具体地，温度传感器5和液位传感器6负责采集信号，在该系统正常工作时，不会对步骤S1至S4有任何影响，一旦系统发生上述异常，PLC控制器即可停止系统的当前工作，以免对系统中的装置造成损坏，使得本发明安全性高且使用寿命长。
实施例二
在本实施例中一种智能真空引水灌溉系统的结构基本与上述实施例一相同，所不同之处在于，在水环式真空泵41内还设置有电连接于PLC控制器的电流传感器(未在图中示出)，所述电流传感器用于检测水环式真空泵41的电流。
本实施例还提出了一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，包括以下步骤：
S1：PLC控制器控制电磁阀3打开的同时控制水环式真空泵41启动；
S2：水环式真空泵41将水从水源中抽出使得水充满主水泵1的同时流入辅助水桶42内；
S3：PLC控制器根据预设的控制时间逻辑启动主水泵1使得水源内的水同时也经灌溉管道8流入灌溉区；
S4：PLC控制器控制水环式真空泵41停止工作同时控制电磁阀3关闭以使得水源内的水全部流入灌溉区。
优选地，所述步骤S3中的控制时间逻辑为当所述电流传感器检测到水环式真空泵41的电流大于预设值时PLC控制器控制启动主水泵1。
具体地，为了使得主水泵1内保持充满水，在本发明中需要先启动主水泵1之后再关闭水环式真空泵41，在水环式真空泵41内已将水引入辅助水桶42时，则主水泵1必处于充满水的状态，而水环式真空泵41在启动初始状态(水未引入时)和已有水引入的状态下工作的电流是不同的，故而在本实施例中通过设置电流传感器来检测水环式真空泵41的电流，当工作电流在预设值以下时为无引水，此时PLC控制器不动作，当检测到水环式真空泵41的工作电流在预设值以上时则说明水环式真空泵41已引入水，此时PLC控制器控制主水泵1开启。
实施例二
在本实施例中一种智能真空引水灌溉系统的结构基本与上述实施例一相同，所不同之处在于，所述主水泵内设置有电连接于PLC控制器的水位传感器(未在图中示出)。
本实施例还提出了一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，包括以下步骤：
S1：PLC控制器控制电磁阀3打开的同时控制水环式真空泵41启动；
S2：水环式真空泵41将水从水源中抽出使得水充满主水泵1的同时流入辅助水桶42内；
S3：PLC控制器根据预设的控制时间逻辑启动主水泵1使得水源内的水同时也经灌溉管道8流入灌溉区；
S4：PLC控制器控制水环式真空泵41停止工作同时控制电磁阀3关闭以使得水源内的水全部流入灌溉区。
优选地，所述步骤S3中的控制时间逻辑为当所述水位传感器检测主水泵1内水满时PLC控制器控制启动主水泵1。
具体地，为了使得主水泵1内保持充满水，在本发明中需要先启动主水泵1之后再关闭水环式真空泵41，故而在本实施例中在主水泵1内设置水位传感器，水位传感器检测到主水泵1内充满水并将信号传输给PLC控制器，则PLC控制器接收到信号后控制主水泵1启动。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能真空引水灌溉系统，其特征在于，包括用于控制系统自动引水的PLC控制器、同时与PLC控制器电连接的主水泵、止回阀、电磁阀、引水装置，其中：
所述主水泵的吸水口连接有引液管道，所述主水泵的出水口连接有灌溉管道，所述引液管道伸于水源内，所述灌溉管道伸入灌溉区以此形成灌液通路；
所述止回阀设置于灌溉管道上以防止水流倒灌；
所述引水装置通过所述电磁阀连接于引液管道上靠近主水泵的一端以实现真空自动引水。
2.根据权利要求1所述的一种智能真空引水灌溉系统，其特征在于，所述引水装置包括水环式真空泵和底端具有开口的辅助水桶，所述水环式真空泵的吸水口经所述电磁阀连接于主水泵，所述水环式真空泵的出水口经水管连通于所述辅助水桶且辅助水桶底端的开口经管道连接于水环式真空泵以此形成用于引水的闭环式水流通路。
3.根据权利要求1所述的一种智能真空引水灌溉系统，其特征在于，还包括设置于主水泵内的温度传感器，所述温度传感器电连接于所述PLC控制器以检测水温防止主水泵空转。
4.根据权利要求1所述的一种智能真空引水灌溉系统，其特征在于，还包括电连接于PLC控制器的液位传感器，所述液位传感器位于水源内以检测水位的高低。
5.根据权利要求1所述的一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：PLC控制器控制电磁阀打开的同时控制水环式真空泵启动；
S2：水环式真空泵将水从水源中抽出使得水充满主水泵的同时流入辅助水桶内；
S3：PLC控制器根据预设的控制时间逻辑启动主水泵使得水源内的水同时也经灌溉管道流入灌溉区；
S4：PLC控制器控制水环式真空泵停止工作同时控制电磁阀关闭以使得水源内的水全部流入灌溉区。
6.根据权利要求5所述的一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，其特征在于，所述步骤S3中的控制时间逻辑为在水环式真空泵启动30s的时间时PLC控制器控制启动主水泵。
7.根据权利要求5所述的一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，其特征在于，所述水环式真空泵内设置有电连接于PLC控制器的电流传感器，所述步骤S3中的控制时间逻辑为当所述电流传感器检测到水环式真空泵的电流大于预设值时PLC控制器控制启动主水泵。
8.根据权利要求5所述的一种智能真空引水灌溉系统的灌溉方法，其特征在于，所述主水泵内设置有电连接于PLC控制器的水位传感器，所述步骤S3中的控制时间逻辑为当所述水位传感器检测主泵内水满时PLC控制器控制启动主水泵。
9.根据权利要求6-8任一权利要求所述的一种智能真空引水灌溉系统的控制方法，其特征在于，所述主水泵内设置有温度传感器，所述温度传感器电连接于所述PLC控制器并将检测到主水泵内的水温传输给PLC控制器，所述PLC控制器内置有预设温度，在执行步骤S1至S4的过程中，如果PLC控制器接收到的温度传感器传输的水温高于预设温度，则控制主水泵停止工作，如果PLC控制器接收到的温度传感器传输的水温不超过预设温度，则步骤S1至S4保持执行。
10.根据权利要求6-8任一权利要求所述的一种智能真空引水灌溉系统的控制方法，其特征在于，所述PLC控制器上还电连接有位于水源内的液位传感器，在执行步骤S1-S4的过程中，当液位传感器检测到水源内的液位低于其所在水平时则将液位信号传输给PLC控制器，PLC控制器接收到液位信号则控制主水泵和水环式真空泵停止工作，如果PLC控制器未接收到液位传感器的液位信号，则步骤S1至S4保持执行。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190426 |