變頻設(shè)備在育秧大棚微噴中的應(yīng)用

張　杰　吳立東　薛喜朋

農(nóng)田澆灌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一直是一項非常重要而繁重的工作。現(xiàn)在大力提倡發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),不但能夠提高糧食安全生產(chǎn)的機(jī)械化水平,促進(jìn)農(nóng)民增收,還能夠減輕農(nóng)田工作的勞動強(qiáng)度。

在一般情況下,水泵采用恒速交流電動機(jī)拖動,而用水量卻是變化的,為了保證水池的正常供水,工人要在現(xiàn)場經(jīng)常調(diào)節(jié)擋板或閥門開度大小來控制水泵的抽水量,或者將水池中用不完的水白白流掉。這樣做不僅增大了工人的勞動強(qiáng)度,而且有大量的電能浪費(fèi)在水泵閥門阻力的損失上,因此就要求水泵處于變工況運(yùn)行,若利用變頻器進(jìn)行調(diào)速,以調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法取代調(diào)節(jié)擋板或閥門,則不僅可以減輕工人的勞動強(qiáng)度,還能達(dá)到節(jié)約電能目的,對提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。

三年來,黑龍江省泰來農(nóng)場寒地水稻旱育稀植育秧,育秧大棚全部采用機(jī)電井變頻自動化程控微噴設(shè)備,有效改善農(nóng)場職工在育秧大棚人工灑水作業(yè),實(shí)現(xiàn)了無人值班和早、中、晚定時自動化供水,延長了相關(guān)設(shè)備的使用壽命,節(jié)約了電費(fèi),也減少了運(yùn)行管理成本。

目前,泰來縣水稻種植面積和產(chǎn)量位居全市之首。今秋,他們在水稻育秧大棚建設(shè)上采取村集中育秧+分戶管理育秧模式。大興鎮(zhèn)青崗村、阿拉新村集中新建了兩處共130棟的水稻育秧大棚小區(qū),每個育秧大棚360平方米,總面積達(dá)到了46800平方米。湯池鎮(zhèn)伯大街村集中新建的30棟大棚,分別由30戶水稻種植戶負(fù)責(zé)建設(shè)、管理,每棟大棚面積達(dá)400平方米。目前,全村育秧大棚面積近兩萬平方米,為全村水稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。截至目前,全縣已建設(shè)集中育秧小區(qū)12個。

育秧基地單井控制大棚100棟,每棟大棚0.6畝,控制大棚面積60畝。機(jī)電井1眼,深110米,井徑273毫米,潛水泵1臺型號250QJ-100-60,變頻器1臺型號KJS1111-37/1, 微噴型號DHW-16,每棟安裝26個噴頭,噴頭間距2.5米,工作壓力0.5-3.5Pa,射程5～9米。

使用變頻恒壓自動化控制供水,工作壓力設(shè)在4 Pa,首先應(yīng)掌握變頻器的基本知識,以便在搬運(yùn)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行與檢修過程中參照執(zhí)行。其次,變頻器在安裝時應(yīng)注意周邊環(huán)境,要將其設(shè)在便于空氣流暢的場所,避免設(shè)在高溫、高壓、易燃、易爆、強(qiáng)光和高電磁干擾的環(huán)境中,這樣才能保證變頻器順利操作和運(yùn)行。

變頻是用模塊編輯程控制的儀器,系統(tǒng)的初始化、開機(jī)命令的檢測、數(shù)據(jù)采集子程序、控制量運(yùn)算子程序、置初值子程序、電機(jī)控制子程序,都是自由動運(yùn)模塊控制。變頻器控制的水泵電機(jī)停止到啟動及啟動到停止都是由模塊實(shí)現(xiàn)帶載軟啟動,旁路工頻運(yùn)行,進(jìn)行恒壓控制,變頻器的起動、停止分別使用觸摸屏或文本顯示器等設(shè)備進(jìn)行軟控制和模塊自動控制,避免了啟動大電流給潛水泵帶來的沖擊。系統(tǒng)供水采用變頻泵循環(huán)方式,定時開關(guān)泵。采用由故障診斷和報警輸出模塊對該開關(guān)的狀態(tài)實(shí)時檢測,當(dāng)選擇手動功能時,模塊只進(jìn)行檢測報警,由人工通用過的面板上的按鈕和開關(guān)進(jìn)行潛水泵的工頻起、停;當(dāng)選擇自動功能時,所有控制、報警均由自動模塊控制完成。

潛水泵使用變頻器進(jìn)行后,水泵運(yùn)行十分鐘平穩(wěn),電機(jī)實(shí)現(xiàn)了柔性啟動,啟動電流大大減小,對機(jī)組沒有任何沖擊,相應(yīng)延長了設(shè)備的使用壽命,大大減少了維修工作量,減少了維護(hù)成本。變頻器有效的水壓閉環(huán)控制功能使水壓調(diào)節(jié)平滑可靠,轉(zhuǎn)速無波動。電機(jī)與多功能閥門聯(lián)動,只要給定頻率,機(jī)電啟動,多功能閥自動啟動,使得開關(guān)機(jī)組變的簡單。當(dāng)變頻器投入運(yùn)行后,電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)可提高到0.96以上,這樣在各種負(fù)荷下,電網(wǎng)側(cè)電流大大下降,電機(jī)的無功電流也可由變頻器得到補(bǔ)償。

變頻器供水系統(tǒng)具有零流量停機(jī)功能,使設(shè)備在大棚管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定值后處于休眠狀態(tài);當(dāng)壓力不足時,又可重新啟動,真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。變頻器控制全自動運(yùn)行,性能穩(wěn)定可靠,泵房可實(shí)現(xiàn)無人值守確保證安全。變頻器使用模塊作為控制器,硬件結(jié)構(gòu)簡單成本低;系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),在用水量上發(fā)生變化時能保持水壓恒定以滿足用水要求。另外,S7-200(CPU224XP CN)模塊基本顯示器(系統(tǒng)參數(shù)顯示、設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行軟件控制設(shè)備)連接,另一個與設(shè)備通訊控制連接,實(shí)現(xiàn)了無人遠(yuǎn)程控制供水的目的。

變頻器在育秧大棚采用自動化程控微噴設(shè)備,有效降低了系統(tǒng)對管路密封性能的破壞,延長了設(shè)備的使用壽命,同時維護(hù)量也明顯減少,提高了系統(tǒng)的自動化程度,節(jié)約了大量電能和水源,符合國家節(jié)能降耗的要求。

(作者單位:162414黑龍江省泰來農(nóng)場水務(wù)局)