一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统，包括工控机、PLC控制柜、监控装置、气体压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀、微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统、触摸屏、气体采集电磁阀；所述的微型气泵能够给变幅杆提供气体；超声波发生器工作，微气泵通过变幅杆中心的孔向水中输入气体，变幅杆的上端面水在受到声场的扰动时，气体经过气体压缩器、气体爆破器，在离心力作用下，使其气泡发生装置内部形成压力差构成负压区，产生疏密变化微纳米气体，完成微纳米气泡的产生。本实用新型专利技术实现精良农业的微纳米气泡产生及供给，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。

A fine agricultural micro and nano bubble supply system based on PLC control

The utility model discloses a PLC control of excellent agricultural micro bubble supply system based on IPC, PLC control cabinet, monitoring device, gas compression device solenoid valve, solenoid valve, gas blasting device micro bubble generation device, oxygen sensor, gas sensor, gas sensor, air collection system, touch the gas collecting screen, micro air pump solenoid valve; the horn to provide gas; ultrasonic generator, micro pump through the horn to the water hole at the center of the upper end surface of the input gas, water of the horn in the sound field disturbance, the gas through the gas compressor, gas blasting device, under the action of centrifugal force the bubble formation occurs, the pressure difference in a negative pressure area inside the device, produce the density change of micro nano gas, produces micro nano bubbles. The utility model realizes the production and supply of micro and nano bubbles in excellent agriculture, saves manpower, improves production efficiency, and produces good economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统
本技术涉及计算机技术、传感技术、网络信息化技术、计算机智能化的管理技术，具体涉及精良农业微纳米气泡供给系统的
，更具体的说，涉及一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统。
技术介绍
微纳米氧气泡具有气泡体积小、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点。在水中通入微纳米气泡，可有效分离水中固体杂质、快速提高水体氧浓度、杀灭水中有害病菌、降低固液界面摩擦系数，从而在浮气净水技术、水体增氧、臭氧水消毒盒微纳米气泡建筑等领域中应用比宏观气泡具有更高的效率，应用前景也更为广阔。微纳米氧气泡灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的不均、保证适时适量地满足草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。据研究资料表明：每种植物都有适合其生长的湿度，湿度过大，植物的根系就会在土壤中腐烂，湿度过小，就不足以满足植物生长所需要的水分。灌溉就是最大限度地满足土壤的湿度在适宜植物生长的湿度范围之内。经资料查证最适宜草坪生长的湿度是50%—60%RH。我国是一个水资源严重缺乏，水旱灾害频繁的国家。虽然水资源的总量居世界第6位，但是按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的1/4，在世界排110位，已被联合国列为13个贫水国家之一。另一方面，我国水资源的分布很不平衡。北方有些地区水资源的占有量仅为900立方米，低于国际公认的1000立方米的水资源下限。有些地区的人均占有量甚至低于世界最贫水的国家埃及和以色列的水平。我国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉用水的利用率普遍低下，就全国范围而言，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%一80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。灌溉系统自动化的水平较低，这也是制约我国高效农业发展的主要原因。以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情和农作物的生长，实现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。目前，微纳米气泡供给系统存在以下问题：（1）、国内灌溉控制仅考虑了作物需水量的供给，而微纳米气泡的产生注意不多，没有成熟的微纳米气泡发生装置被推广应用；（2）、很少采用PLC控制器作为控制系统，效率低下、费时费力；（3）、目前的微纳米气泡控制系统不包括工控机、PLC控制柜、监控装置、气体压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀、微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统、触摸屏、气体采集电磁阀，其结构复杂，不能很好产生良好的经济和社会效益。以往的精良农业的微纳米气泡发生的技术已日趋完善，请参照中国申请人、专利权人张万军，专利技术人张万军的专利，专利名称：一种精量农业中水肥气融合的微纳米氧气泡发生控制装置，申请号：2016206329498；该包括供水装置、水管网供水支细管、供水电磁阀、控制电路、电缆线、控制系统、氧气发生装置、微纳米氧气泡发生装置；微纳米氧气泡发生装置左侧安装节流孔、氧气传感器、出气口，微纳米氧气泡发生装置下侧上安装潜水泵；微纳米氧气泡发生装置通过滴灌与供水电磁阀、控制电路、电缆线相连；微纳米氧气泡发生装置的上端安装控制系统，用于控制农作物的精量灌溉。本专利技术实现日光温室大棚里农作物水肥气融合的精量灌溉的施肥自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述工控机、PLC控制柜、监控装置、气体压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀、微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统、触摸屏、气体采集电磁阀的组成及工作原理。
技术实现思路
本技术是为了克服上述不足，给出了一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统。本专利技术的技术方案如下：一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统，包括工控机、PLC控制柜、监控装置、气体压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀、微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统、触摸屏、气体采集电磁阀；所述的PLC控制柜包括PLC控制器、RS-232、以太网，所述的PLC控制器采用S7-200的PLC控制器；所述的工控机作为上位机，所述的工控机通过以太网与PLC控制柜相连接；所述的触摸屏通过RS-232与PLC控制柜相连接，所述的触摸屏，用于人机交互式的对话；所述的气体采集电磁阀，安装在PLC控制柜相连接；所述的PLC控制柜的下端分别与微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统相连接；所述的氧气压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀通过气体压缩爆破控制箱与与PLC控制柜相连接，所述的微纳米气泡发生装置包括超声波发生器、微型气泵、流量控制器、气体压缩器、气体爆破器、气体采集器、气体采集控制器、支撑架；所述的微型气泵能够给变幅杆提供气体；超声波发生器工作，微气泵通过变幅杆中心的孔向水中输入气体，变幅杆的上端面水在受到声场的扰动时，气体经过气体压缩器、气体爆破器，在离心力作用下，使其气泡发生装置内部形成压力差构成负压区，产生疏密变化微纳米气体，普通气体通过进气口进入负压区，将普通气体在气体采集控制器作用下由分子级爆破成微纳米的气泡，完成微纳米气泡的产生。进一步地，所述的监控装置的数量为三个，三个监控装置安装在PLC控制柜的左端。进一步地，所述的支撑架安装有横立柱一、横立柱二。进一步地，所述的横立柱一上设有固定架，固定架上安装有气体采集器，所述的气体采集器上安装有气体采集电磁阀、气体采集控制器，完成气体的采集控制。进一步地，所述的横立柱一上设有气体爆破器，所述的气体爆破器上安装有气体爆破电磁阀。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统，其特征在于：包括工控机、PLC控制柜、监控装置、气体压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀、微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统、触摸屏、气体采集电磁阀；所述的PLC控制柜包括PLC控制器、RS‑232、以太网，所述的PLC控制器采用S7‑200的PLC控制器；所述的工控机作为上位机，所述的工控机通过以太网与PLC控制柜相连接；所述的触摸屏通过RS‑232与PLC控制柜相连接，所述的触摸屏，用于人机交互式的对话；所述的气体采集电磁阀，安装在PLC控制柜相连接；所述的PLC控制柜的下端分别与微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统相连接；所述的氧气压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀通过气体压缩爆破控制箱与PLC控制柜相连接，所述的微纳米气泡发生装置包括超声波发生器、微型气泵、流量控制器、气体压缩器、气体爆破器、气体采集器、气体采集控制器、支撑架；所述的微型气泵能够给变幅杆提供气体；超声波发生器工作；微气泵通过变幅杆中心的孔向水中输入气体，变幅杆的上端面水在受到声场的扰动时，气体经过气体压缩器、气体爆破器；在离心力作用下；使气泡发生装置内部形成压力差构成负压区，产生疏密变化微纳米气体，普通气体通过进气口进入负压区，将普通气体在气体采集控制器作用下由分子级爆破成微纳米的...

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统，其特征在于：包括工控机、PLC控制柜、监控装置、气体压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀、微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统、触摸屏、气体采集电磁阀；所述的PLC控制柜包括PLC控制器、RS-232、以太网，所述的PLC控制器采用S7-200的PLC控制器；所述的工控机作为上位机，所述的工控机通过以太网与PLC控制柜相连接；所述的触摸屏通过RS-232与PLC控制柜相连接，所述的触摸屏，用于人机交互式的对话；所述的气体采集电磁阀，安装在PLC控制柜相连接；所述的PLC控制柜的下端分别与微纳米气泡发生装置、氧气传感器、氮气传感器、空气传感器、气体采集系统相连接；所述的氧气压缩装置电磁阀、气体爆破装置电磁阀通过气体压缩爆破控制箱与PLC控制柜相连接，所述的微纳米气泡发生装置包括超声波发生器、微型气泵、流量控制器、气体压缩器、气体爆破器、气体采集器、气体采集控制器、支撑架；所述的微型气泵能够给变幅杆提供气体；超声波发生器工作；微气泵通过变幅杆中心的孔向水中输入气体，变幅杆的上端面水在受到声场的扰动时，气体经过气体压缩器、气体爆破器；在离心力作用下；使气泡发生装置内部形成压力差构成负压区，产生疏密变化微纳米气体，普通气体通过进气口进入负压区，将普通气体在气体采集控制器作用下由分子级爆破成微纳米的气泡，完成微纳米气泡的产生。2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的精良农业微纳米气泡供给系统，所述的监控装置的数量为三个，三个监控装置安装在PLC控制柜的左端。3.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万军，
申请(专利权)人：泉州信息工程学院，张万军，
类型：新型
国别省市：福建,35