应用案例:内蒙古巴林左旗大良沟农田水利之节水灌溉自动化控制系统


项目背景

内蒙古巴林左旗大良沟是一个美丽的山村,2014年大良沟村开始进行美丽乡村建设,强化土地流转力度,大力发展林果业,但大良沟村全是山坡地,且常年降水不多,水资源匮乏,果园取水哪里来?为了解决果园取水的难题,同时为了解决农村建设发展和区域水资源紧缺的矛盾,当地水利局帮助其修建了农田水利工程,并从平升公司定制了节水灌溉自动化控制系统,实现取水、供水、灌溉的全流程自动化控制。


项目情况

1. 大良沟水利项目全长9300米,过沟17处,过土路1处,过水泥路1处。施工难度特别大。因地理环境的原因,要求设备必须要达到无人值守,实现自动灌溉。

2. 项目水源取自2眼深水井,为8个蓄水池和2个景观水池逐级供水,蓄水池用于大田灌溉,景观水池用于观赏。为了实现自动灌溉要求,将每块大田分成若干块小田,铺设滴灌带,安装了主控和分控电磁阀,控制滴灌带灌水。

供水工艺流程如图:

农田水利至节水灌溉自动化控制系统|高效节水灌溉|自动化供水监控系统|智能灌溉控制设备

农田灌溉工艺流程(以1#蓄水池为例):

农田水利至节水灌溉自动化控制系统|高效节水灌溉|自动化供水监控系统|智能灌溉控制设备

3. 供电情况:每个蓄水池就近安装有变压器,方便取电。

4. 网络情况:监控中心设在村部无固定宽带网络,所以无法使用现在主流的云平台;整个区域GPRS信号较好。


系统概述

节水灌溉自动化控制系统远程监测水源井和各水池水泵的电压、电流、运行状态、故障状态、水池水位、管道阀门开关状态、管道压力、管道流量、土壤墒情等,远程控制/逻辑自动控制水泵的启/停、阀门的开/关,达到了逐级自动蓄水、根据农田土壤墒情自动灌溉的目的。


系统拓扑图

农田水利至节水灌溉自动化控制系统|高效节水灌溉|自动化供水监控系统|智能灌溉控制设备

节水灌溉自动化控制系统拓扑图

                      

系统特点

1. 采用GPRS VPN专网,解决监控中心无固定宽带网络的难题。

通讯网络是此项目的一个难点,因监控中心无固定宽带网络;又因为地处山区,架设网桥费用太高。所以我们采用VPN虚拟专网的组网方式,使用手机卡上网通过APN接入点,将各个监测站与监控中心连接组成小型的VPN专用网络,进行数据通讯。

2. 三种水泵控制方式,方便灵活。

◆ 现场手动控制    

◆ 监控中心远程手动控制    

◆ 自动逻辑控制

3. 无人值守自动逻辑控制,实现蓄水池长期自动蓄水,实现水泵保护,保障正常供水。

监控中心根据各级水池水位,自动控制进水阀门及上一级水泵的运行,达到蓄水池长期自动蓄水的效果。

例如:

5号、6号、8号水池根据本池水位高低关闭/开启进水电动阀。当水池水位达到下限值时,自动开启进水阀门,水满时关闭。

7号水池内水泵的启/停,受5号、6号、8号水池水位控制,当接收到5、6、8号任何一个水池的水位达到下限值时均需要开泵,3个水池水位均满时停泵。

水泵保护功能:

◆ 下限保护停泵,当本地水池水位到达下下限时停止本地水泵。

◆ 当下一级水池进水阀门未打开时,不允许开泵。                                                            

4. 科学自动节水灌溉,根据管道来水量及墒情数据自动控制滴灌带前端阀门的顺序开关。

5. 软件界面显示整个工艺流程和工艺参数。

农田水利至节水灌溉自动化控制系统|高效节水灌溉|自动化供水监控系统|智能灌溉控制设备

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应用效果

该项目极大地改善了项目区农业生产条件,提高了土地的适宜性。通过实施自动供水,有效地缓解了区域水资源紧缺的矛盾,为农业生产、生活环境的改善提供了充沛的水源。通过实施自动灌溉,提升了灌溉水利用系数,使灌溉定额降低,最终节约了用水量。由于用水量的减少、耗电量也随之减少,实现了节能效益。

综上所述,项目实施后实现了供水有序化、灌溉科学化,从而促进农村社会、经济的和谐发展及美丽乡村的建设。



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