Έξυπνο κιβώτιο ελέγχου άρδευσης

Το κιβώτιο ελέγχου ενσωματώνει PLC ή ειδικό ελεγκτή άρδευσης, διακόπτες κυκλώματος, επαφές αντλίας ή VFD, ακροδέκτες εξόδου βαλβίδων, μετασχηματιστή ελέγχου και προστασία από υπερτάσεις σε ένα ενιαίο περίβλημα επιτοίχιας βάσης ή δαπέδου. Δέχεται εισόδους από αισθητήρες υγρασίας εδάφους, βροχόμετρα, αισθητήρες θερμοκρασίας και υγρασίας, μετρητές ροής και πομπούς πίεσης και στη συνέχεια εκτελεί προγραμματισμένα χρονοδιαγράμματα άρδευσης σε διαμορφώσιμες ζώνες - συνήθως 4 έως 120 ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες ανάλογα με το μοντέλο - είτε διαδοχικά είτε σε αλληλοκαλυπτόμενες ομάδες. Η λογική εκκίνησης της αντλίας διασφαλίζει ότι η κύρια αντλία ή η ενισχυτική αντλία εμπλέκεται πριν ανοίξει οποιαδήποτε βαλβίδα και κλείνει μετά το κλείσιμο όλων των βαλβίδων, αποτρέποντας την ξηρή λειτουργία και τις υπερτάσεις πίεσης. Μια ενσωματωμένη μονάδα επικοινωνίας 4G/LoRa/Wi-Fi μεταδίδει δεδομένα πεδίου και λειτουργική κατάσταση σε πραγματικό χρόνο σε μια πλατφόρμα cloud, όπου οι καλλιεργητές μπορούν να δουν το ιστορικό άρδευσης, να προσαρμόσουν τα χρονοδιαγράμματα και να λάβουν συναγερμούς βλάβης μέσω της εφαρμογής smartphone ή του πίνακα ελέγχου ιστού. Ο πολυκαναλικός έλεγχος λίπανσης είναι διαθέσιμος προαιρετικά, επιτρέποντας ακριβή δοσολογία υγρού λιπάσματος ή οξέος μέσω διαμορφώσιμων αντλιών έγχυσης με βάση τις στοχευόμενες τιμές EC και pH. Το περίβλημα είναι κατασκευασμένο από γαλβανισμένο ή ανοξείδωτο χάλυβα με αδιάβροχη επίστρωση πούδρας, βαθμολογίας IP55 ή παραπάνω για εγκατάσταση σε εξωτερικό χώρο. Η συμβατότητα ηλιακής ενέργειας με εφεδρική μπαταρία είναι διαθέσιμη για εγκαταστάσεις εκτός δικτύου, ενώ τα τυπικά μοντέλα AC καλύπτουν μονοφασικές ή τριφασικές παροχές 110 V έως 415 V.

Ιδανικές Εφαρμογές

Από μικρές σήραγγες κηπουρικής έως τεράστιες λειτουργίες οπωρώνων, το Smart Irrigation Control Box αντικαθιστά τη χειροκίνητη άρδευση και την εικασία με αυτοματοποιημένη διαχείριση νερού που βασίζεται σε αισθητήρες που ανταποκρίνεται σε αυτό που πραγματικά χρειάζεται η καλλιέργεια.

Αγροτική άρδευση & ευρεία καλλιέργεια

Οι καλλιέργειες μεγάλης κλίμακας, οι οπωρώνες και οι αμπελώνες επωφελούνται από την πολυζωνική αυτοματοποιημένη άρδευση που διαχειρίζεται δεκάδες ηλεκτροβάνες σε όλη την ιδιοκτησία. Ο ελεγκτής ταξινομεί τις ζώνες μία κάθε φορά για να διατηρεί σταθερή την πίεση του συστήματος ενώ παρέχει νερό σύμφωνα με τα κατώφλια υγρασίας του εδάφους, το στάδιο ανάπτυξης της καλλιέργειας και τα τοπικά δεδομένα εξατμισοδιαπνοής. Η ενσωμάτωση του μετρητή ροής παρέχει επιβεβαίωση σε πραγματικό χρόνο ότι κάθε κύκλος άρδευσης παρέδωσε τον επιδιωκόμενο όγκο, επισημαίνοντας εμπλοκές ή θραύσεις σωλήνων αμέσως.

Θερμοκηπιακή & Προστατευόμενη Καλλιέργεια

Τα περιβάλλοντα θερμοκηπίου απαιτούν ακριβή έλεγχο του νερού και των θρεπτικών ουσιών σε έναν περιορισμένο χώρο καλλιέργειας. Το κιβώτιο ελέγχου ενσωματώνεται με περιβαλλοντικούς αισθητήρες — θερμοκρασία, υγρασία, ένταση φωτός και υγρασία υποστρώματος — για να ενεργοποιήσει την άρδευση με βάση τη ζήτηση των φυτών και όχι με σταθερούς χρονοδιακόπτες. Οι εγχυτήρες λίπανσης πολλαπλών καναλιών χορηγούν υγρό λίπασμα και ρυθμιστές pH υπό έλεγχο EC/pH κλειστού βρόχου, διασφαλίζοντας ότι κάθε καλλιέργεια λαμβάνει την ακριβή συνταγή θρεπτικών συστατικών στη σωστή συγκέντρωση. Η απομακρυσμένη πρόσβαση επιτρέπει στους καλλιεργητές να παρακολουθούν πολλαπλούς κόλπους θερμοκηπίου από ένα μόνο smartphone.

Τοπίο & Δημοτικός Χώρος Πρασίνου

Πάρκα, αθλητικά γήπεδα, γήπεδα γκολφ και εξωραϊσμός στην άκρη του δρόμου που διαχειρίζονται οι δημοτικές αρχές απαιτούν αξιόπιστη, προγραμματιζόμενη άρδευση σε διάσπαρτες τοποθεσίες. Το κιβώτιο ελέγχου διαχειρίζεται πολλαπλούς σταθμούς ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας σε ένα χρονοδιάγραμμα που βασίζεται στον χρόνο ή ενεργοποιείται από τον αισθητήρα, με την είσοδο αισθητήρα βροχής να αναστέλλει αυτόματα την άρδευση κατά τη διάρκεια υγρού καιρού για να αποφευχθεί η σπατάλη νερού. Η συνδεσιμότητα 4G επιτρέπει την κεντρική διαχείριση από ένα κέντρο επιχειρήσεων της πόλης, μειώνοντας την ανάγκη συνεργείων συντήρησης να επισκέπτονται κάθε τοποθεσία.

Απομακρυσμένα αγροκτήματα με ηλιακή ενέργεια

Πολλές γεωργικές τοποθεσίες στερούνται αξιόπιστης ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο. Το κιβώτιο ελέγχου μπορεί να διαμορφωθεί με συστοιχία ηλιακού πάνελ, τράπεζα μπαταρίας και εξόδους ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας μανδάλωσης DC χαμηλής ισχύος για πλήρως αυτόνομη λειτουργία εκτός δικτύου. Ο ελεγκτής διαχειρίζεται την εκκίνηση της αντλίας (από μια ηλιακή τροφοδοσία γεώτρησης ή τροφοδοσίας δεξαμενής), την αλληλουχία βαλβίδων με ζώνες και τη μετάδοση δεδομένων — όλα τροφοδοτούνται από το επιτόπιο φωτοβολταϊκό σύστημα.

Οπωροκηπευτικά, Φυτώρια & Ειδικές Καλλιέργειες

Τα φυτώρια με εμπορευματοκιβώτια, οι εκμεταλλεύσεις μούρων και οι επιχειρήσεις κομμένων λουλουδιών συχνά ποτίζουν μικρές ζώνες με διαφορετικούς τύπους καλλιεργειών, καθεμία από τις οποίες απαιτεί ξεχωριστά καθεστώτα ποτίσματος. Το πλαίσιο ελέγχου υποστηρίζει προγραμματισμένα χρονοδιαγράμματα ανά ζώνη με ανεξάρτητους χρόνους έναρξης, διάρκεια εκτέλεσης και συνταγές λίπανσης. Η παράκαμψη με βάση την υγρασία του εδάφους αποτρέπει το υπερβολικό πότισμα των ευαίσθητων καλλιεργειών, ενώ οι αλληλουχίες καταιονιστών προστασίας από τον παγετό μπορούν να ενεργοποιηθούν από τα κατώφλια του αισθητήρα θερμοκρασίας.

Αρδευτικές Συνοικίες & Κοινοτικά Σχέδια

Σε περιοχές όπου το νερό κατανέμεται κατ' όγκο ή χρόνο σε μεμονωμένους καλλιεργητές, το κιβώτιο ελέγχου υποστηρίζει έλεγχο ταυτότητας χρήστη με κάρτα IC ή RFID για μέτρηση αγροτικού νερού. Η κατανάλωση κάθε χρήστη καταγράφεται και αποστέλλεται στην πλατφόρμα διαχείρισης, επιτρέποντας την κατανομή νερού βάσει τελών, τα ετήσια όρια ανάληψης και την αυτόματη απενεργοποίηση της αντλίας όταν γίνεται υπέρβαση των ποσοστώσεων.

3.Τεχνική βαθιά κατάδυση

Το Smart Irrigation Control Box συνδυάζει αλληλουχία με βάση το PLC, επεξεργασία εισόδου πολλαπλών αισθητήρων και διαχείριση ισχύος βιομηχανικής ποιότητας σε ένα ενιαίο εργοστασιακά δοκιμασμένο περίβλημα, παρέχοντας αξιόπιστο, χωρίς επίβλεψη αυτοματισμό άρδευσης σε διαφορετικές συνθήκες πεδίου.

Πυρήνας Ελεγκτή και Λογική Προγραμματισμού

Το κιβώτιο ελέγχου είναι χτισμένο γύρω από ένα βιομηχανικό PLC ή ειδικό ελεγκτή άρδευσης με ρυθμιζόμενη I/O. Ο ελεγκτής εκτελεί προγράμματα άρδευσης που ορίζουν ποιες ζώνες ενεργοποιούνται, με ποια σειρά, για πόσο χρόνο και υπό ποιες συνθήκες εκκίνησης. Οι επιλογές προγραμματισμού περιλαμβάνουν χρονική βάση (συγκεκριμένες ημέρες και ώρες), βάσει αισθητήρων (όριο υγρασίας εδάφους, ανίχνευση βροχής) και με βάση το διάστημα (κάθε N ώρες ή ημέρες). Ο ελεγκτής διαχειρίζεται επίσης τη λογική εκκίνησης της αντλίας: το ρελέ της κύριας αντλίας κλείνει πριν ενεργοποιηθεί η πρώτη ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα και παραμένει κλειστό μέχρι να κλείσει η τελευταία βαλβίδα συν μια διαμορφώσιμη περίοδος λειτουργίας για να ξεπλύνει την κύρια γραμμή. Αυτή η αλληλουχία αποτρέπει το άνοιγμα της βαλβίδας έναντι μιας ξηρής αντλίας, εξαλείφει τη σφύρα νερού από απότομες εκκινήσεις και σταματήματα και προστατεύει την αντλία από τη λειτουργία νεκρής κεφαλής. Για λειτουργία πολλών ζωνών, μια ρυθμιζόμενη καθυστέρηση μεταξύ των ζωνών επιτρέπει τη σταθεροποίηση της πίεσης του συστήματος μεταξύ των μεταβάσεων της βαλβίδας.

Είσοδος αισθητήρα και παρακολούθηση περιβάλλοντος

Το κιβώτιο ελέγχου δέχεται μια σειρά από εισόδους αισθητήρα πεδίου: αναλογικά σήματα 4–20 mA ή 0–10 V από ανιχνευτές υγρασίας εδάφους, πομπούς πίεσης και μετρητές ροής. ψηφιακές εισόδους παλμών από μετρητές ροής και βροχόμετρα. ψηφιακές είσοδοι ενεργοποίησης/απενεργοποίησης από πλωτηροδιακόπτες και διακόπτες πίεσης. και δεδομένα RS485 Modbus RTU από αισθητήρες εδάφους πολλαπλών παραμέτρων που μετρούν την υγρασία, τη θερμοκρασία και την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ο ελεγκτής σαρώνει συνεχώς όλες τις εισόδους, συγκρίνοντας τις ενδείξεις με τα όρια που ορίζει ο χρήστης. Εάν η υγρασία του εδάφους πέσει κάτω από τον στόχο, ενεργοποιείται η άρδευση. Εάν εντοπιστούν βροχοπτώσεις, η προγραμματισμένη άρδευση διακόπτεται. Εάν ο ρυθμός ροής αποκλίνει από το αναμενόμενο εύρος, δημιουργείται συναγερμός θραύσης σωλήνα ή μπλοκαρίσματος εκπομπού. Όλα τα δεδομένα αισθητήρων έχουν χρονική σήμανση και καταγράφονται για ανάλυση τάσεων.

Έξοδοι ελέγχου βαλβίδας και αντλίας

Οι έξοδοι των βαλβίδων είναι συνήθως 24 VAC ή 12 VDC, συμβατές με τυπικές ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες άρδευσης. Η διαμόρφωση εξόδου υποστηρίζει τόσο ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες μανδάλωσης AC (στιγμιαίο παλμό για άνοιγμα/κλείσιμο) όσο και ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες μανδάλωσης DC για εφαρμογές εκτός δικτύου χαμηλής κατανάλωσης. Οι έξοδοι της αντλίας είναι επαφές ρελέ που έχουν βαθμολογηθεί για το πηνίο επαφής του κινητήρα της αντλίας ή την εντολή εκκίνησης VFD. Για χώρους που χρησιμοποιούν αντλίες μεταβλητής ταχύτητας, μια αναλογική έξοδος 4–20 mA ή 0–10 V παρέχει αναφορά ταχύτητας σε VFD με βάση την πίεση του συστήματος ή τη ζήτηση ροής. Κάθε έξοδος συντήκεται ξεχωριστά και απομονώνεται οπτικά από τον ελεγκτή για να αποφευχθεί η καταστροφή του επεξεργαστή από σφάλματα καλωδίωσης πεδίου.

Επικοινωνία και Απομακρυσμένη Διαχείριση

Το πλαίσιο ελέγχου περιλαμβάνει κυψελοειδές μόντεμ 4G, μονάδα LoRa, διεπαφή Wi-Fi ή θύρα Ethernet ανάλογα με την υποδομή του ιστότοπου. Τα δεδομένα μεταδίδονται σε μια πλατφόρμα cloud χρησιμοποιώντας πρωτόκολλο MQTT ή HTTP. Η πλατφόρμα παρέχει διαδικτυακό ταμπλό και εφαρμογή smartphone (iOS και Android) για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο όλων των συνδεδεμένων αισθητήρων και εξόδων, απομακρυσμένη ρύθμιση χρονοδιαγράμματος, χειροκίνητη παράκαμψη μεμονωμένων βαλβίδων ή αντλιών, ειδοποίηση συναγερμού μέσω μηνύματος push ή SMS και γραφήματα ιστορικών δεδομένων υγρασίας, ροής, πίεσης και άρδευσης του εδάφους. Για τοποθεσίες με υπάρχον σύστημα SCADA, ο ελεγκτής υποστηρίζει Modbus RTU μέσω RS485 ή Modbus TCP, εκθέτοντας όλα τα σημεία I/O και τις παραμέτρους διαμόρφωσης για άμεση ενσωμάτωση χωρίς το επίπεδο cloud.

Fertigation Integration

Όταν περιλαμβάνεται η προαιρετική μονάδα λίπανσης, το κιβώτιο ελέγχου διαχειρίζεται ένα έως τέσσερα κανάλια έγχυσης, το καθένα με ειδική δοσομετρική αντλία ή εγχυτήρα βεντούρι. Ο ελεγκτής παρακολουθεί τον μετρητή ροής της κύριας γραμμής άρδευσης για να υπολογίσει τον απαιτούμενο ρυθμό έγχυσης με βάση την αναλογία στόχου λιπάσματος και, στη συνέχεια, ρυθμίζει τη δοσομετρική αντλία για να διατηρήσει το σημείο ρύθμισης. Σε διαμορφώσεις ελεγχόμενες με EC/pH, οι αισθητήρες στην κύρια γραμμή άρδευσης ή στη γραμμή επιστροφής παρέχουν ανάδραση και ο ελεγκτής προσαρμόζει τους ρυθμούς έγχυσης μέσω βρόχου PID για να διατηρεί τη συγκέντρωση θρεπτικών συστατικών και το pH εντός καθορισμένων ζωνών. Οι έξοδοι ελέγχου του αναδευτήρα διατηρούν αναμεμειγμένες τις δεξαμενές αποθεμάτων λιπάσματος.

Τροφοδοτικό και Διαμόρφωση εκτός δικτύου

Το τυπικό κιβώτιο ελέγχου λειτουργεί από μονοφασική παροχή ρεύματος 110–240 VAC ή τριφασική παροχή ρεύματος 380–415 VAC. Ένας μετασχηματιστής ελέγχου παρέχει 24 VAC/VDC για τις εξόδους του ελεγκτή και της βαλβίδας. Οι διαμορφώσεις εκτός δικτύου ενσωματώνουν έναν ελεγκτή ηλιακής φόρτισης MPPT, μια συστοιχία φωτοβολταϊκών (συνήθως 300 W έως 1.000 W) και μια τράπεζα μπαταρίας βαθιού κύκλου (12 V ή 24 V). Ο ελεγκτής παρακολουθεί την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας και μπορεί να μειώσει τα μη κρίσιμα φορτία ή να αναβάλει την προγραμματισμένη άρδευση εάν η τάση της μπαταρίας πέσει σε ένα όριο χαμηλής ισχύος που ορίζει ο χρήστης. Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες μανδάλωσης συνεχούς ρεύματος, οι οποίες καταναλώνουν ισχύ μόνο κατά τη διάρκεια του στιγμιαίου παλμού ανοίγματος/κλεισίματος, καθορίζονται για ηλιακούς χώρους για την ελαχιστοποίηση των απαιτήσεων χωρητικότητας της μπαταρίας.

Περίβλημα και Προστασία Περιβάλλοντος

Το περίβλημα είναι κατασκευασμένο από φύλλο γαλβανισμένου χάλυβα 1,5–2,0 mm ή από ανοξείδωτο χάλυβα ποιότητας 304 με επίστρωση πούδρας ανθεκτική στην υπεριώδη ακτινοβολία. Η τυπική βαθμολογία IP55 ταιριάζει σε εξωτερική τοποθέτηση σε τοίχο ή σε στύλο στην άκρη της αρδευόμενης περιοχής. Για περιβάλλοντα επιρρεπή σε πλημμύρες ή με υψηλή υγρασία, διατίθεται IP65. Ένα σκίαστρο αντηλιακού συνιστάται για εγκαταστάσεις με άμεση ηλιακή ακτινοβολία σε τροπικά κλίματα. Η είσοδος του καλωδίου γίνεται μέσω στυπιοθλίπτων συμπίεσης με βαθμολογία IP στη βάση του περιβλήματος. Ο εσωτερικός αερισμός είναι παθητικός, με αποχετεύσεις εξαερισμού που εξισορροπούν την πίεση ενώ αποκλείει την υγρασία και τα έντομα. Όλες οι εσωτερικές πλακέτες κυκλωμάτων είναι επικαλυμμένες σύμφωνα με την αντίστοιχη επίστρωση για την αποφυγή διάβρωσης από την υγρασία και τους ατμούς των γεωργικών χημικών ουσιών. Οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις στις γραμμές εισερχόμενης τροφοδοσίας και επικοινωνίας προστατεύουν από μεταβατικές καταστάσεις που προκαλούνται από κεραυνούς. Ένας κύριος απομονωτής κλειδωμένος με πόρτα παρέχει ασφαλή πρόσβαση στη συντήρηση. Ο ελεγκτής αποθηκεύει όλα τα προγράμματα, τα χρονοδιαγράμματα και τα καταγεγραμμένα δεδομένα σε μη πτητική μνήμη, διασφαλίζοντας μηδενική απώλεια δεδομένων κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος.

4.Συχνές ερωτήσεις

Ε1: Με ποιους τύπους αισθητήρων μπορεί να συνδεθεί το κιβώτιο ελέγχου;

Το κιβώτιο ελέγχου δέχεται: αισθητήρες υγρασίας εδάφους (τάση, χωρητικότητα ή τύπου TDR με έξοδο 4–20 mA, 0–10 V ή Modbus RS485), βροχόμετρα (εισόδου παλμού), μετρητές ροής (παλμός ή 4–20 mA), πομπούς πίεσης (4–20 mA), αισθητήρες θερμοκρασίας και humid20 mA διακόπτες και πομπούς στάθμης για δεξαμενές και δεξαμενές και δεδομένα μετεωρολογικού σταθμού (μέσω Modbus από εξωτερικό μετεωρολογικό σταθμό ή API cloud). Οι μηχανικοί μας θα επιβεβαιώσουν τη συμβατότητα των αισθητήρων κατά την προδιαγραφή του έργου.

Ε2: Πόσες ζώνες άρδευσης μπορεί να διαχειριστεί ένα κιβώτιο ελέγχου;

Οι τυπικές διαμορφώσεις υποστηρίζουν 4 έως 24 ενσύρματες ζώνες. Οι μονάδες επέκτασης επιτρέπουν την κλιμάκωση σε 48, 72 ή περισσότερες ζώνες. Για πολύ μεγάλες αναπτύξεις, οι ασύρματες απομακρυσμένες τερματικές μονάδες που επικοινωνούν μέσω LoRa μπορούν να ελέγχουν πρόσθετες ομάδες βαλβίδων έως και αρκετά χιλιόμετρα από το κύριο κιβώτιο ελέγχου, επιτρέποντας την κεντρική διαχείριση εκατοντάδων ζωνών σε μια ιδιοκτησία.

Ε3: Μπορεί το κιβώτιο ελέγχου να λειτουργήσει χωρίς τροφοδοσία δικτύου;

Ναί. Διατίθεται διαμόρφωση εκτός δικτύου με ενσωματωμένο ελεγκτή ηλιακής φόρτισης MPPT, φωτοβολταϊκά πάνελ και αποθήκευση μπαταρίας σε βάθος κύκλου. Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες μανδάλωσης DC χρησιμοποιούνται για την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ισχύος. Ο ελεγκτής παρακολουθεί την κατάσταση της μπαταρίας και θα αναβάλει τις μη κρίσιμες λειτουργίες εάν η τάση πέσει σε ένα όριο χαμηλής ισχύος. Αυτή η διαμόρφωση χρησιμοποιείται ευρέως σε απομακρυσμένα αγροκτήματα και βοσκοτόπια όπου η ισχύς του δικτύου είναι αντιοικονομική.

Ε4: Μπορώ να ελέγξω το σύστημα άρδευσης από το smartphone μου;

Ναί. Το πλαίσιο ελέγχου μεταδίδει δεδομένα σε μια πλατφόρμα cloud μέσω 4G, Wi-Fi ή Ethernet. Μπορείτε να δείτε την υγρασία του εδάφους, τα δεδομένα ροής και την κατάσταση της βαλβίδας σε πραγματικό χρόνο. έναρξη ή διακοπή της άρδευσης εξ αποστάσεως. προσαρμόζει τα χρονοδιαγράμματα και τα κατώτατα όρια· και λαμβάνετε ειδοποιήσεις συναγερμού μέσω μηνύματος push ή SMS — όλα από τη συνοδευτική εφαρμογή smartphone ή τον πίνακα ελέγχου ιστού.

Ε5: Πώς χειρίζεται ο ελεγκτής την προστασία της αντλίας;

Ο ελεγκτής ακολουθεί την έναρξη της αντλίας πριν ανοίξει οποιαδήποτε βαλβίδα και τη διακοπή της αντλίας μετά το κλείσιμο όλων των βαλβίδων, αποτρέποντας τη λειτουργία νεκρής κεφαλής. Εάν ο μετρητής ροής ανιχνεύσει ότι δεν υπάρχει ροή παρά τη λειτουργία της αντλίας, δημιουργείται συναγερμός ξηρής λειτουργίας και η αντλία απενεργοποιείται. Η είσοδος του αισθητήρα πίεσης επιτρέπει την προστασία από την πτώση υψηλής πίεσης και χαμηλής πίεσης. Η έξοδος της αντλίας μπορεί να συνδεθεί με έναν μαλακό εκκινητή ή VFD για μεγαλύτερους κινητήρες.

Ε6: Τι συμβαίνει με την άρδευση εάν χαθεί η επικοινωνία;

Ο ελεγκτής αποθηκεύει όλα τα προγράμματα και τα χρονοδιαγράμματα στην τοπική μη πτητική μνήμη. Εάν χαθεί η επικοινωνία με την πλατφόρμα cloud, ο ελεγκτής συνεχίζει να εκτελεί αυτόνομα το προγραμματισμένο χρονοδιάγραμμα χρησιμοποιώντας το εσωτερικό του ρολόι πραγματικού χρόνου. Οι συνθήκες εκκίνησης που βασίζονται σε αισθητήρες (υγρασία εδάφους, βροχόμετρο) συνεχίζουν επίσης να λειτουργούν. Όταν αποκαθίσταται η επικοινωνία, τα δεδομένα προσωρινής αποθήκευσης συγχρονίζονται στο cloud.

Ε7: Μπορεί ένα κιβώτιο ελέγχου να διαχειριστεί τόσο την άρδευση όσο και τη λίπανση;

Ναί. Η προαιρετική μονάδα λίπανσης διαχειρίζεται ένα έως τέσσερα κανάλια έγχυσης με αποκλειστικό έλεγχο αντλίας ή βεντούρι. Η δοσολογία μπορεί να βασίζεται στο χρόνο, στην έγχυση ανάλογη με τη ροή ή στον έλεγχο EC/pH κλειστού βρόχου χρησιμοποιώντας ανάδραση από αισθητήρες στην κύρια γραμμή άρδευσης. Οι έξοδοι του αναδευτήρα διατηρούν τις δεξαμενές αποθεμάτων λιπασμάτων σε αιώρηση.

Ε8: Τι συντήρηση απαιτεί το κιβώτιο ελέγχου;

Η τακτική συντήρηση είναι ελάχιστη: μηνιαία οπτική επιθεώρηση του περιβλήματος και του στεγανοποιητικού της πόρτας, τριμηνιαίος έλεγχος των τερματισμών ισχύος για στεγανότητα και ετήσιος λειτουργικός έλεγχος όλων των εξόδων βαλβίδων και των εισόδων αισθητήρων. Εάν είναι εγκατεστημένο σύστημα ηλιακής ενέργειας, οι ακροδέκτες της μπαταρίας και τα επίπεδα ηλεκτρολυτών (για πλημμυρισμένες μπαταρίες) θα πρέπει να επιθεωρούνται ανά τρίμηνο. Ο ίδιος ο ελεγκτής δεν έχει κινούμενα μέρη και δεν απαιτεί προγραμματισμένη αντικατάσταση.

5. Λειτουργία οπωρώνα μεγάλης κλίμακας — Αυτόματη ανάπτυξη πολλαπλών ζωνών άρδευσης

Φόντο

Μια επιχείρηση καλλιέργειας φρούτων στη νότια Ευρώπη διαχειριζόταν 180 εκτάρια πυρηνόκαρπων οπωρώνων και εσπεριδοειδών σε κυματοειδές έδαφος. Η άρδευση αντλήθηκε από πολλές γεωτρήσεις και μια κοινή δεξαμενή, που κατανεμήθηκε μέσω ενός δικτύου κεντρικών γραμμών σε περίπου 90 συστάδες ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων που εξυπηρετούν μεμονωμένα μπλοκ οπωρώνων. Η επιχείρηση γινόταν άρδευση σε σταθερά χρονοδιαγράμματα, τα οποία διαχειρίζονταν χειροκίνητα οι εργαζόμενοι στον αγρό, οι οποίοι οδηγούσαν ανάμεσα σε μπλοκ για να ανοίξουν και να κλείσουν βαλβίδες κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας.

Η Πρόκληση

Η χειροκίνητη λειτουργία της βαλβίδας ήταν εντατική και ανακριβής. Οι ποτιστές εφάρμοζαν τον ίδιο χρόνο λειτουργίας ανεξάρτητα από τη διακύμανση της υγρασίας του εδάφους μεταξύ των τεμαχίων, οδηγώντας σε υπερβολική άρδευση στις επικρατούσες από πηλό ζώνες και υποάρδευση σε αμμώδεις κορυφογραμμές. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, η ομάδα δυσκολεύτηκε να ολοκληρώσει όλα τα προγραμματισμένα σετ μέσα σε 24 ώρες. Οι εκκινήσεις της αντλίας ήταν συχνά ασυντόνιστες με τις θέσεις των βαλβίδων - οι βαλβίδες άνοιγαν προτού η αντλία να λειτουργήσει, προκαλώντας μπλοκαρίσματα αέρα και σφύρα νερού που κατέστρεφαν τα εξαρτήματα της κύριας γραμμής. Οι αντλίες γεώτρησης του αγροκτήματος έτρεχαν επίσης με κλειστές βαλβίδες στο τέλος των βάρδιων, σκοντάφτοντας τις υπερφορτώσεις. Ο χειρισμός της έγχυσης λιπάσματος γινόταν από ένα ξεχωριστό χειροκίνητο σύστημα venturi χωρίς καταγραφή των ποσοστών εφαρμογής ανά μπλοκ.

Ο καλλιεργητής ήθελε ένα ενιαίο ολοκληρωμένο σύστημα ελέγχου που θα μπορούσε να διαχειρίζεται όλες τις βαλβίδες, τις αντλίες και το λίπανση, να παρακολουθείται εξ αποστάσεως και να μειώνει την εργασία άρδευσης σε εποπτικό ρόλο.

Γιατί έξυπνα κιβώτια ελέγχου άρδευσης;

Η διάταξη μπλοκ του αγροκτήματος πρότεινε μια κεντρική αρχιτεκτονική: ένα κύριο κιβώτιο ελέγχου στο υπόστεγο της αντλίας που διαχειρίζεται όλες τις εκκινήσεις της αντλίας και την πίεση της κύριας γραμμής, με ασύρματες απομακρυσμένες τερματικές μονάδες LoRa σε κάθε σύμπλεγμα δορυφορικών βαλβίδων που επικοινωνούν πίσω με τον κύριο ελεγκτή. Έτσι αποφεύχθηκε η χάραξη των καλωδίων ελέγχου κατά μήκος του οπωρώνα.

Το κιβώτιο ελέγχου διαμορφώθηκε με έξι κανάλια εξόδου αντλίας (τέσσερις γεωτρήσεις, δύο ενισχυτικές αντλίες), μια είσοδο πομπού πίεσης στην κύρια γραμμή, εισόδους μετρητή ροής σε κάθε εκκένωση αντλίας για προστασία από ξηρή λειτουργία και αθροιστική παρακολούθηση ροής και 90 εξόδους ασύρματης βαλβίδας στις δορυφορικές RTU. Αναπτύχθηκε ένα δίκτυο παρακολούθησης της υγρασίας του εδάφους — έξι ανιχνευτές χωρητικότητας πολλαπλού βάθους σε αντιπροσωπευτικές ζώνες εδάφους — συνδεδεμένοι με τον ελεγκτή μέσω του Modbus RS485.

Η λίπανση ενσωματώθηκε μέσω τριών καναλιών δοσομέτρησης, το καθένα με μια αντλία έγχυσης μεταβλητής ταχύτητας που ελέγχεται από τη λογική της αναλογικής ροής. Ο ελεγκτής παρακολούθησε τον μετρητή ροής της κύριας γραμμής και προσάρμοσε τον ρυθμό έγχυσης για να διατηρήσει μια στοχευόμενη συγκέντρωση λιπάσματος ανεξάρτητα από το ποια μπλοκ άρδευαν.

Ο προγραμματισμός ήταν δομημένος από μπλοκ οπωρώνων, με τα κατώφλια υγρασίας του εδάφους να καθορίζουν εάν θα προχωρούσε ένας προγραμματισμένος κύκλος άρδευσης για κάθε τετράγωνο. Η είσοδος του βροχόμετρου ανέστειλε αυτόματα όλα τα προγραμματισμένα ποτίσματα για 24 ώρες μετά από 5 mm βροχόπτωσης. Όλα τα δεδομένα μεταδόθηκαν στην πλατφόρμα cloud μέσω 4G, δίνοντας στον διαχειριστή της φάρμας ένα ενιαίο ταμπλό για όλη τη λειτουργία.

Ανάπτυξη

Δύο κύρια έξυπνα κιβώτια ελέγχου άρδευσης εγκαταστάθηκαν στα δύο κύρια υπόστεγα αντλιών, με 16 ασύρματα RTU LoRa κατανεμημένα σε όλο το περιβόλι. Το σύστημα έλεγχε έξι αντλίες, 90 βαλβίδες άρδευσης και τρία κανάλια λίπανσης. Η τροφοδοσία τροφοδοτούνταν από το δίκτυο στα υπόστεγα της αντλίας. Οι RTU τροφοδοτούνταν με ηλιακή ενέργεια με εσωτερικές μπαταρίες. Η εγκατάσταση και η θέση σε λειτουργία ολοκληρώθηκαν σε διάστημα τεσσάρων εβδομάδων εκτός της περιόδου συγκομιδής, με τις υπάρχουσες ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες και τους επαφέες αντλίας της φάρμας να διατηρούνται.

Αποτελέσματα

●  Η εργασία άρδευσης μειώθηκε από μια ομάδα τεσσάρων ατόμων στον αγρό σε έναν επόπτη που παρακολουθεί τον πίνακα ελέγχου του cloud και εκτελεί περιστασιακές επιθεωρήσεις πεδίου.

●  Η κατανάλωση νερού μειώθηκε κατά περίπου 28% την πρώτη πλήρη σεζόν, λόγω του προγραμματισμού μπλοκ με βάση την υγρασία του εδάφους που εξάλειψε την περιττή άρδευση σε βαρύτερα εδάφη.

●  Οι κλήσεις συντήρησης που σχετίζονται με την αντλία μειώθηκαν σημαντικά: οι διαδρομές σε ξηρή λειτουργία εξαλείφθηκαν με προστασία βάσει ροής και οι ζημιές από σφυρί νερού στα εξαρτήματα κύριας γραμμής σταμάτησαν με τη συντονισμένη αλληλουχία αντλίας-βαλβίδας.

●  Η χρήση λιπασμάτων μειώθηκε κατά 15% μέσω έγχυσης ανάλογης ροής, με τα αρχεία εφαρμογής ανά μπλοκ καταγράφονται πλέον αυτόματα για συμμόρφωση και γεωπονικό έλεγχο.

●  Ο διευθυντής της φάρμας ανέφερε ότι η δυνατότητα προβολής ολόκληρης της κατάστασης του συστήματος άρδευσης σε smartphone —ιδιαίτερα κατά τις ώρες εκτός λειτουργίας και τα Σαββατοκύριακα— ήταν ένα σημαντικό λειτουργικό όφελος.