機井灌溉控制系統(tǒng)產品介紹

*章 系統(tǒng)概述

1.1 概述

灌溉用水計量設施是地下水超采綜合治理的重要設施，為有效實現(xiàn)地下水監(jiān)測、預報與管理提供了手段。

節(jié)水壓采按照“四級水權”分配原則以及作物用水定額、作物種植種類面積，制定行業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、農戶用水計劃，實現(xiàn)農戶IC卡用水、水量分配、水權交易，對機井取水量進行日、月、年取水量統(tǒng)計，分析用水總量、灌溉水利用率以及節(jié)水、增糧效益。幫助項目區(qū)根據種植作物所處生長周期，依據土壤成份、大棚內土壤墑情、氣象環(huán)境等因素，建立作物需水量模型，根據各個水源井水泵取水能力，計算相應水泵開啟時間，據此下達水泵啟停指令，控制水泵的運行，實現(xiàn)科學灌溉和灌溉自動化。

1.2 系統(tǒng)特色

本系統(tǒng)方案設計遵循技術*、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則，并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統(tǒng)設計內容是系統(tǒng)、完整、全面的；設計方案具有科學性、合理性、可操作性。

◆ 兼容性強：兼容交流接觸器、軟啟動、變頻啟動、自偶降壓啟動等多種水泵啟動方式。

◆ 無距離限制：采用GPRS無線通信，對水源井與監(jiān)控中心間的距離無要求。

◆ 性能穩(wěn)定：采用防雷擊、抗干擾、輸入信號隔離等多項措施，確保設備安全、可靠。

◆ 維護方便：可遠程設置工作參數(shù)，實現(xiàn)設備異常實現(xiàn)遠程診斷。

◆ 接入靈活：配備水資源管理平臺，也可接入組態(tài)軟件或用戶自行開發(fā)的軟件系統(tǒng)。

1.3 系統(tǒng)組成

智能機井控制系統(tǒng)主要由智能機井控制設備、藍芯水資源管理平臺軟件、兩大主體構成。智能機井控制設備代替?zhèn)鹘y(tǒng)井房，將用水信息采集、水利設施的安全防護及運行狀態(tài)的監(jiān)測預警、農田灌溉基礎數(shù)據管理等功能模塊植入控制保護柜柜體內，實現(xiàn)農用機井的安全智能化管理、農業(yè)用水管理。通過水資源管理平臺軟件對地下水位監(jiān)測站實時工作狀況進行在線監(jiān)控，可以提升整個系統(tǒng)的應用與管理水平，為更好地管理地下水資源提供準確、科學的依據。系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 智能機井控制系統(tǒng)組成圖

第二章 智能機井控制設備

2.1 設備組成及主要功能

智能機井灌溉控制設備由控制箱（柜）、流量傳感器、IC卡等組成。控制機箱如圖2所示。

圖2 智能機井灌溉控制機箱

此套設備將智能化用水信息采集、水利設施的安全防護及運行狀態(tài)的監(jiān)測預警、農田灌溉基礎數(shù)據管理等功能模塊植入控制保護柜柜體內，實現(xiàn)農用機井的安全智能化管理、農業(yè)用水管理。機井灌溉控制設備具有智能控制器、斷路器、智能軟啟動器（或交流接觸器、變頻器）、箱（柜）體、計量設備（電表、流量計）等。

智能機井控制器的功能：

1. 非接觸IC卡智能控制操作，一卡多點，易操作
2. 智能化設備故障判斷、預警技術
3. 集成局域無線和GPRS網絡傳輸、系統(tǒng)組網和智能監(jiān)控等技術
4. 階梯計量水費、定額管理、總量控制技術方案
5. 模塊式軟硬件結構設計
6. 寬電壓穩(wěn)壓設計電路，解決電壓不穩(wěn)問題

2.2 功能介紹

智能機井灌溉控制設備主要實現(xiàn)對用戶 IC 卡的識別，水泵啟停管理、水泵耗電計量和讀取流量計取水水量的數(shù)據。當用戶取水灌溉時，在農業(yè)機井灌溉控制器刷卡感應區(qū)刷用戶卡，農業(yè)機井灌溉控制器讀取用戶卡數(shù)據，并判斷用戶卡數(shù)據的合法性和用戶卡中的剩余金額數(shù)據，滿足啟泵條件，智能控制器控制水泵啟動，并自動讀取流量傳感器數(shù)據，記錄用戶用水量起始值，隨著用戶的用水，農業(yè)機井灌溉控制器自動記錄用戶的耗電量和用水量數(shù)據，并從卡中扣減用戶余額，當用戶再次刷用戶卡或卡中余量扣減為零，農業(yè)機井灌溉控制器能自動控制水泵停止，禁止用戶取水。智能控制器自動存儲該用戶本次開泵時間、停泵時間、本次使用電量、使用水量值，并將記錄值通過 GPRS 無線模塊發(fā)向水資源管理平臺。

特色功能：

設備采用超低功耗設計，*交直流雙供電工作模式，斷電后，設備仍能正常上傳數(shù)據。

1. 交直流工作模式；
2. 超低功耗設計；
3. 休眠狀態(tài)工作電流＜30μA；
4. 交流斷電也會定時上報設備狀態(tài)，便于設備管理維護；
5. 當切換到交流供電模式后，自動為電池充電，保證電池可*使用同時也可正常進行開關泵操作。

2.3 設備整體使用功能

（1）刷卡取水

機井灌溉控制設備具備 IC 卡智能控制水泵啟停功能。用水戶需要抽水灌溉時持 IC 卡刷卡啟動水泵取水，再刷卡停泵；取水計量一體機根據用水量、電量自動扣除水費、電費，在剩余水量(或電量)達到告警值時自動告警，水量(或電量)用完自動停機，再刷卡可繼續(xù)啟動機泵使用一定的水量(或電量)，IC卡重新充值后才能再次使用。

（2）信息傳輸

機井灌溉控制設備具有遠程傳輸功能，以GPRS網絡進行傳輸。有兩種工作方式，一種為GPRS單站，另一種為利用Lora自組網將多臺設備數(shù)據匯集到一臺GPRS主站，然后再將數(shù)據上傳到水資源管理平臺。設備具有遠程配置功能，可以實現(xiàn)遠程配置報送時間和時間間隔等參數(shù)。

（3）設備自檢和故障診斷

機井灌溉控制設備設備自檢和故障診斷功能，在設備出現(xiàn)故障時自動監(jiān)測故障，對影響安全的設備具備自鎖閉功能，并及時上報上位數(shù)據管理中心。

（4）備用電源自動切換

機井灌溉控制設備配備備用電源，在外部電源停電狀態(tài)下，保證監(jiān)測設備和 通訊設備能夠正常運行 12 個月時間。外部電源有電狀態(tài)下自動對備用電源充電，外部電源斷電時備用電源能夠自動切換。

（5）保護功能

機井灌溉控制設備具備漏電保護、短路保護、過載保護、過壓、欠壓、輸入缺相保護等安全保護功能，

2.4 設備組成表