基于自动控制原理的葡萄园设计实验.doc

自动控制原理 葡萄园设计实验 葡萄园的设计方案现设计一葡萄园，为实现高效、节能、节水，所以采用自动灌溉系统。由于葡萄在不同成长阶段对土壤湿度要求不同，所以要采用自动控制系统。下面具体分析下。不管在哪，水资源都是宝贵的，所以我们要珍惜水资源，自动灌溉系统与传统的灌溉相比更节水，有了自动灌溉，无需担心人为的过量灌溉而引起的漫流损失，也不会因忘关水龙头而造成水的浪费。而且可以节省劳动力，节约一部分成本，无需花费大量人力去灌溉，即使在夜间也能自动灌溉。而且操作起来很简便，一般人都能很好的操作。由于自动灌溉系统是根据土壤的湿度要求而进行精确灌溉的，比起人工灌溉而言有更高的质量保证。所以产出的葡萄比传统的有更好的口感，肯定会有更大的市场，带来的经济效益也高。 葡萄园的自动灌溉控制系统如下： 数据采集器湿度感应器葡萄滴头电动阀控制器电脑自动灌溉控制系统的说明：例如葡萄成长处于某一阶段，此时它需要土壤的湿度处于某一定值。由处于葡萄藤根部的湿度感应器进行测量，有转换器转换后传给数据采集器，把数据采集器中的数据与电脑（电脑里有适合有葡萄在各成长阶段所需土壤湿度值的数据库）里所要求的数据进行比较，如达到要求，电脑发指令给控制器，指令经转换器转换后，控制器关闭电动阀，滴头不工作，反之则滴头工作。湿度感应器一直工作，监视土壤的湿度。当葡萄成长阶段发生改变时（葡萄成长阶段暂时有人来判定），电脑中的数值发生改变，与数据采集器中的数据相比较。如此时土壤湿度未达到要求，电脑发指令给控制器，经转换器转换后，控制器控制电动阀开，滴头工作，湿度感应器测湿度，经转换器转换后发给数据采集器，再与电脑里给定的值相比较，如达到要求，则电脑发指令给控制器，经转换器转换后控制电动阀关，滴头不工作；如未达到要求则循环以上操作，直到此时土壤湿度达到要求。葡萄园面积为10亩，大概每亩种200株，每亩产量2000公斤左右。经营7年，前两年没收成。为了更好的节水，我们采用滴灌。滴灌与传统漫灌相比节约50%80%，一亩漫灌能满足2到4亩的滴灌要求。使用滴灌有效避免了输水过程损失和深层渗漏损失，局部湿润减少了地面蒸发，低灌水速率避免了径流损失,且几乎没有喷灌和微喷灌出现的空中水分漂移。滴罐能使葡萄更好的均匀吸水，而且滴灌结合施肥非常方便，肥料可以根据作物消耗直接施到作物根系附近，使土壤养分保持在最佳平衡状态，省肥30%，增产20100。 在每排葡萄旁边都放滴管带，一般一亩地香蕉滴灌设备（含滴灌管、滴头、输水管道、过滤器、水泵、施肥设备等）投资约400800元，使用寿命310年。湿度感应器才用控制器湿度感应器湿度计，用10个，每亩中间放1个。传统灌溉：（1） 优质葡萄苗每株5元，总计5*10*200=1万元（2） 葡萄架按每亩300元，总计0。3万元（3） 土地租金每亩每年300元，总计2。1万（4） 肥料每亩每年500元，总计3.5万元（5） 农药每亩每年100元，总计0。7万（6） 灌溉人工劳动力按3天灌溉1次，每次收费20，总计20*120*7=1。7万 收成：每亩1500斤，每斤10元，一共5年有收成。总计75万 利润：75-0.3-2.1-3.5-0.7-1.7=66.7万 采用自动灌溉后收成增加20%，肥料减少50%，人工劳动力省去，葡萄价格增10% 额外投入：（1） 滴灌每亩800，总计0。8万（2） 湿度感应器，190*10=0。19万（3） 计算机：1万（4） 其他杂物：1万总投入：1+0.3+2.1+3.5*50%+0.7=7.9万收成：1500*120%*10*110%*5*10=97万利润：91.1万传统灌溉自动灌溉第1年利润（万）-2.44-5.43第2年利润-3.58-8.75第3年利润10.289.91第4年利润24.1430.2第5年利润3850.5第6年利润51.970.8第7年