應(yīng)用案例：內(nèi)蒙古巴林左旗大良溝農(nóng)田水利之節(jié)水灌溉自動化控制系統(tǒng)

項目背景

內(nèi)蒙古巴林左旗大良溝是一個美麗的山村，2014年大良溝村開始進(jìn)行美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，強(qiáng)化土地流轉(zhuǎn)力度，大力發(fā)展林果業(yè)，但大良溝村全是山坡地，且常年降水不多，水資源匱乏，果園取水哪里來？為了解決果園取水的難題，同時為了解決農(nóng)村建設(shè)發(fā)展和區(qū)域水資源緊缺的矛盾，當(dāng)?shù)貛椭湫藿宿r(nóng)田水利工程，并從平升公司定制了節(jié)水灌溉自動化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)取水、供水、灌溉的全流程自動化控制。

項目情況

1. 大良溝水利項目全長9300米，過溝17處，過土路1處，過水泥路1處。施工難度特別大。因地理環(huán)境的原因，要求設(shè)備必須要達(dá)到無人值守，實(shí)現(xiàn)自動灌溉。

2. 項目水源取自2眼深水井，為8個蓄水池和2個景觀水池逐級供水，蓄水池用于大田灌溉，景觀水池用于觀賞。為了實(shí)現(xiàn)自動灌溉要求，將每塊大田分成若干塊小田，鋪設(shè)滴灌帶，安裝了主控和分控電磁閥，控制滴灌帶灌水。

供水工藝流程如圖：

農(nóng)田灌溉工藝流程（以1#蓄水池為例）：

3. 供電情況：每個蓄水池就近安裝有變壓器，方便取電。

4. 網(wǎng)絡(luò)情況：監(jiān)控中心設(shè)在村部無固定寬帶網(wǎng)絡(luò)，所以無法使用現(xiàn)在主流的云平臺；整個區(qū)域GPRS信號較好。

系統(tǒng)概述

節(jié)水灌溉自動化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測水源井和各水池水泵的電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、水池水位、管道閥門開關(guān)狀態(tài)、管道壓力、管道流量、土壤墑情等，遠(yuǎn)程控制/邏輯自動控制水泵的啟/停、閥門的開/關(guān)，達(dá)到了逐級自動蓄水、根據(jù)農(nóng)田土壤墑情自動灌溉的目的。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

節(jié)水灌溉自動化控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)特點(diǎn)

1. 采用GPRS VPN專網(wǎng)，解決監(jiān)控中心無固定寬帶網(wǎng)絡(luò)的難題。

通訊網(wǎng)絡(luò)是此項目的一個難點(diǎn)，因監(jiān)控中心無固定寬帶網(wǎng)絡(luò)；又因為地處山區(qū)，架設(shè)網(wǎng)橋費(fèi)用太高。所以我們采用VPN虛擬專網(wǎng)的組網(wǎng)方式，使用手機(jī)卡上網(wǎng)通過APN接入點(diǎn)，將各個監(jiān)測站與監(jiān)控中心連接組成小型的VPN專用網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

2. 三種水泵控制方式，方便靈活。

◆ 現(xiàn)場手動控制    

◆ 監(jiān)控中心遠(yuǎn)程手動控制    

◆ 自動邏輯控制

3. 無人值守自動邏輯控制，實(shí)現(xiàn)蓄水池長期自動蓄水，實(shí)現(xiàn)水泵保護(hù)，保障正常供水。

監(jiān)控中心根據(jù)各級水池水位，自動控制進(jìn)水閥門及上一級水泵的運(yùn)行，達(dá)到蓄水池長期自動蓄水的效果。

例如：

5號、6號、8號水池根據(jù)本池水位高低關(guān)閉/開啟進(jìn)水電動閥。當(dāng)水池水位達(dá)到下限值時，自動開啟進(jìn)水閥門，水滿時關(guān)閉。

7號水池內(nèi)水泵的啟/停，受5號、6號、8號水池水位控制，當(dāng)接收到5、6、8號任何一個水池的水位達(dá)到下限值時均需要開泵，3個水池水位均滿時停泵。

水泵保護(hù)功能：

◆ 下限保護(hù)停泵，當(dāng)本地水池水位到達(dá)下下停止本地水泵。

◆ 當(dāng)下一級水池進(jìn)水閥門未打開時，不允許開泵。                                                            

4. 科學(xué)自動節(jié)水灌溉，根據(jù)管道來水量及墑情數(shù)據(jù)自動控制滴灌帶前端閥門的順序開關(guān)。

5. 軟件界面顯示整個工藝流程和工藝參數(shù)。

應(yīng)用效果

該項目極大地改善了項目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高了土地的適宜性。通過實(shí)施自動供水，有效地緩解了區(qū)域水資源緊缺的矛盾，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活環(huán)境的改善提供了充沛的水源。通過實(shí)施自動灌溉，提升了灌溉水利用系數(shù)，使灌溉定額降低，最終節(jié)約了用水量。由于用水量的減少、耗電量也隨之減少，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效益。

綜上所述，項目實(shí)施后實(shí)現(xiàn)了供水有序化、灌溉科學(xué)化，從而促進(jìn)農(nóng)村社會、經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展及美麗鄉(xiāng)村的建設(shè)。

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