孔德磊

摘要：近年來，節(jié)水灌溉越來越受到社會各方面的廣泛關注，圍繞如何更好的進行節(jié)水灌溉的討論不斷展開，其中，自動控制技術在節(jié)水灌溉中的應用優(yōu)點眾多，備受大家的關注。

關鍵詞：自動控制技術；節(jié)水灌溉；應用

傳統(tǒng)的灌溉系統(tǒng)主要是采用大水漫灌以及人工灑水的方式，造成了水資源的嚴重浪費，并且灌溉均勻度很差，對植物的生長很不利?，F(xiàn)代應用自動控制技術的灌溉方式能夠彌補這些缺陷，實現(xiàn)節(jié)水灌溉。本文以節(jié)水灌溉為研究對象，對自動控制技術在其中的應用進行了簡要的分析和研究。

一、自動控制技術應用類型

（一）按物理控制量劃分

（1）壓力型。

壓力型是通過控制灌溉管道的壓力，來達到提高灌溉的均勻性目的，通常是需要與變頻控制器一起使用的，只要根據(jù)相同的壓力灌溉系統(tǒng)，設置壓力傳感器，就可以實現(xiàn)控制目的。但是，壓力型自動控制應用成本較高，操作也比較復雜，不是任何類型的灌溉都適用，它只適合對灌溉水均勻性要求高的一些場所。

（2）土壤濕度型。

土壤濕度型是通過控制土壤濕度，從而實現(xiàn)對土壤含水量控制的目的，通常是與滲灌和滴灌一起搭配使用。根據(jù)土壤的不同濕度，系統(tǒng)會設置最大值以及最小值，之后通過傳感器對土壤濕度進行探測，一旦土壤濕度達到設置的最小值，系統(tǒng)就會自動開啟進行灌溉，反之當土壤濕度達到設置的最大值，系統(tǒng)就會自動關閉。土壤濕度型自動控制系統(tǒng)使用起來很方便，但是它的應用成本也比較高，并不適用于所有類型的灌溉，一般是多應用于溫室大棚和田地等范圍比較大的灌溉。

（3）空氣濕度型。

空氣濕度型是通過對空氣溫度施加控制，來確保環(huán)境能夠適宜作物生長，實現(xiàn)節(jié)水灌溉的目的，一般是與微噴灌一起應用。它的工作流程和土壤濕度幾乎相同，根據(jù)空氣的不同濕度，系統(tǒng)會設置最大值以及最小值，之后通過傳感器對空氣濕度進行探測，一旦空氣濕度達到設置的最小值，系統(tǒng)就會自動開啟進行灌溉，反之當空氣濕度達到設置的最大值，系統(tǒng)就會自動關閉。這種空氣濕度型自動控制系統(tǒng)使用起來方便簡單，但實際應用比較少，多用于大棚和溫室中，特別是對育苗進行灌溉，控制相對比較準確。

（4）時間型。

時間性是通過控制灌水時間，來達到節(jié)水灌溉的目的。時間型自動系統(tǒng)能夠事先設定好灌溉開啟和關閉的時間，比如，可以設定每天的中午11：00到下午3：00點以及晚上5：30到7：00進行灌溉，其余時間保持關閉。此外，時間型還可以對開啟及關閉時間的間隔進行設點，比如育苗微噴灌為保證濕度，設定開起為15秒關閉8分鐘連續(xù)運行。時間性自動控制系統(tǒng)的制造簡單，技術成本也相對便宜很多，使用也簡單不需要太多的技術含量，因此應用范圍十分廣。

（5）雨量型。

雨量型是根據(jù)降雨量的多少，來達到控制灌水量的目的，一般情況下是與微噴灌和噴灌一起結合應用的。雨量型自動控制系統(tǒng)的工作是通過傳感器來實現(xiàn)對灌溉降雨量進行采集，當達到設定值以后，就會自動關閉系統(tǒng)。

（6）綜合型。

綜合性是通過綜合控制灌溉管理壓力、土壤濕度、灌水時間、降雨量、空氣濕度中的幾種，例如，控制灌水時間加降雨量，土壤濕度加空氣濕度加壓力，降雨量加灌水時間等，根據(jù)系統(tǒng)開啟和關閉設定條件，物理量滿足條件就可以執(zhí)行動作。

（二）按控制系統(tǒng)復雜程度劃分

（1）簡易型。

簡易型通常是對一臺設備進行控制，像水泵、電磁閥等，它比較適用于小面積的灌溉，土壤濕度型1路進行信號的采集，1路或2路對信號進行控制；時間型1路進行輸出。

（2）多路控制型。

多路控制型主要包括兩方面內(nèi)容，一是輸出信號，二是多路輸入，它可以對多臺設備同時進行控制，比較適合大面積灌溉。多路控制型系統(tǒng)的優(yōu)點是可以滿足用戶的基本需求，并且價格低廉，應用前景廣闊，缺點是操作較為復雜，并且不夠直觀。

（3）中央計算機控制型。

這是一種主機由中央計算機軟件控制為輔助控制，操作更直觀，系統(tǒng)控制多通道，可根據(jù)需要無限延長，適合廣泛的灌溉。用于數(shù)據(jù)輸入的微機軟件，顯示每個設備的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并保存數(shù)據(jù)，幫助做出決策。輻射，相對濕度和溫度等氣象參數(shù)從電子氣象臺傳輸?shù)街醒胗嬎銠C，自動決定通知執(zhí)行裝置關閉或打開子系統(tǒng)。此外，它可以控制各個組件。使用中央電腦控制系統(tǒng)時，需要注意一些問題。由于微型噴淋頭和滴管灌溉裝置的水通道尺寸小，水中的雜質(zhì)過多，容易堵塞。同時由進出口壓力引起的過濾器堵塞，當壓力差過大時，水不符合灌溉要求，甚至造成過濾器爆裂，應始終清潔過濾器，或與自動清洗過濾器功能。

二、自動控制技術在節(jié)水灌溉中的應用

（1）在發(fā)達國家的應用現(xiàn)狀。

發(fā)達國家由于科技水高、電子技術發(fā)展快，加上節(jié)水灌溉的發(fā)展起步早、時間長，因此在節(jié)水灌溉中應用自動控制技術更加先進也更加完善。有的國家使用地下濕度傳感器來探測土壤濕度，通過智能系統(tǒng)來測得植物果、莖等直徑變化，進而分析作物灌溉量及灌溉計劃。小型控制器大多使用在設施較多的場所，通常能夠?qū)茁返绞畮茁返碾姶砰y進行同時控制，具有多套管理程序，可根據(jù)實際情況設定開啟、間隔和關閉時間，智能化及自動化控效果更加可靠、精密，操作也很方便簡單。

（2）在我國的應用及發(fā)展。

我國自從引進節(jié)水灌溉以后，大多是作為示范性應用，還沒有進行大規(guī)模的實際應用。同時，我國的自動控制技術在節(jié)水灌溉上還缺乏使用。近幾年來，我國對節(jié)水灌溉大力提倡，對自動控制技術在節(jié)水灌溉上的應用也非常重視，現(xiàn)在根據(jù)我國部分地區(qū)的實際情況，已經(jīng)自行研制出了一些自動控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，并且在實際應用中取得了不錯的效果。不管是簡易型的、多路型的、還是中央計算機控制型的系統(tǒng)，在我國都有實際應用，相信在不久的將來自動控制技術在我國節(jié)水灌溉中會有更多的應用，從長遠來看將會節(jié)約大量的人力、物力和財力，有助于我國實現(xiàn)科學灌溉，最終達到節(jié)約水資源的目的。

三、結語

通過上面分析可以看出，自動控制技術在節(jié)水灌溉上應用廣泛，幫助灌溉節(jié)省了大量的人力，并且達到了節(jié)約水資源的目的?，F(xiàn)在西方發(fā)達國家的自動控制節(jié)水灌溉系統(tǒng)發(fā)展速度快，自動化、智能化水平高，我國的自動控制節(jié)水灌溉也在不斷發(fā)展，相信在各國的不斷努力下，未來全球節(jié)水灌溉將會取得突破性進展。

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