一、 项目背景

园打药是果园管理者比较烦恼的事情，特别是三年以上的果树株距行距都封行，人工或机器打药都很困难，目前大部分果园仍然停留在非常落后的人工打药即一颗一颗逐个打的做法；好一点的打药机械可以实现一小片一小片打药的效果。近年国内问世的较先进送风式打药机和乘坐行走式打药机两种，都是人工操作，前者基于设计有路网的新规划果园，一次最多可以对几十颗果树喷药，但是对于果园边缘的树打不透药；后者无法做到短时间大面积打药，打药机行走过程中来回碾压压实地垄不利于果树的生长。

目前果园全自动打药灌溉水肥一体化系统还没有形成一个完整的体系，微喷灌溉技术较为成熟，在农业果园的应用也较广泛，但是在短时间内大面积同时对果树打药又能灌溉的一体化系统还没有先例。

二、 项目规划

自动打药灌溉水肥一体化系统通常包括水源工程（清水池舡药池）、首部枢纽、过滤系统、田间输配水管网系统、电磁阀无线控制模拟量信号回传和PLC控制软件平台等部分，系统升级后还会配套田间气象监测站、土壤墒情、风速、温度监测站。

1、水源工程

江河、渠道、湖泊、井、水库均可作为水源，只要水质符合灌溉要求，均可作为灌溉的水源。为了充分利用各种水源进行灌溉，往往需要修建清水池和药池配套使用以及相应的三相输配电工程，这些统称为水源系统。

水源工程主要涉及的控制系统有水泵启停控制系统，蓄水池水位远程监测系统等。根据泵房内的水泵、管路等，可灵活设计首部枢纽系统其首部枢纽系统主要包括水泵、过滤器、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备（打药灌溉水肥一体机）和自动化控制设备。首部枢纽担负着整个系统的驱动、检控和调控任务，是全系统的控制调度中心。

2、自动反冲洗过滤系统

自动反冲洗过滤设备是水肥一体化应用中非常重要的设备，过滤120目的碟片式过滤器是自动打药灌溉水肥一体化系统成功的关键一环。

3、自动打药灌溉水肥一体系统

自动打药灌溉水肥一体系统是整个智能系统的核心。通过无线电通讯模块、传感检测技术、网络技术、PLC微处理器技术、计算机技术等信息化技术，不需要田间地头拉信号线和电源线实现果园自动打药灌溉水肥供应的自动管理和分配。系统根据用户设定好的打药灌溉施肥比例、施肥时间及循环模式、注入到系统管网中，全自动完成打药灌溉施肥任务，合理控制水肥供应，用户界面友好用户通过操作触摸屏进行设置，PLC会按照病虫害的严重程度、缺少肥、缺水情况用户设定的打药灌溉施肥所需时间控制打药灌溉施肥量自动生成所需药量水量肥量，整个过程参数自动控制灌溉量、吸肥量等水肥过程中的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥、省力省时、提高产量。

4、输配水管网系统

由主管、分管组成。干管一般采用 PVC 管材，管径根据流量由大到小合理分配到几个雾化喷头。

5、无线阀门控制系统

采用无线和网络技术、太阳能供电实现水力电磁阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭，还根据采集到的压力信息、开关量信息、开关指令信息通过无线电数传模块回传PLC进行数据处理制定自动开启水泵、电磁阀门无线控制，实现无人职守分片区自动打药灌溉施肥预防人为误操作，一套ZKB（振康）阀门控制模块可控制4个电磁阀。

6、智能水肥一体化灌溉系统云平台

PLC软件系统由打药灌溉水肥电脑管理平台软件系统组成,将实现：电脑端平台+无线通讯模块+互联互通双向通信应用。

软件系统预留接口可升级成为管理和控制完整信息的平台，对应现场气象环境的风速、温度、土壤湿度信息采集管理和控制。

7、电脑平台

打药灌溉水肥一体化电脑管理平台主要实现功能包括如下：

（1）可在 PC 端自定义设置不同时间段内水肥灌溉流量程序的开启或关闭，系统会按已设循环程序进行自动灌溉。

（2）PC 端可直观查询历史循环打药灌溉施肥记录，及启动某个片区程序执行状态记录。

（3）PC 端可实时监控系统变频器运行工作状态数据，电压、电流、频率，管网进水量、管网压力、等保证系统的安全可靠运行，如：主管爆管、超高压自停，分管爆管跳转。

（4）PC 端还可以自动识别各个片区ZKB无线通讯模块太阳能供电故障报警以提示用户及时更换电池为用户提供及大的便利。

（5）系统升级后平台后有气象环境采集及墒情监测功能。

（6）平台须具有水池水位监测功能，并可根据水位设置与水泵联动，实现水泵强停控制。

8、产品选型

触摸屏：威纶通MT8070IE

PLC：西门子PLC 1200

无线网关：综科智控ZKB-1E1L

无线开关量+模拟量混合型分站：综科智控ZKA-4088-LORA(4-20ma)

太阳能供电：国产

三、 项目实施

1. 系统组网

2. 现场实施

四、 项目效果