机井灌溉控制系统产品介绍

*章 系统概述

1.1 概述

灌溉用水计量设施是地下水超采综合治理的重要设施，为有效实现地下水监测、预报与管理提供了手段。

节水压采按照“四级水权”分配原则以及作物用水定额、作物种植种类面积，制定行业、乡镇、村、农户用水计划，实现农户IC卡用水、水量分配、水权交易，对机井取水量进行日、月、年取水量统计，分析用水总量、灌溉水利用率以及节水、增粮效益。帮助项目区根据种植作物所处生长周期，依据土壤成份、大棚内土壤墒情、气象环境等因素，建立作物需水量模型，根据各个水源井水泵取水能力，计算相应水泵开启时间，据此下达水泵启停指令，控制水泵的运行，实现科学灌溉和灌溉自动化。

1.2 系统特色

本系统方案设计遵循技术*、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则，并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统、完整、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。

◆ 兼容性强：兼容交流接触器、软启动、变频启动、自偶降压启动等多种水泵启动方式。

◆ 无距离限制：采用GPRS无线通信，对水源井与监控中心间的距离无要求。

◆ 性能稳定：采用防雷击、抗干扰、输入信号隔离等多项措施，确保设备安全、可靠。

◆ 维护方便：可远程设置工作参数，实现设备异常实现远程诊断。

◆ 接入灵活：配备水资源管理平台，也可接入组态软件或用户自行开发的软件系统。

1.3 系统组成

智能机井控制系统主要由智能机井控制设备、蓝芯水资源管理平台软件、两大主体构成。智能机井控制设备代替传统井房，将用水信息采集、水利设施的安全防护及运行状态的监测预警、农田灌溉基础数据管理等功能模块植入控制保护柜柜体内，实现农用机井的安全智能化管理、农业用水管理。通过水资源管理平台软件对地下水位监测站实时工作状况进行在线监控，可以提升整个系统的应用与管理水平，为更好地管理地下水资源提供准确、科学的依据。系统组成如图1所示。

图1 智能机井控制系统组成图

第二章 智能机井控制设备

2.1 设备组成及主要功能

智能机井灌溉控制设备由控制箱（柜）、流量传感器、IC卡等组成。控制机箱如图2所示。

图2 智能机井灌溉控制机箱

此套设备将智能化用水信息采集、水利设施的安全防护及运行状态的监测预警、农田灌溉基础数据管理等功能模块植入控制保护柜柜体内，实现农用机井的安全智能化管理、农业用水管理。机井灌溉控制设备具有智能控制器、断路器、智能软启动器（或交流接触器、变频器）、箱（柜）体、计量设备（电表、流量计）等。

智能机井控制器的功能：

1. 非接触IC卡智能控制操作，一卡多点，易操作
2. 智能化设备故障判断、预警技术
3. 集成局域无线和GPRS网络传输、系统组网和智能监控等技术
4. 阶梯计量水费、定额管理、总量控制技术方案
5. 模块式软硬件结构设计
6. 宽电压稳压设计电路，解决电压不稳问题

2.2 功能介绍

智能机井灌溉控制设备主要实现对用户 IC 卡的识别，水泵启停管理、水泵耗电计量和读取流量计取水水量的数据。当用户取水灌溉时，在农业机井灌溉控制器刷卡感应区刷用户卡，农业机井灌溉控制器读取用户卡数据，并判断用户卡数据的合法性和用户卡中的剩余金额数据，满足启泵条件，智能控制器控制水泵启动，并自动读取流量传感器数据，记录用户用水量起始值，随着用户的用水，农业机井灌溉控制器自动记录用户的耗电量和用水量数据，并从卡中扣减用户余额，当用户再次刷用户卡或卡中余量扣减为零，农业机井灌溉控制器能自动控制水泵停止，禁止用户取水。智能控制器自动存储该用户本次开泵时间、停泵时间、本次使用电量、使用水量值，并将记录值通过 GPRS 无线模块发向水资源管理平台。

特色功能：

设备采用超低功耗设计，*交直流双供电工作模式，断电后，设备仍能正常上传数据。

1. 交直流工作模式；
2. 超低功耗设计；
3. 休眠状态工作电流＜30μA；
4. 交流断电也会定时上报设备状态，便于设备管理维护；
5. 当切换到交流供电模式后，自动为电池充电，保证电池可*使用同时也可正常进行开关泵操作。

2.3 设备整体使用功能

（1）刷卡取水

机井灌溉控制设备具备 IC 卡智能控制水泵启停功能。用水户需要抽水灌溉时持 IC 卡刷卡启动水泵取水，再刷卡停泵；取水计量一体机根据用水量、电量自动扣除水费、电费，在剩余水量(或电量)达到告警值时自动告警，水量(或电量)用完自动停机，再刷卡可继续启动机泵使用一定的水量(或电量)，IC卡重新充值后才能再次使用。

（2）信息传输

机井灌溉控制设备具有远程传输功能，以GPRS网络进行传输。有两种工作方式，一种为GPRS单站，另一种为利用Lora自组网将多台设备数据汇集到一台GPRS主站，然后再将数据上传到水资源管理平台。设备具有远程配置功能，可以实现远程配置报送时间和时间间隔等参数。

（3）设备自检和故障诊断

机井灌溉控制设备设备自检和故障诊断功能，在设备出现故障时自动监测故障，对影响安全的设备具备自锁闭功能，并及时上报上位数据管理中心。

（4）备用电源自动切换

机井灌溉控制设备配备备用电源，在外部电源停电状态下，保证监测设备和 通讯设备能够正常运行 12 个月时间。外部电源有电状态下自动对备用电源充电，外部电源断电时备用电源能够自动切换。

（5）保护功能

机井灌溉控制设备具备漏电保护、短路保护、过载保护、过压、欠压、输入缺相保护等安全保护功能，

2.4 设备组成表