節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊 海，陳江波

（寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市水務(wù)局，755000，中衛(wèi)）

節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊 海，陳江波

（寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市水務(wù)局，755000，中衛(wèi)）

為節(jié)約農(nóng)田灌溉用水，避免灌溉的盲目性，提高水資源利用效率，利用計(jì)算機(jī)、通信和自動(dòng)化等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，以寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)2014年度迎水橋高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目為依托，建成一套集信號(hào)采集、數(shù)據(jù)測(cè)量、遠(yuǎn)程控制、信息共享、運(yùn)行管理、遠(yuǎn)程通信于一體的智能化、自動(dòng)化、精準(zhǔn)化節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)包括調(diào)度中心控制系統(tǒng)、首部微灌區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)、田間自動(dòng)化控制系統(tǒng)、田間墑情信息化采集系統(tǒng)四部分。初步試驗(yàn)表明，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能準(zhǔn)確采集土壤墑情信息，進(jìn)行節(jié)水灌溉控制，為農(nóng)田灌溉提供了一套全新、精準(zhǔn)、適時(shí)的灌溉設(shè)備。

節(jié)水灌溉；自動(dòng)化；監(jiān)控系統(tǒng)

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，灌溉技術(shù)對(duì)作物生長(zhǎng)及水資源有效利用的影響日益顯著，將計(jì)算機(jī)、通信和自動(dòng)化等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)田灌溉已是必然趨勢(shì)。以寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)2014年度迎水橋高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目為依托，建成一套集信號(hào)采集、數(shù)據(jù)測(cè)量、遠(yuǎn)程控制、信息共享、運(yùn)行管理、遠(yuǎn)程通信于一體的智能化、自動(dòng)化、精準(zhǔn)化節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉高標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)精準(zhǔn)灌溉和信息化集中管理示范，從宏觀的高效節(jié)水灌溉信息化管理到轄區(qū)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)控制調(diào)度，直至田間自動(dòng)輪灌控制，同時(shí)輔以土壤墑情監(jiān)測(cè)設(shè)備,形成一套完整的節(jié)水灌溉信息化管理及高效節(jié)水灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.研究區(qū)概況

寧夏中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)2014年度高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目分為兩個(gè)片區(qū)，即東園、文昌片區(qū)（一號(hào)片區(qū)）和迎水橋片區(qū)（二號(hào)片區(qū)）。本文以二號(hào)迎水橋片區(qū)系統(tǒng)建成為例，土地面積470多hm2，現(xiàn)狀灌溉面積420 hm2，將其劃分為5個(gè)獨(dú)立的灌溉系統(tǒng)單元，作物種植結(jié)構(gòu)以蔬菜為主。每個(gè)系統(tǒng)單元灌溉工程布置形式為：在供水渠道上建取水口，將水引入新建的沉砂蓄水池蓄存沉淀，在蓄水池末端建加壓泵站向管道輸配水，地埋管道分為干管、分干管、支管，地面管分為輔管及毛管（滴灌帶），干管平行于沉砂蓄水池布置，分干管垂直于干管布置，支管垂直于分干管平行田檔方向布置，間距為2檔1管，并設(shè)出地給水栓，輔管自出地給水栓連接，垂直于支管，垂直于田檔方向布設(shè)，毛管垂直于輔管布置，蔬菜毛管單向長(zhǎng)度為100 m左右。

2.系統(tǒng)特點(diǎn)

由于滴灌工程出地樁數(shù)量眾多，分布范圍密集，滴灌帶的智能控制根本是對(duì)出地樁電磁閥門(mén)的控制，因此能夠覆蓋超大范圍的傳輸控制網(wǎng)絡(luò)，是該系統(tǒng)可持續(xù)運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵?？紤]在田間敷設(shè)光纜電纜成本高、易破壞等特點(diǎn)，該系統(tǒng)采用無(wú)線的方式實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的信息傳輸，同時(shí)在前端控制系統(tǒng)采用電池供電的方式對(duì)電磁閥和控制器件供電。

節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用以計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主、常規(guī)設(shè)備控制為輔的監(jiān)控方式。在良好的工程硬件設(shè)施基礎(chǔ)上，及時(shí)提供灌溉調(diào)度運(yùn)行中的田間灌溉情況，實(shí)時(shí)采集信息和管理信息，使調(diào)度運(yùn)行科學(xué)合理，實(shí)現(xiàn)工程自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制，確保該系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)在出地樁處整體采用超低功耗無(wú)線傳輸及控制技術(shù)，前端控制設(shè)備僅需普通電池即可滿(mǎn)足一年灌溉任務(wù)，后期只需更換電池或?yàn)殡姵爻潆娂纯?，使得系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單易行?？紤]研究區(qū)涉及范圍廣、控制面大等特點(diǎn)，采用超短波技術(shù)作為田間灌溉執(zhí)行部分與自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸通道。首部與出地樁電磁閥控制器間的通信鏈路采用超短波的無(wú)線通信技術(shù)，該無(wú)線傳輸技術(shù)可覆蓋3～7 km的空間范圍，采用中繼手段可使傳輸距離更遠(yuǎn)。

3.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用 “集中管理、分散控制”的理念進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，由灌溉管理云平臺(tái)、首部微灌區(qū)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、田間自動(dòng)化控制系統(tǒng)、田間墑情信息化采集系統(tǒng)等組成分布式自動(dòng)系統(tǒng)。

將每個(gè)獨(dú)立灌溉子系統(tǒng)的首部和田間各形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)及自動(dòng)控制單元，并能單獨(dú)操作控制。在此基礎(chǔ)上將各灌溉子系統(tǒng)納入調(diào)度中心進(jìn)行集中管理，對(duì)首部及田間設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)度，配合土壤墑情監(jiān)測(cè)站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)程度更高的精準(zhǔn)灌溉。

4.系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)總體包括調(diào)度中心控制系統(tǒng)、首部微灌區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)、田間自動(dòng)化控制系統(tǒng)和田間墑情信息化采集系統(tǒng)4個(gè)部分。

（1）調(diào)度中心控制系統(tǒng)

兼容不同型號(hào)和模式的計(jì)算機(jī)組成的調(diào)度中心控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)以下功能：

①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和錄入。調(diào)度中心管理人員將各子系統(tǒng)單元的灌溉面積、泵站設(shè)備、種植作物種類(lèi)、種植模式采集錄入、統(tǒng)計(jì)查詢(xún)等信息進(jìn)行采集并錄入。

②生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。各子系統(tǒng)以月度、季度和年度為時(shí)間節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)各節(jié)水灌溉系統(tǒng)單元的階段性耗水量、作物長(zhǎng)勢(shì)和收成情況等宏觀運(yùn)行狀況。

③滴灌首部運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。通過(guò)裝在泵站內(nèi)首部自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)泵站用水量、電機(jī)電壓、電機(jī)電流、管道壓力、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、統(tǒng)計(jì)查詢(xún)。

④灌溉實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)和查詢(xún)。通過(guò)田間灌溉自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)各田間灌溉系統(tǒng)單元、田間閥門(mén)狀態(tài)、每個(gè)閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)查詢(xún)。

⑤田間信息化實(shí)時(shí)采集、統(tǒng)計(jì)和查詢(xún)。通過(guò)田間信息化采集器對(duì)田間土壤墑情信息化進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)查詢(xún)。

⑥全區(qū)灌溉系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制。遠(yuǎn)程監(jiān)視灌溉系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，分析灌溉運(yùn)行數(shù)據(jù)，為管理人員加強(qiáng)先進(jìn)灌溉理念推行及制止違背科學(xué)灌溉的現(xiàn)象提供依據(jù)，遠(yuǎn)程操作田間灌溉閥門(mén)甚至終止灌溉系統(tǒng)水泵工作。

⑦自動(dòng)灌溉管理。制定及調(diào)整輪灌計(jì)劃，下發(fā)給各系統(tǒng)灌溉控制器，作為系統(tǒng)輪灌計(jì)劃的依據(jù)，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效進(jìn)行。

（2）首部微灌區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)

研究區(qū)建成3個(gè)灌溉子系統(tǒng)單元，每個(gè)子單元建設(shè)一套由泵站控制柜、水位計(jì)、壓力變送器、超聲波流量計(jì)、無(wú)線通信網(wǎng)關(guān)組成的首部無(wú)線自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

該系統(tǒng)中的首部泵站控制系統(tǒng)對(duì)灌溉用水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)前池、閥門(mén)、變頻泵、過(guò)濾器以及首部管網(wǎng)出水口的壓力和流量，水泵電動(dòng)機(jī)的電壓、電流參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)了灌溉用水總量的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，利于灌溉用水總量控制。根據(jù)首部電壓、電流、壓力以及出口流量，結(jié)合設(shè)備額定參數(shù)，對(duì)能效進(jìn)行評(píng)估，為節(jié)能方案的制定提供數(shù)據(jù)支持，使設(shè)備工作處于最佳能耗狀態(tài)，為水資源調(diào)度、電力調(diào)度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)保護(hù)水泵、電機(jī)、管網(wǎng)的設(shè)備安全。

（3）田間自動(dòng)化控制系統(tǒng)

根據(jù)獨(dú)立灌溉系統(tǒng)單元，設(shè)置由大田灌溉智能網(wǎng)關(guān)、無(wú)線閥門(mén)控制器、電磁閥及其狀態(tài)反饋傳感器、壓力傳感器組成的田間自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)輪灌制度，由調(diào)度中心自動(dòng)向無(wú)線閥門(mén)控制器發(fā)送指令，控制閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉，并將閥門(mén)真實(shí)工作狀態(tài)反饋給調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。同時(shí)在電磁閥出水口上安裝壓力傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控分支管的水壓情況，并可判斷閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)。

實(shí)現(xiàn)的功能包括：①自動(dòng)灌溉。按調(diào)度中心下發(fā)的輪灌制度自動(dòng)開(kāi)啟第一組電磁閥進(jìn)行灌溉，達(dá)到所需灌水定額后，先開(kāi)啟下一組電磁閥，然后關(guān)閉本輪輪灌電磁閥，直到完成整個(gè)地塊的灌溉任務(wù)。②遠(yuǎn)程點(diǎn)選灌溉。根據(jù)實(shí)際狀況，針對(duì)需要補(bǔ)灌等情況，采用單閥或單輪灌組人工選擇方式進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)灌溉。

（4）田間墑情信息化采集系統(tǒng)

在每一個(gè)灌溉子系統(tǒng)設(shè)置一處土壤墑情采集點(diǎn)，由土壤濕度傳感器、土壤鹽分傳感器、土壤墑情采集終端組成，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)對(duì)象的土壤水分、鹽分等信息的采集。由分布在田間不同深度的土壤濕度傳感器自動(dòng)監(jiān)測(cè)土壤濕度變化，檢測(cè)灌水狀況，并遠(yuǎn)程上報(bào)至監(jiān)控中心。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到土壤含水量降低至臨界值時(shí)做出預(yù)報(bào)，提示管理人員做好灌溉準(zhǔn)備，嚴(yán)重缺水時(shí)發(fā)出緊急提示。以典型節(jié)點(diǎn)墑情形成系統(tǒng)灌溉的統(tǒng)計(jì)性數(shù)據(jù)，作為灌溉總量控制的有效指標(biāo)，為灌溉提供數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo)，對(duì)具體輪灌組需灌時(shí)日和需灌水量進(jìn)行預(yù)報(bào)，避免過(guò)量灌溉造成水資源的浪費(fèi)和預(yù)報(bào)旱情，提高水資源的利用率和防止土壤干旱。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)軟件

支持綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)軟件為實(shí)時(shí)多用戶(hù)、多任務(wù)執(zhí)行程序系統(tǒng)，包括語(yǔ)言編譯器、文件管理軟件、系統(tǒng)自診斷自恢復(fù)軟件、網(wǎng)絡(luò)軟件。該系統(tǒng)選用Microsoft Windows 7 Professional，滿(mǎn)足各種規(guī)模的商務(wù)企業(yè)和希望充分發(fā)掘計(jì)算體驗(yàn)的廣大用戶(hù)的相關(guān)需求。

2.支持軟件

節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)除具有系統(tǒng)生成、軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)的各種標(biāo)準(zhǔn)支持軟件外，還具有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、顯示器管理軟件、制表生成軟件、支持用戶(hù)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)和畫(huà)面群結(jié)合軟件 (包括交互式作圖軟件、窗口軟件、交互式數(shù)據(jù)庫(kù)生成軟件、動(dòng)態(tài)漢字管理軟件等)、檔案 (歷史)管理軟件等。該系統(tǒng)選用Microsoft SQL Server 2005作為支持軟件，SQL Server 2005基于 SQL Server 2000的強(qiáng)大功能之上，提供了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)管理和分析解決方案，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)建、部署和管理企業(yè)應(yīng)用程序，伸縮性更強(qiáng)，更加安全可靠，且能夠在多個(gè)平臺(tái)、應(yīng)用程序和設(shè)備之間共享數(shù)據(jù)，更易于連接內(nèi)部和外部系統(tǒng)。

3.應(yīng)用軟件平臺(tái)

節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)提供云平臺(tái)服務(wù)，此平臺(tái)為模塊化產(chǎn)品，包括數(shù)據(jù)采集、處理和監(jiān)視控制軟件，具有信息接收、顯示、報(bào)警、報(bào)表打印和信息遠(yuǎn)傳處理的軟件，可通過(guò)人機(jī)界面遠(yuǎn)程控制田間電磁閥。

4.手機(jī)應(yīng)用軟件

本系統(tǒng)提供手機(jī)APP應(yīng)用軟件系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、田間閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并且可通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程控制出地樁閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地掌握灌溉情況。

三、系統(tǒng)硬件支持

1.自動(dòng)化設(shè)備支持

（1）計(jì)算機(jī)技術(shù)支持

選用主流工業(yè)級(jí)控制計(jì)算機(jī)，采用符合 “EIA”標(biāo)準(zhǔn)的全鋼化工業(yè)機(jī)箱，增強(qiáng)抗電磁干擾能力，提高抗沖擊、抗振動(dòng)能力。機(jī)箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇，正壓對(duì)流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵；配有高度可靠的工業(yè)級(jí)電源并有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)，能在惡劣條件下穩(wěn)定工作。電源及鍵盤(pán)均帶有電子鎖開(kāi)關(guān)，可防止非法開(kāi)關(guān)和非法鍵盤(pán)輸入。設(shè)有“看門(mén)狗”定時(shí)器，在因故障死機(jī)時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)自動(dòng)復(fù)位。

（2）PLC技術(shù)支持

PLC采用緊湊型本體模塊，不可插拔螺釘端子連接，CPU自帶40個(gè)I/O點(diǎn)，24V DC或100…24V AC電源，網(wǎng)絡(luò)選用Modbus、以太網(wǎng)，10BASE-T/ 100BASE-TX的Ethernet端口。

（3）無(wú)線閥門(mén)控制器

無(wú)線終端控制器是根據(jù)農(nóng)田自動(dòng)化灌溉特點(diǎn)精心設(shè)計(jì)的一款無(wú)線模塊，支持脈沖閥門(mén)控制的同時(shí)也支持大田墑情采集。無(wú)線通信距離在400～3 500m之間，視現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境而定；內(nèi)置高能電池，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1～2年，便于更換及充電；支持多種工作模式，在保證傳輸前提下，最大限度地節(jié)能；支持壓力反饋，支持流量監(jiān)測(cè)；工作溫度在-10℃～50℃之間；儲(chǔ)存溫度低至-20℃，高達(dá)70℃。

（4）脈沖式電磁閥

閥門(mén)采用工業(yè)耐用玻璃纖維尼龍材質(zhì)，耐腐蝕性好，閥體為全通徑設(shè)計(jì)，無(wú)阻隔閥口，為水流提供了無(wú)障礙通路，保證了最大流通性能，并把水頭損失降到最小。閥體集成狀態(tài)傳感器保障自動(dòng)灌溉系統(tǒng)控制的穩(wěn)定可靠。

（5）壓力變送器

壓力變送器所測(cè)對(duì)象為液體，測(cè)量范圍0～1.0 MPa，過(guò)壓極限值是量程壓力值的3倍，輸出特性為DC二線制，4～20 mA DC或0～5 V二線制，負(fù)載電阻大于500 Ω，精度等級(jí)在± 0.5%滿(mǎn)量程，長(zhǎng)期穩(wěn)定性平均每年優(yōu)于±0.25%FS，電源電壓在12V DC和36V DC之間，使用溫度在0℃～65℃，保存溫度可低至-20℃、高達(dá)85℃。

（6）土壤水分傳感器

土壤水分傳感器用來(lái)測(cè)量土壤容積的含水率，以中央探針為中心的，所測(cè)區(qū)域?yàn)橹睆?.07 m、高0.07 m的圓柱體，測(cè)量單位為%(m3/m3)，測(cè)量量程為0～100%，測(cè)量精度為0～50%，范圍內(nèi)為正負(fù)±3%的偏差，工作溫度范圍在零下-30℃～70℃，通電后1 s即可穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間小于1 s。

（7）土壤鹽分傳感器

土壤鹽分傳感器用來(lái)測(cè)量土壤中鹽分的含量，測(cè)量單位為每升中所含鹽分的摩爾量 （mol/L），測(cè)量量程0～0.45 mol/L，測(cè)量精度在±3%，分辨率為無(wú)限小，工作溫度范圍在-30℃～70℃，所用密封材料為ABS工程塑料，電導(dǎo)電極材料選用石墨，通電后1 s可達(dá)穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間小于1 s。

2.工程設(shè)計(jì)與設(shè)備支持

（1）設(shè)備要求

室內(nèi)設(shè)備的工作環(huán)境溫度必須保證在-5℃～40℃，正常工作溫度在-10℃～45℃；室外設(shè)備保證在-25℃～50℃可正常工作，設(shè)備安裝在海拔高度1 500 m以下的位置，組裝并安裝好的整套設(shè)備應(yīng)能安全承受因地震引起的地面加速度所產(chǎn)生的水平方向0.2 G、垂直方向0.1 G的振動(dòng)力。

（2）設(shè)備防銹處理

所有機(jī)柜、構(gòu)架及安裝件的內(nèi)外表面均有防銹處理，處理后的表面耐久而美觀。進(jìn)行涂層的表面若有油跡、油脂、污垢、鐵銹、熱軋表面的氧化皮、焊渣、熔渣、溶劑積垢和其他外部雜物都要清理掉。

（3）模塊（儀表）信號(hào)接入

控制柜與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接的信號(hào)包括數(shù)字量的輸入、輸出信號(hào)，模擬量的輸入、輸出信號(hào)，開(kāi)關(guān)量的輸入、輸出信號(hào)和熱電阻輸入信號(hào)等。針對(duì)不同類(lèi)型的信號(hào)傳輸，控制系統(tǒng)采用相應(yīng)的模塊與之匹配?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備與控制柜之間的電源采用24V直流供電，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制信號(hào)由所配置的繼電器觸點(diǎn)給出，模擬量輸入信號(hào)選用多通道4-20模擬量輸入模塊。

（4）電源設(shè)備支持

供電電源采用UPS電源熱備方式，當(dāng)正常供電電源切斷后，不間斷電源UPS系統(tǒng)在線進(jìn)行工作，可持續(xù)供電時(shí)間不小于3 600 s。UPS系統(tǒng)具有管理、報(bào)警、遠(yuǎn)程輸出等功能，為整個(gè)系統(tǒng)的電源輸出提供了安全保證。

（5）防雷與接地

節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化系統(tǒng)按三類(lèi)防雷建筑物設(shè)防，自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷接地、保護(hù)接地、屏蔽接地、防靜電接地等采用聯(lián)合接地體方式。

（6）線纜敷設(shè)

系統(tǒng)所用線纜的類(lèi)型和規(guī)格比較多，主要包括視頻同軸電纜、多芯護(hù)套線、信號(hào)線、電源線、屏蔽線和控制電纜等。敷設(shè)線纜要合理布置，不宜交叉，敷設(shè)時(shí)防止線纜之間及線纜與其他硬物體之間的摩擦，固定時(shí)松緊要適度；在同一線槽內(nèi)的不同信號(hào)、不同電壓等級(jí)的電纜應(yīng)分類(lèi)布置，弱電通信線纜不與強(qiáng)電線路敷設(shè)在同一線槽內(nèi)；信號(hào)線路、供電線路、連鎖線路以及有特殊要求的儀表信號(hào)線路，分別采用各自的線管。

四、結(jié) 語(yǔ)

綜合考慮灌區(qū)地理位置、氣候條件、資源環(huán)境等因素,依托迎山橋項(xiàng)目建成的節(jié)水灌溉綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是一套真正符合灌區(qū)灌溉管理現(xiàn)狀的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建成，徹底實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)農(nóng)田灌溉的適時(shí)性、精準(zhǔn)化和自動(dòng)化，提高了灌溉效率，節(jié)約了水資源，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，解放了勞動(dòng)力。 ■

[1]林紅專(zhuān),陳紹甫.節(jié)水灌溉自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及前景分析[J].內(nèi)蒙古水利,2011（5）.

[2]張金波,等.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在節(jié)水灌溉中的應(yīng)用 [J].微計(jì)算機(jī)信息, 2003（1）.

[3]曾磊.節(jié)水灌溉自動(dòng)化與決策支持系統(tǒng)的研究[J].信息技術(shù),2008（5）.

責(zé)任編輯 張瑜洪

Design and implementation of comprehensive automatic monitoring system for water-saving irrigation

Yang Hai,Chen Jiangbo

In order to save irrigated water and increase water use efficiency,advanced technologies such as computer-based technology,communication and automation have been adopted.A comprehensive automatic monitoring system of water-saving irrigation that integrates information collection,data measurement,remote control,data sharing,operation and management and remote communication was created in 2014 based on Yingxinqiao Highly-Efficient Water-saving Irrigation Project in Shapotou District of Zhongwei City in Ningxia Hui Autonomous Region.The system consists of four parts:control center,automatic micro irrigation system,onfarm automatic control system and on-farm moisture information collection.The experiment of integrating software management with automatic monitoring demonstrates that the system is reliable and can collection accurate data of soil moisture and conduct water-saving irrigation control.A complete new,accurate and timely irrigation system has been developed for agriculture irrigation.

water-saving irrigation;automation;monitoring system

TP393+S27

B

1000-1123（2017）06-0053-04

2017-01-11

楊海，高級(jí)工程師。