棉田液态肥变量施肥控制系统的设计与研究
发布时间：2022-02-11 07:58
目前新疆棉花膜下滴灌种植主要通过施用固体水溶肥来提高作物的产量,由于固体水溶肥在肥水混合时得不到充分的溶解,因此极容易造成管路堵塞等问题,导致肥料的利用率降低。液态肥相比于固体水溶肥具有明显优势,如肥效高、成本低和无环境污染等。目前我国液肥施用技术相对落后,主要体现在液态肥施用机械技术发展落后和地域环境和种植方式造成的施肥模式差异限制了施肥机械的推广两个方面。本文针对新疆棉田液态施肥系统现状和施肥环境特点,设计了一套适用于新疆棉花膜下滴灌种植的棉田液态肥变量施肥控制系统,实现了液态肥的精准变量施肥,提高了液态肥料的利用率。本文的主要研究内容分为以下几点:（1）液态肥变量施肥控制系统的设计。采用PLC、触摸屏、变频器、电磁阀、挤压泵、压力传感器、流量传感器等作为棉田液态肥变量施肥控制系统的核心组成部件,搭建液态肥变量施肥控制系统。系统设计方面包括了硬件结构设计、决策流程设计、变量调速设计以及上位机的软件程序设计。（2）PID控制算法的参数整定。根据系统要求对下位机监控系统软件搭建设计方案;对控制系统中PID算法及原理进行综述;完成了下位机监控系统中压力信息采集和流量控制单元的软件设计,构...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
011-2018年新疆棉花种植数据图
棉田液态肥变量施肥控制系统的设计与研究3图1-2文丘里施肥器图1-3压差式施肥机Fig.1-2VenturifertilizerFig.1-3Differentialpressurefertilizerapplicator20世纪80年代初，以色列在农业灌溉过程中已开始应用自动推进机械灌溉技术。施肥方式也从过去单一的肥料箱发展到多种模式，包括肥料箱、文丘里真空泵和水压式肥料喷射器。并引进了计算机控制技术和设备，营养分配的均匀性有了明显改善；进入21世纪，水肥一体化技术得到了快速的发展，应用面积进一步扩大，与之相配套的水溶性肥料的开发和生产也同时取得了巨大的进步。2006年美国学者BlonquistJM等[24]通过设计了一种用于节水灌溉的土壤湿度传感器，该传感器采用电磁感应器技术，能够对用气象站的水分蒸散量的实时监测；2008年美国学者年VellidisG等[25]开发了一种传感器列阵与精准灌溉技术，通过构建闭环控制模式，实现实时监测农作物土壤含水量的变化；2010年西班牙学者Antonio-Javier等[26]构建了一种果园灌溉系统，该系统使用了135个土壤湿度传感器、27个温度传感器用于果园的信息监测，并构建了无线传感器网络。系统通过对传感器采集的信息进行分析处理，将处理结果以控制的方式作用于电磁阀等执行元件，使果园湿度始终保持在适合果树生长的范围内实现了对果园的合理灌溉；2011年印度学者M.Nesa等[27]研制了一种果园自动化灌溉系统，即通过在果园的不同位置布设湿度传感器，获取果园气象环境信息，通过无线传感器网络节点将数据信息传送至控制中心，实现对果园的自动化灌溉；2014年墨西哥学者Gutierrez，J.等[28]将土壤湿度和温度传感器放置在作物的根区的方式构建了分布式无线网络系统，通过网络节点、触发器执行器等实现了土壤数据的web应用程序传送；2015年希腊学者年KourgialasNN,
棉田液态肥变量施肥控制系统的设计与研究3图1-2文丘里施肥器图1-3压差式施肥机Fig.1-2VenturifertilizerFig.1-3Differentialpressurefertilizerapplicator20世纪80年代初，以色列在农业灌溉过程中已开始应用自动推进机械灌溉技术。施肥方式也从过去单一的肥料箱发展到多种模式，包括肥料箱、文丘里真空泵和水压式肥料喷射器。并引进了计算机控制技术和设备，营养分配的均匀性有了明显改善；进入21世纪，水肥一体化技术得到了快速的发展，应用面积进一步扩大，与之相配套的水溶性肥料的开发和生产也同时取得了巨大的进步。2006年美国学者BlonquistJM等[24]通过设计了一种用于节水灌溉的土壤湿度传感器，该传感器采用电磁感应器技术，能够对用气象站的水分蒸散量的实时监测；2008年美国学者年VellidisG等[25]开发了一种传感器列阵与精准灌溉技术，通过构建闭环控制模式，实现实时监测农作物土壤含水量的变化；2010年西班牙学者Antonio-Javier等[26]构建了一种果园灌溉系统，该系统使用了135个土壤湿度传感器、27个温度传感器用于果园的信息监测，并构建了无线传感器网络。系统通过对传感器采集的信息进行分析处理，将处理结果以控制的方式作用于电磁阀等执行元件，使果园湿度始终保持在适合果树生长的范围内实现了对果园的合理灌溉；2011年印度学者M.Nesa等[27]研制了一种果园自动化灌溉系统，即通过在果园的不同位置布设湿度传感器，获取果园气象环境信息，通过无线传感器网络节点将数据信息传送至控制中心，实现对果园的自动化灌溉；2014年墨西哥学者Gutierrez，J.等[28]将土壤湿度和温度传感器放置在作物的根区的方式构建了分布式无线网络系统，通过网络节点、触发器执行器等实现了土壤数据的web应用程序传送；2015年希腊学者年KourgialasNN,
【参考文献】：
期刊论文
[1]山区烤烟液肥深施机的设计[J]. 周茂茜,李家春,田莉,张宾宾,张雷. 农机化研究. 2019(11)
[2]水氮调控对轻度盐化土滴灌棉花生理特性与产量的影响[J]. 王振华,朱延凯,张金珠,李文昊,扁青永. 农业机械学报. 2018(06)
[3]基于Fuzzy-Smith控制器的营养液pH值调控系统研究[J]. 李帅帅,李莉,穆永航,王宏康,吴勇,SIGRIMIS N. 农业机械学报. 2017(S1)
[4]精量水肥灌溉系统控制策略及验证[J]. 张育斌,魏正英,朱新国,胡杨,李林章. 排灌机械工程学报. 2017(12)
[5]水肥一体化对新疆膜下滴灌水稻产量及养分利用的影响[J]. 张磊,曾胜和,陈云,梁飞,王国栋. 新疆农垦科技. 2017(11)
[6]新疆库尔勒棉花化肥减量增效技术推广现状及建议[J]. 陈绪兰,张娇阁,刘萍,王春峰. 中国棉花. 2017(07)
[7]内蒙古西部植棉区棉花膜下滴灌水肥一体化栽培技术规程[J]. 路战远,咸丰,张建中,陈立宇,杨建强,苏和,张向前,程玉臣,宿志安,姜晓平. 棉花科学. 2017(03)
[8]中国水肥一体化装备的分类及发展方向[J]. 赵春江,郭文忠. 农业工程技术. 2017(07)
[9]基于两线解码技术的水肥一体化云灌溉系统研究[J]. 江新兰,杨邦杰,高万林,晏清洪. 农业机械学报. 2016(S1)
[10]模糊与PI分段调控肥液EC的优化设计与试验[J]. 王海华,付强,孟繁佳,梅树立,王俊衡,李莉. 农业工程学报. 2016(15)
博士论文
[1]中国棉花生产波动研究[D]. 谭砚文.华中农业大学 2004
硕士论文
[1]机采棉膜下滴灌水肥一体化高效施用模式研究[D]. 李勇.中国农业科学院 2016
[2]基于PLC的恒压供水控制系统研究[D]. 梁锦昌.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3619900
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
011-2018年新疆棉花种植数据图
棉田液态肥变量施肥控制系统的设计与研究3图1-2文丘里施肥器图1-3压差式施肥机Fig.1-2VenturifertilizerFig.1-3Differentialpressurefertilizerapplicator20世纪80年代初，以色列在农业灌溉过程中已开始应用自动推进机械灌溉技术。施肥方式也从过去单一的肥料箱发展到多种模式，包括肥料箱、文丘里真空泵和水压式肥料喷射器。并引进了计算机控制技术和设备，营养分配的均匀性有了明显改善；进入21世纪，水肥一体化技术得到了快速的发展，应用面积进一步扩大，与之相配套的水溶性肥料的开发和生产也同时取得了巨大的进步。2006年美国学者BlonquistJM等[24]通过设计了一种用于节水灌溉的土壤湿度传感器，该传感器采用电磁感应器技术，能够对用气象站的水分蒸散量的实时监测；2008年美国学者年VellidisG等[25]开发了一种传感器列阵与精准灌溉技术，通过构建闭环控制模式，实现实时监测农作物土壤含水量的变化；2010年西班牙学者Antonio-Javier等[26]构建了一种果园灌溉系统，该系统使用了135个土壤湿度传感器、27个温度传感器用于果园的信息监测，并构建了无线传感器网络。系统通过对传感器采集的信息进行分析处理，将处理结果以控制的方式作用于电磁阀等执行元件，使果园湿度始终保持在适合果树生长的范围内实现了对果园的合理灌溉；2011年印度学者M.Nesa等[27]研制了一种果园自动化灌溉系统，即通过在果园的不同位置布设湿度传感器，获取果园气象环境信息，通过无线传感器网络节点将数据信息传送至控制中心，实现对果园的自动化灌溉；2014年墨西哥学者Gutierrez，J.等[28]将土壤湿度和温度传感器放置在作物的根区的方式构建了分布式无线网络系统，通过网络节点、触发器执行器等实现了土壤数据的web应用程序传送；2015年希腊学者年KourgialasNN,
棉田液态肥变量施肥控制系统的设计与研究3图1-2文丘里施肥器图1-3压差式施肥机Fig.1-2VenturifertilizerFig.1-3Differentialpressurefertilizerapplicator20世纪80年代初，以色列在农业灌溉过程中已开始应用自动推进机械灌溉技术。施肥方式也从过去单一的肥料箱发展到多种模式，包括肥料箱、文丘里真空泵和水压式肥料喷射器。并引进了计算机控制技术和设备，营养分配的均匀性有了明显改善；进入21世纪，水肥一体化技术得到了快速的发展，应用面积进一步扩大，与之相配套的水溶性肥料的开发和生产也同时取得了巨大的进步。2006年美国学者BlonquistJM等[24]通过设计了一种用于节水灌溉的土壤湿度传感器，该传感器采用电磁感应器技术，能够对用气象站的水分蒸散量的实时监测；2008年美国学者年VellidisG等[25]开发了一种传感器列阵与精准灌溉技术，通过构建闭环控制模式，实现实时监测农作物土壤含水量的变化；2010年西班牙学者Antonio-Javier等[26]构建了一种果园灌溉系统，该系统使用了135个土壤湿度传感器、27个温度传感器用于果园的信息监测，并构建了无线传感器网络。系统通过对传感器采集的信息进行分析处理，将处理结果以控制的方式作用于电磁阀等执行元件，使果园湿度始终保持在适合果树生长的范围内实现了对果园的合理灌溉；2011年印度学者M.Nesa等[27]研制了一种果园自动化灌溉系统，即通过在果园的不同位置布设湿度传感器，获取果园气象环境信息，通过无线传感器网络节点将数据信息传送至控制中心，实现对果园的自动化灌溉；2014年墨西哥学者Gutierrez，J.等[28]将土壤湿度和温度传感器放置在作物的根区的方式构建了分布式无线网络系统，通过网络节点、触发器执行器等实现了土壤数据的web应用程序传送；2015年希腊学者年KourgialasNN,
【参考文献】：
期刊论文
[1]山区烤烟液肥深施机的设计[J]. 周茂茜,李家春,田莉,张宾宾,张雷. 农机化研究. 2019(11)
[2]水氮调控对轻度盐化土滴灌棉花生理特性与产量的影响[J]. 王振华,朱延凯,张金珠,李文昊,扁青永. 农业机械学报. 2018(06)
[3]基于Fuzzy-Smith控制器的营养液pH值调控系统研究[J]. 李帅帅,李莉,穆永航,王宏康,吴勇,SIGRIMIS N. 农业机械学报. 2017(S1)
[4]精量水肥灌溉系统控制策略及验证[J]. 张育斌,魏正英,朱新国,胡杨,李林章. 排灌机械工程学报. 2017(12)
[5]水肥一体化对新疆膜下滴灌水稻产量及养分利用的影响[J]. 张磊,曾胜和,陈云,梁飞,王国栋. 新疆农垦科技. 2017(11)
[6]新疆库尔勒棉花化肥减量增效技术推广现状及建议[J]. 陈绪兰,张娇阁,刘萍,王春峰. 中国棉花. 2017(07)
[7]内蒙古西部植棉区棉花膜下滴灌水肥一体化栽培技术规程[J]. 路战远,咸丰,张建中,陈立宇,杨建强,苏和,张向前,程玉臣,宿志安,姜晓平. 棉花科学. 2017(03)
[8]中国水肥一体化装备的分类及发展方向[J]. 赵春江,郭文忠. 农业工程技术. 2017(07)
[9]基于两线解码技术的水肥一体化云灌溉系统研究[J]. 江新兰,杨邦杰,高万林,晏清洪. 农业机械学报. 2016(S1)
[10]模糊与PI分段调控肥液EC的优化设计与试验[J]. 王海华,付强,孟繁佳,梅树立,王俊衡,李莉. 农业工程学报. 2016(15)
博士论文
[1]中国棉花生产波动研究[D]. 谭砚文.华中农业大学 2004
硕士论文
[1]机采棉膜下滴灌水肥一体化高效施用模式研究[D]. 李勇.中国农业科学院 2016
[2]基于PLC的恒压供水控制系统研究[D]. 梁锦昌.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3619900
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