一種智能數字混肥調酸鹼控液位裝置的製作方法

2023-05-13 17:51:42

本發明屬於農業灌溉領域，具體涉及一種智能數字混肥調酸鹼控液位裝置。

背景技術：

自動化水肥灌溉的目標是精確配肥、快速混肥和提高水肥利用率，進而提高農作物產量、改善農作物品質和減輕環境汙染。混肥調節模塊在研發自動化水肥灌溉設備、提高水肥利用率和建立現代生態農業方面起到了至關重要的作用。

自動化混肥方式可分為非泵式混肥和泵式混肥。非泵式主要是利用壓差將肥料混入水中，如高度壓差、文丘裡結構。泵式混肥主要是利用主動泵將肥料混入水中，如隔膜泵、離心泵等。高度壓差是一種結構最為簡單混肥模式，但卻難以控制肥料流速和肥料濃度。文丘裡混肥方式是現今常用的混肥裝置，其利用高流速的主管道和文丘裡結構產生吸肥壓差，同時文丘裡混肥裝置可以通過控制低頻PWM脈衝電磁閥和進出口壓差實現精確混肥調節，但文丘裡結構對主管道流量穩定性要求高，肥速調節範圍小。隨著社會工業進步，微型泵的價格進一步降低，現在再用泵式混肥也能夠實現高性價比。離心泵式混肥裝置，是現代一種便宜的混肥裝置，但PWM調節中，存在肥速調節盲區，不滿足現在自動化混肥調節範圍要求。隔膜泵具有自吸能力強，隔膜泵流量調節線性型強，肥速調節盲區非常小，滿足現在自動化混肥調節範圍要求。

技術實現要素：

本發明針對現有主流技術文丘裡式結構限制，無法精確控制肥料流速和肥料濃度；肥速調節範圍小或肥速調節存在盲區；文丘裡結構對主管道流量穩定性要求高，肥速調節非完整閉環調節，穩定性弱；多種肥料混肥，無法實現高精度比混肥。提供一種實現按比精確快速混肥調酸鹼控液位。實現精確調節肥速和肥料濃度；實現肥速調節範圍廣且調節盲區小；解除對主管道流量穩定性要求；實現擁有完整的閉環調節，穩定性強；實現多種肥料高精度混合；液位聯動智能數字混肥調酸鹼控液位裝置。

本發明目的是通過以下技術方案實現的：通過精確調節肥速和肥料濃度，利用二分EC調節算法，流量計與調肥隔膜泵形成的負反饋閉環調節；利用PH調節算法，流量計與調酸鹼隔膜泵形成的負反饋閉環調節；液位聯動控制EC、PH調節。肥速調節範圍小且調節盲區小，解決對主管道流量穩定性要求，擁有完整的閉環調節，穩定性強，多種肥料高精度混合等優點。

進一步的，所述支持RTU Modbus協議；支持5路PWM電源信號輸出，變頻調節5路隔膜泵；支持5路流量信號輸入，監測5路隔膜泵流量數據；支持3路開關量信號輸入，液位上下限報警。

進一步的，所述智能數字控肥調酸鹼檢液位裝置，支持modbus標準協議，支持4路隔膜泵調肥控制，1路酸鹼控制和液位上下限報警。

進一步的，所述的調肥裝置：根據隔膜泵流量特徵曲線和EC(電導率)傳感器檢測值，快速2分匹配計算隔膜泵變頻信號佔空比，將流量計測量值作為隔膜泵流速調節的負反饋信號，嚴格按照4路肥料佔比調節4路肥料流速，使配肥EC值快速匹配預設EC濃度範圍。

進一步的所述調酸鹼：依據隔膜泵流量特徵曲線和PH傳感器檢測值，快速追蹤匹配計算隔膜泵變頻信號佔空比，將流量計測量值作為隔膜泵調節的負反饋信號，使肥PH值快速匹配預設PH值範圍。

PH調節參數定義：PH_speed_var調酸鹼隔膜泵流速預設定值；PH_speed_step為調酸鹼隔膜泵流速調節步長；PH_min_error為PH流速容錯誤差。

進一步的所述檢液位：支持雙浮球水位開關信號輸入，聯動控制注水泵和隔膜泵開關。

本發明的有益效果為：本發明採用以上技術方案，通過智能數字控肥調酸鹼檢液位裝置配合隔膜泵，解決了按比精確快速調肥。智能數字控肥調酸鹼檢液位裝置依據流量計反饋信號，精確調節隔膜泵流量，依據隔膜泵流量特徵曲線，按比精確調節隔膜泵流量，依據EC快速調節算法，按比精確快速調節隔膜泵流量。本發明採用隔膜泵式混肥，利用流量負反饋實現隔膜泵式高精度閉環式混肥。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明快速混肥調節酸鹼控液位功能。

圖2為本發明EC調節流程裝置。

圖3為本發明PH調節流程裝置。

具體實施方式

如圖1所示，本發明公布了一種數字式按比精確快速混肥調酸鹼控液位裝置，其包括：

PH傳感器：調酸鹼：依據隔膜泵流量特徵曲線和PH傳感器檢測值，快速追蹤匹配計算隔膜泵變頻信號佔空比，將流量計測量值作為隔膜泵調節的負反饋信號，使肥PH值快速匹配預設PH值範圍。

EC傳感器：根據隔膜泵流量特徵曲線和EC(電導率)傳感器檢測值，快速2分匹配計算隔膜泵變頻信號佔空比，將流量計測量值作為隔膜泵流速調節的負反饋信號，嚴格按照4路肥料佔比調節4路肥料流速，使配肥EC值快速匹配預設EC濃度範圍。

所述液位傳感器檢液位：支持雙浮球水位開關信號輸入，聯動控制注水泵和隔膜泵開關。

進一步的調肥：根據隔膜泵流量特徵曲線和EC(電導率)傳感器檢測值，快速2分匹配計算隔膜泵變頻信號佔空比，將流量計測量值作為隔膜泵流速調節的負反饋信號，嚴格按照4路肥料佔比調節4路肥料流速，使配肥EC值快速匹配預設EC濃度範圍。

進一步的調酸鹼：依據隔膜泵流量特徵曲線和PH傳感器檢測值，快速追蹤匹配計算隔膜泵變頻信號佔空比，將流量計測量值作為隔膜泵調節的負反饋信號，使肥PH值快速匹配預設PH值範圍。

如圖2所示，所述EC調節具體為：

EC調節參數定義：1#speed_max、2#speed_max、3#speed_max、4#speed_max分別為為1號、2號、3號、4號調肥隔膜泵流速最大值；1#speed_min、2#speed_min、3#speed_min、4#speed_min分別為為1號、2號、3號、4號調肥隔膜泵流速最小值；1#speed_var、2#speed_var、3#speed_var、4#speed_var分別為為1號、2號、3號、4號調肥隔膜泵流速預設定值；1#speed_real、2#speed_real、3#speed_real、4#speed_real分別為為1號、2號、3號、4號調肥隔膜泵流速真實值；min_error為調肥隔膜泵流速容錯誤差值。

調酸鹼：依據隔膜泵流量特徵曲線和PH傳感器檢測值，快速追蹤匹配計算隔膜泵變頻信號佔空比，將流量計測量值作為隔膜泵調節的負反饋信號，使肥PH值快速匹配預設PH值範圍。

如圖3所示，所述PH調節酸鹼具體流程為：

PH調節參數定義：PH_speed_var調酸鹼隔膜泵流速預設定值；PH_speed_step為調酸鹼隔膜泵流速調節步長；PH_min_error為PH流速容錯誤差。

檢液位：支持雙浮球水位開關信號輸入，聯動控制注水泵和隔膜泵開關。

智能數字控肥調酸鹼檢液位裝置配合隔膜泵，解決了按比精確快速調肥。智能數字控肥調酸鹼檢液位裝置依據流量計反饋信號，精確調節隔膜泵流量，依據隔膜泵流量特徵曲線，按比精確調節隔膜泵流量，依據EC快速調節算法，按比精確快速調節隔膜泵流量。

文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域人員可以對所描述的具體實施例各種各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。