Разработка пермских ученых позволит справиться с засухой
Рациональное использование водных ресурсов является актуальной проблемой для южных регионов России, поскольку запасы пресной воды ограничены. Использование соленой воды для орошения может привести к засолению почвы и негативным последствиям для растений. Группа ученых, включая исследователя из Пермского технического университета, разработала программный пакет для эффективного управления системой орошения сельскохозяйственных земель. Проект поможет автоматизировать процесс полива растений, улучшить его качество, а также сэкономить пресную воду и расходы на орошение.
Разработка может быть использована для программирования промышленных контроллеров, позволит создать домашнюю систему полива с древовидной топологией ирригационных систем.
Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Journal of Physics: Conference Series, Volume 2094, Cybernetics and IT. В работе также принимали участие ученые из Пермского государственного технического университета и Института Федеральной службы исполнения наказаний России в Перми. Исследователи разработали ирригационную схему на примере санатория “Русь” (Анапа, Краснодарский край).
– В южных регионах России выпадает мало осадков, что приводит к необходимости искусственного орошения растений. Мы предложили создать современную автоматизированную систему полива, которая улучшит физиологическое состояние растений и сэкономит ресурсы. В настоящее время для этих целей используются цистерны, которые технически устарели. Для разработки программного решения было использовано схематическое изображение растительных аллей в санатории в виде древовидной структурной модели. Система управления водораспределительной сетью позволит нам распределять воду по ее основной, распределительной и питающей ветвям”. – говорит Сергей Костарев, профессор кафедры вычислительной техники и автоматизированных систем Пермского технологического университета, кандидат технических наук, доцент.
Программная схема оросителя включает в себя сигналы управления, переходные процессы и выходные клапаны. Для управления ирригационной системой используются логические уравнения, созданные исследователями. Они включают систему управления блокировкой с обратной связью. На каждой ветке “дерева” находится логическая схема с переключателями. При получении сигнала управление также активируется через ветвь блокировки. Орошение отключается путем подачи управляющего сигнала на магистральные ветви.
Исследователи разработали жесткую логическую систему управления на основе автомата Мила. Что касается аппаратного и программного обеспечения, они предложили использовать программируемый логический контроллер Omron и программное обеспечение CX-One. Исследователи внедрили программу на основе релейно-контактных схем для программирования промышленных контроллеров, используя открытый стандарт МЭК 61131.3 (ГОСТ Р МЭК 61131-3).
Как отмечают исследователи, методы автоматического полива растений изучаются с середины прошлого века, но создание цифровых устройств для управления системами полива деревьев является весьма актуальным.
Исследователи провели моделирование системы, которое показало, что подача воды контролируется правильно. В будущем установка может быть оснащена датчиками влажности почвы и средствами для оптического наблюдения за растениями. Ученые считают, что это позволит полностью автоматизировать процесс орошения.
