機井灌溉控制系統產品介紹

*章 系統概述

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，為有效實現地下水監測、預報與管理提供了手段。

節水壓采按照“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、鄉鎮、村、農戶用水計劃，實現農戶IC卡用水、水量分配、水權交易，對機井取水量進行日、月、年取水量統計，分析用水總量、灌溉水利用率以及節水、增糧效益。幫助項目區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，實現科學灌溉和灌溉自動化。

1.2 系統特色

本系統方案設計遵循技術*、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則，并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統設計內容是系統、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，對水源井與監控中心間的距離無要求。

◆ 性能穩定：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，實現設備異常實現遠程診斷。

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

1.3 系統組成

智能機井控制系統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傳統井房，將用水信息采集、水利設施的安全防護及運行狀態的監測預警、農田灌溉基礎數據管理等功能模塊植入控制保護柜柜體內，實現農用機井的安全智能化管理、農業用水管理。通過水資源管理平臺軟件對地下水位監測站實時工作狀況進行在線監控，可以提升整個系統的應用與管理水平，為更好地管理地下水資源提供準確、科學的依據。系統組成如圖1所示。

圖1 智能機井控制系統組成圖

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的監測預警、農田灌溉基礎數據管理等功能模塊植入控制保護柜柜體內，實現農用機井的安全智能化管理、農業用水管理。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、系統組網和智能監控等技術
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. 寬電壓穩壓設計電路，解決電壓不穩問題

2.2 功能介紹

智能機井灌溉控制設備主要實現對用戶 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據。當用戶取水灌溉時，在農業機井灌溉控制器刷卡感應區刷用戶卡，農業機井灌溉控制器讀取用戶卡數據，并判斷用戶卡數據的合法性和用戶卡中的剩余金額數據，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據，記錄用戶用水量起始值，隨著用戶的用水，農業機井灌溉控制器自動記錄用戶的耗電量和用水量數據，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據。

1. 交直流工作模式；
2. 超低功耗設計；
3. 休眠狀態工作電流＜30μA；
4. 交流斷電也會定時上報設備狀態，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據匯集到一臺GPRS主站，然后再將數據上傳到水資源管理平臺。設備具有遠程配置功能，可以實現遠程配置報送時間和時間間隔等參數。

（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，在設備出現故障時自動監測故障，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下，保證監測設備和 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