專利名稱：基于plc的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速公路綠化噴灌裝置，特別是基于PLC的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置，屬于自動噴灌技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速公路離市區(qū)水源地方較遠，人工噴灑雨水，在炎熱的夏天，綠化工作人員勞動強度大，不適宜長期噴灑水的工作。人工噴灑水成本較高，而采用噴灑機械噴水，一方面需要支出人工成本，另一方面噴灑機械的成本也很高。中國水資源雖然較多，但人均量并不豐富，在干旱天氣時候，有些地區(qū)常出現(xiàn)缺水情況。而高速公路離市區(qū)水源很遠，水資源調(diào)運不方便，因此需要在高速公路合適位置鉆井，用井水代替市區(qū)水資源，同時設(shè)置雨水利用設(shè)施，采用雨水和井水供水裝置的互補，即可較好地解決高速公路綠化用水的問題。但高速公路綠化還需要配備節(jié)水噴灌裝置，以解決在具體實施過程中的節(jié)水、投資和使用方便等各個方面的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供基于PLC的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置， 智能化程度高，使用方便，投資少。解決本發(fā)明的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是路邊設(shè)有蓄水水源，水源通過管路依次連接水泵、水沙分離器、沙石過濾器、疊片過濾器和噴頭，水泵的電機輸入線路中接入了 PLC控制器的接觸器常開觸點，PLC控制器的信號輸入端連接雨量傳感器。本發(fā)明的具體技術(shù)方案還包括在水泵的電機輸入線路中還接入了手動控制器的接觸器常開觸點，且PLC控制器與手動控制器二者的電流回路中設(shè)置有互相聯(lián)鎖保護的接觸器常閉觸點，PLC控制器與手動控制器設(shè)在水泵的電機輸入線路中的接觸器常開觸點為并聯(lián)。手動控制器中設(shè)置有延時斷開時間繼電器，其觸點設(shè)在手動控制器電流通路中， 當手動控制器控制水泵進行噴灌時，可在設(shè)定的延時時間到達時自動停止工作，起到接水及保護水泵的作用。在水泵輸出的輸水管路上連接有止回閥，可防止抽出的水倒流。在輸水管路上還連接有排氣閥，可放掉管道中的空氣，防止氣阻。在沙石過濾器、疊片過濾器和噴頭的電磁閥前的輸水管路上設(shè)置有壓力表，當顯示出管道壓力過大，則可關(guān)掉管道，起保護作用。本裝置的水泵運行分為手動和自動控制電路，雨量傳感器連接到PLC的數(shù)字量模塊接口。PLC通過接觸器線圈連接到220V的交流電源上，當PLC檢測到連續(xù)三天沒有下雨的信號，PLC就輸出一個指令，接觸器線圈得電，自動運行主回路的接觸器常開觸點，水泵運行。水泵開始運行，PLC就開始計時，若水泵運行30分鐘，則PLC又輸出一個指令，停止水泵運行。當PLC運行時候，手動控制回路的觸點斷開，手動控制水泵不會運行，起聯(lián)鎖保護作用。手動控制回路由停止按鈕決定控制回路的開與停的狀態(tài)。手動運行時候，當其延時斷開時間繼電器設(shè)定的時間到達后，控制觸點斷開，使手動控制器斷，水泵停止工作，同樣手動控制器運行時PLC自動控制水泵不會運行，起聯(lián)鎖保護作用。當水泵運行時候，水泵抽出的水需要經(jīng)過止回閥，沙石過濾器，排氣閥，壓力表，法蘭盤，疊片過濾器，壓力傳感器，電磁閥等檢測和控制裝置。水泵抽出的水經(jīng)過總控電磁閥后，分三路排管道，進入噴頭裝置， 每個噴頭裝置有6個噴頭和6個球閥組成，噴頭是由各自的球閥控制。高速公路綠化帶的長為40米，寬為20米，噴頭的有效直徑為3. 6米。每一排管道的兩個噴頭相距7. 2米，有效射程是按照噴頭射程的60%的直徑計算。每排管道的相鄰噴頭之間的距離是7. 2米?？梢杂行ПＷC高速公路綠化帶全部灌溉，無死角。在高速公路合適位置鉆井，井深度10米，水泵，吸水管及首部設(shè)備，支管等的和為4. 8米?？倱P程14. 8米，水的流量為79m3/h，水泵的配套功率為5. 5kw，其型號可選4BA-25。本實用新型的有益效果1，綠化帶植物可以充分吸收水分，保持高速公路綠化美。如果高速公路連續(xù)三天以上沒有下雨，PLC就會檢測到?jīng)]有雨量信號，并且發(fā)出一個指令，水泵運行，使綠化帶一直保持充分吸收水分。2，減輕綠化工作人員勞動強度。在炎熱的夏季，高速公路地面很熱，采用傳統(tǒng)的噴灑水車，工作人員勞動強度大。在最熱的天氣，采用PLC的智能控制裝置，機械代替人勞動， 可以減輕工作人員的勞動強度，給綠化工作人員帶來福音。3，節(jié)約成本。噴灑水車的機械設(shè)備很貴，可以采用PLC的智能控制電子設(shè)備裝置代替機械設(shè)備，成本很低。4，節(jié)約水資源。以昆明地區(qū)為例，昆明一年中大部分是不下雨的天氣，水資源特別寶貴。水的流量為79m3/h，每次自動控制水泵運行30分鐘，由于水源是從高速公路邊井水獲取，則每次自動控制水泵運行節(jié)約水39. 5噸，水費3. 5元/噸，在一年中連續(xù)三天沒下雨有30次，則自動控制運行方式一年節(jié)約水1185噸。手動控制運行方式一年有100次，則手動控制方式一年節(jié)約水3950噸。兩種方式一年一共可以節(jié)約水5135噸，一年節(jié)約成本是 17972. 5 元5，水源供應(yīng)充足。水源供應(yīng)系統(tǒng)是由兩部分組成。下雨天時候，高山流下的雨水經(jīng)過深溝流向蓄水池存儲，在晴天的時候，如果井水不夠用，就啟動雨水蓄水池裝置。水源充足，不會斷水。

圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標號依次表示熔斷器1，空氣開關(guān)2，熱繼電器3，接觸器常開觸點4，接觸器常開觸點5，電機及水泵6，接觸器常閉觸點7，接觸器線圈8，熔斷器9，PLC10，電池11，熱繼電器觸點12，停止按鈕13，雨量傳感器14，停止按鈕15，接觸器常閉觸點16，接觸器線圈 17，延時閉合觸點18，停止按鈕19，延時斷開觸點20，接觸器常開觸點21，啟動按鈕22，延時閉合時間繼電器23，接觸器常閉觸點M，停止按鈕25，延時斷開時間繼電器沈，接觸器常開觸點27，水源觀，水管四，止回閥30，水沙分離器31，排氣閥32，壓力表33，沙石過濾器34， 壓力表35，法蘭盤36，疊片過濾器37，壓力表38，電磁閥39，噴頭40，PLC控制器A，手動控制器B。
具體實施方式
參見圖1，在基建的時候，將PLClO安裝在水泵房里，雨量傳感器14安裝在水泵房房的上端。雨量傳感器14的輸出接到PLClO的數(shù)字量模塊接口。PLClO的輸入端信號有 停止按鈕13、熱繼電器觸點12和MV電池11，接觸器線圈圈8和手動控制器B的接觸器常閉觸點7，一端串接在PLClO的輸出端子上，另一端串聯(lián)熔斷器9接在220V的火線上。220V 交流電源經(jīng)過熔斷器1，空氣開關(guān)2，熱繼電器3，PLC的接觸器常開觸點4或手動控制器B 的接觸器常開觸點5連接電機及水泵6，水泵的管路與水源沈連接，水經(jīng)過管道，止回閥30 后進入水沙分離器31，止回閥30防止水倒流，水沙分離器31將沙過濾。水沙分離器31的出水管道有排氣閥32，壓力表33，排氣閥32將水管中的空氣排出掉，防止氣阻。壓力表檢測管道的壓力，判斷經(jīng)過水沙分離器后的堵塞程度。經(jīng)過壓力表33的管路連接到沙石過濾器34，將沙石進一步的過濾。沙石過濾器34的出水管道安裝有壓力表35，法蘭盤36，疊片過濾器37。壓力表35檢測管道的壓力，判斷管道經(jīng)過疊片過濾器37后堵塞程度，在檢修管道時候，可以拆掉法蘭盤36。疊片過濾器37的出水管道安裝有法蘭盤、壓力表38，電磁閥 39和噴頭40。壓力表38和電磁閥39聯(lián)合使用，若壓力表38檢測到管道壓力超過設(shè)定值， 電磁閥39就動作，切斷管道流通。水管分三路輸出，進入到噴頭40。PLC通過接觸器線圈連接到220V的交流電源上，當PLC檢測到連續(xù)三天沒有下雨的信號，PLC就輸出一個指令，接觸器線圈8得電，自動運行主回路的接觸器輔助觸點4閉合，水泵運行。手動控制回路由停止按鈕15決定控制回路的開與停的狀態(tài)?？刂苹芈返臅r間的控制是由兩個時間繼電器組合而成。當水泵運行時候，水泵抽出的水需要經(jīng)過止回閥， 沙石過濾器，排氣閥，壓力表，法蘭盤，疊片過濾器，壓力傳感器，電磁閥等檢測和控制裝置。 水泵抽出的水經(jīng)過總控電磁閥后，分三路排管道，進入噴頭裝置，每個噴頭裝置有6個噴頭和6個球閥組成，噴頭是由各自的球閥控制。水泵自動運行裝置主要是由雨量傳感器14、PLC10，接觸器線圈8、停止按鈕13等組成。雨量傳感器14檢測雨量信號，將其脈沖信號傳輸給PLC10，若PLC檢測到?jīng)]有雨量信號，就開始計時。當連續(xù)三天都沒有雨量信號，PLC就輸出一個指令，接觸器線圈8得電，主回路接觸器4觸點得電閉合，水泵運行。水泵開始運行，PLC就開始計時，若水泵運行30分鐘，則PLC又輸出一個指令，停止水泵運行。當PLC運行時候，手動控制回路16斷開，手動控制水泵不會運行，起聯(lián)鎖保護作用。所述的水泵手動運行裝置主要是由接觸器線圈17，延時繼電器23和沈，按鈕15 等組成。停止按鈕15決定控制回路的開與停的狀態(tài)。當手動運行時候，接觸器線圈17線圈得電，時間繼電器23和接觸器常閉觸點M形成回路，時間繼電器23的延時閉合常開觸點接通，接觸器線圈17線圈得電，主回路中的接觸器常開觸點5閉合，主回路接通，水泵運行。接觸器常開觸點27閉合后，時間繼電器沈通電開始工作，當時間繼電器沈設(shè)定的時間到達后，其延時斷開常閉觸頭斷開，使接觸器線圈17斷電釋放，水泵停止工作。當手動運行時候，PLC的輸出的接觸器常閉觸點7斷開，保證PLC自動控制水泵不會運行，起聯(lián)鎖保護作用。噴頭裝置由球閥，噴頭組成，每個噴頭由一個球閥控制。同一水管每兩個噴頭之間的距離是7. 2米，上下水管相鄰的噴頭之間的距離是7. 2米。噴頭的有效噴灑直徑是3. 6米。 本裝置各主要元件選型為水泵是4BA-25，功率是5. 5kw ；雨量傳感器采用JDZ系列翻斗式，PLC采用三菱FX2系列，水管采用無毒硬聚氯乙烯(U-PVC)，噴頭采用雨鳥5004型。
權(quán)利要求1.一種基于PLC的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置，其特征是路邊設(shè)有蓄水水源，水源通過管路依次連接水泵、水沙分離器、沙石過濾器、疊片過濾器和噴頭，水泵的電機輸入線路中接入了 PLC控制器的接觸器常開觸點，PLC控制器的信號輸入端連接雨量傳感器。
2.按權(quán)利要求1所述的基于PLC的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置，其特征是在水泵的電機輸入線路中還接入了手動控制器的接觸器常開觸點，且PLC控制器與手動控制器二者的電流回路中設(shè)置有互相聯(lián)鎖保護的接觸器常閉觸點，PLC控制器與手動控制器設(shè)在水泵的電機輸入線路中的接觸器常開觸點為并聯(lián)。
3.按權(quán)利要求2所述的基于PLC的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置，其特征是手動控制器中設(shè)置有延時斷開時間繼電器，其觸點設(shè)在手動控制器電流通路中。
4.按權(quán)利要求2所述的基于PLC的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置，其特征是在水泵輸出的輸水管路上連接有止回閥，在輸水管路上還連接有排氣閥，在沙石過濾器、疊片過濾器和噴頭的電磁閥前的輸水管路上設(shè)置有壓力表。
專利摘要本實用新型涉及一種高速公路綠化噴灌裝置，特別是基于PLC的高速公路綠化雨水節(jié)水噴灌裝置，屬于自動噴灌技術(shù)領(lǐng)域。本噴灌裝置是在路邊設(shè)有蓄水水源，水源通過管路依次連接水泵、水沙分離器、沙石過濾器、疊片過濾器和噴頭，水泵的電機輸入線路中接入了PLC控制器的接觸器常開觸點，PLC控制器的信號輸入端連接雨量傳感器。本實用新型智能化程度高，使用方便，投資少，節(jié)能，水源供應(yīng)充足，可保證綠化帶不超過三天供應(yīng)水。
文檔編號A01G25/16GK201928755SQ2010206679
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者羅小林, 袁明利, 陳華山 申請人:昆明理工大學(xué)