مروری بر روش‌ها‌ی بهره‌برداری خودکار در سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار

نویسندگان

1 بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان قزوین، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، قزوین، ایران.

2 استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران، ایران.

چکیده

امروزه با توجه به محدودیت منابع آب عمده‌ترین هدف خودکار سازی، امکان پیش‌بینی حجم بهینه آب آبیاری و ارتقاء مدیریت توزیع و تحویل آب در یک سامانه آبیاری است. با توسعه سامانه‌های آبیاری تجمیع شده از قطعات مختلف زراعی و باغی با مالکیت بهره­برداران مختلف، لزوم گرایش به سامانه­های خودکار، به‌منظور کاهش مشکلات فنی و اجتماعی در طرح‌های مذکور بیش‌ازپیش مشهود است. در این تحقیق قابلیت­های خودکار سازی در سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار، با رویکرد توأمان مدیریت مصرف آب و انرژی موردبررسی قرارگرفته است. همچنین با توجه به آنکه تمرکز فعالیت‌های خودکار سازی سامانه‌های آبیاری تحت­فشار در محل ایستگاه پمپاژ است، به الگوریتم‌های کنترلی در این بخش از سامانه‌های آبیاری نیز اشاره شده است. بررسی روش‌های کنترلی در سامانه‌های آبیاری نشان‌دهنده آن است که با توجه به تأثیر عوامل محیطی در بهره­برداری سامانه و به‌منظور مدیریت مصارف آب و انرژی، استفاده از کنترل حلقه بسته با کنترل‌گر PID در سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار تجمیع شده، قابل توصیه و کاربرد است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Review of the Operation Automatic Pressurized Irrigation System

نویسندگان [English]

  • Afshin Youssef Gomrokchi 1
  • Atefeh Parvaresh Rizi 2
1 Agricultural Engineering Research Department, Qazvin Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Qazvin, Iran.
2 Assistant Proffessor Irrigation and Reclamation Engineering Department, Agriculture and Natural Resources Campus. University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Today, due to water resources constraints, the main aim of automation is the ability to predict the optimal amount of irrigation water and promote the management of distribution and delivery of water in an irrigation system. By development of accumulated irrigation systems from different agronomic and horticultural areas, the need for automatic systems tends to be more evident in order to reduce the technical and social problems in projects. In this research, automation capabilities in pressurized irrigation systems have been investigated using integrated water and energy consumption management method. Moreover, because of the automation activities of pressurized irrigation systems are focused in the pumping stations, control algorithms in pressurized irrigation systems are also discussed. Study of control methods in irrigation systems indicated that due to effect of environmental factors in system operation and in order to manage the water and energy consumption, the use of closed loop control with PID controller in accumulated pressurized irrigation systems is recommended and applied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • automation
  • Algoritm control
  • Irrigation system
  • Pumping station
  • System control
افشارنیا، س.، و واحدی، ا. 1390. مدل­سازی و شبیه­سازی دینامیکی ماشین­های الکتریکی. انتشارت دانشگاه تهران. چاپ سوم. 694 صفحه.
باقرپور، ح.، محمدی، ح.، و مینایی، س. 1394. مروری بر حسگرها و فناوری شبکه بی سیم در بهینه سازی مصرف آب و نهاده های کشاورزی. نشریه مدیریت آب در کشاورزی. جلد 2 شماره 1. ص: 70-57.
پرهیزگار، ‌ع.، ‌سلاخ ‌پور، ‌م.، ‌و ‌مستوفی ‌زاده، ‌ن. ‌1386. ‌کاربرد ‌سیستم ‌کنترل ‌اتوماتیک ‌یکپارچه ‌در ‌طرح ‌شبکه ‌آبیاری ‌تحت‌فشار. ‌اولین ‌کارگاه ‌فنی ‌خودکار ‌سازی ‌سامانه‌های ‌آبیاری ‌تحت‌فشار. ‌کرج.
‌ جوادی­کیا، پ.، طباطبایی­فر، ا.، امید، م.، علیمردانی، ر.، و نادرلو، ل. 1386. کنترل هوشمند به کمک منطق فازی برای اتوماسیون سیستم آبیاری گلخانه و ارزیابی آن نسبت به سیستم‌های متداول. اولین کارگاه فنی ارتقاء کارایی مصرف آب با کشت محصولات گلخانه‌ای.گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی دانشگاه تهران.
 خزائی، ا. 1391. کاربرد اتوماسیون در بهره‌وری مصرف آب در مزرعه بر اساس داده‌های اقلیمی. رساله کارشناسی ارشد. گروه آبیاری و زهکشی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
ذاکری نیا، ب.، و بلسی، ع. 1392. تأثیر خودکارسازی سامانه‌های آبیاری قطره‌ای بر کاهش مصرف انرژی و آب. نشریه آب و توسعه پایدار. سال اول، شماره 1. ص: 72 - 65.
 رحیمی،ا.، و نادری، ز. 1389. بررسی و مقایسه میزان بهینه­سازی مصرف انرژی در کنترل ایستگاه­های پمپاژ با استفاده از سیستم اتوماسیون و روش‌های کلاسیک راه­اندازی، سومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران، اهواز.
سعیدی، و. 1389. معرفی سیستم های SCADA. انتشارات آفرنگ. 271 صفحه.
 علمداری، ع.، و کریمی، م. 1390. مرجع کاربردی SIMULINK انتشارات نگارنده دانش. 480 صفحه.
گمرکچی، ا.ی.، و پرورش­ریزی، ع. 1396. مدلسازی دینامیک پمپ­های دور متغیر در سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار با رویکرد به تحلیل مصرف انرژی (مطالعۀ موردی: سامانۀ آبیاری کشت و صنعت اشرفیه). نشریه تحقیقات مهندسی سازه های آبیاری و زهکشی. دوره 18، شماره 68. صفحه 143-160.
ولی­زاده ، ن. 1386 . خودکار نمودن سامانه های آبیاری تحت‌فشار. نشریه آبیاری و زهکشی ایران . شماره 5.
یاری، ‌ع. ‌1389. ‌طراحی ‌و ‌ساخت ‌سیستم ‌کنترل ‌و ‌مانیتورینگ ‌هوشمند ‌ایستگاه ‌پمپاژ. ‌گزارش ‌پژوهشی ‌شرکت ‌سهامی ‌مدیریت ‌منابع ‌آب ‌ایران. ‌مرکز ‌رشد ‌واحدهای ‌فن‌آوری ‌دانشگاه ‌تهران.
Bennis, I., Fouchal, H., Zytoune, O., Aboutajdine, D. 2017. Monitoring Drip Irrigation System Using Wireless Sensor Networks. Advances in Network Systems, 641: 297-315.
Boman, B., Smith, S., Tullos, B. 2002. Control and Automation in Citrus Microirrigation Systems. Florida, IFAS Extension, Agricultural and Biological Engineering Department, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida. Gainesville, FL, 32611.
Chee-Mun, O. 1997. Dynamic Simulation of Electric Machinery: Using MATLAB/ SIMULINK. Prentice Hall, 560 P.DIN 19226. 1968. Control Engineering; Definitions and Terms. Germany.
Nandhakumar, T., Vidhya, S., Jenita Shiny, S. 2017. Automatic Irrigation System. Journal of Electronic Design Engineering, 3(1).
Playan, E and Mateos, L. 2006. Modernization and optimization of irrigation systems to increase water productivity. Agricultural Water Management, 80: 100–116.
Silvister, S., Rai, R., Yadav, M., Bopshetty, S., Sagar, P. 2017. Controlling of Drip Irrigation Methodologies. International Journal of Advanced Research in Computer Engineering & Technology, 6(1):83-89.