本發(fā)明屬于自動(dòng)化領(lǐng)域，具體地涉及農(nóng)業(yè)用液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

農(nóng)作物吸收離子態(tài)的養(yǎng)分生長(zhǎng)，因此任何肥料必須溶解于水成為離子態(tài)才能被作物根系或葉片吸收。因此急需一種速溶、低價(jià)平衡的肥料，雖然市場(chǎng)上粉劑水溶性復(fù)合肥琳瑯滿目，但價(jià)格昂貴，目前只在一些經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的作物上施用。

液態(tài)肥應(yīng)運(yùn)而生，液態(tài)復(fù)混肥的生產(chǎn)過(guò)程主要是溶解和混合過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)三廢排放，且液態(tài)肥的配方很容易調(diào)整，可以根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和作物對(duì)養(yǎng)分的需求規(guī)律配制專(zhuān)用配方，滿足精準(zhǔn)施肥的需求；液態(tài)肥的原料選擇范圍廣，只要對(duì)作物生長(zhǎng)有用的物質(zhì)都可以作為液態(tài)肥料生長(zhǎng)的原料，廣泛的原料來(lái)源可顯著降低液態(tài)肥料的生產(chǎn)成本；液態(tài)肥料中的養(yǎng)分溶解在水中，使用時(shí)濃度安全，一般不會(huì)燒苗燒種燒根，養(yǎng)分隨水送到根部，從而被根部直接吸收，且液態(tài)肥由灌溉管道施用，易于自動(dòng)化施肥，節(jié)省人工。

但液態(tài)肥也存在顯著的缺點(diǎn)。液態(tài)肥一般不宜遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，如需包裝則包裝成本顯著高于顆粒肥料。國(guó)外是大農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)體制，通常液體配肥廠配好后直接配送到農(nóng)場(chǎng)，沒(méi)有包裝和中間環(huán)節(jié)。直接配送模式也適合我國(guó)的集約化經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)，如新疆、內(nèi)蒙等地區(qū)。但我國(guó)有大量的小戶經(jīng)營(yíng)，針對(duì)小戶經(jīng)營(yíng)用量少的情況，可采用加肥站模式銷(xiāo)售，也無(wú)需包裝。目前國(guó)內(nèi)加肥站局限于成品肥的銷(xiāo)售或原料肥通過(guò)傳統(tǒng)稱(chēng)重模式混合后銷(xiāo)售，存在液態(tài)肥配制中原液混合不充分，成本較高，不能按需配制等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

基于以上問(wèn)題，本發(fā)明提出一種液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中加肥站局限于成品肥的銷(xiāo)售以致成本高，不能按需配置的問(wèn)題，和現(xiàn)有技術(shù)中液態(tài)肥配制中原液混合不充分的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提出一種液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置，用于將不同液態(tài)肥原液配制成液態(tài)肥，包括機(jī)體，機(jī)體包括儲(chǔ)液裝置、抽取裝置、混液裝置、控制裝置，其中：

儲(chǔ)液裝置用于儲(chǔ)存不同液態(tài)肥原液；

控制裝置用于控制抽取裝置抽取不同液態(tài)肥原液，并循環(huán)注入混液裝置；

混液裝置用于混合不同液態(tài)肥原液以配制成液態(tài)肥。

上述液態(tài)肥自動(dòng)配置裝置還包括輸入裝置，其用于接收用戶輸入的液態(tài)肥配制參數(shù)，控制裝置根據(jù)用戶輸入的液態(tài)肥配制參數(shù)來(lái)控制抽取裝置抽取不同液態(tài)肥原液。

上述液態(tài)肥配制參數(shù)包括液態(tài)肥的成分信息，控制裝置根據(jù)該成分信息計(jì)算液態(tài)肥原液的配比，以控制抽取裝置抽取不同液態(tài)肥原液。

上述不同液態(tài)肥原液的循環(huán)注入為按流量循環(huán)注入、按時(shí)間循環(huán)注入和按比例注入中的任一種。其中循環(huán)注入的流量、時(shí)間或比例由控制裝置自動(dòng)計(jì)算。

上述混液裝置具有螺旋葉片結(jié)構(gòu)，其有助于不同原液的充分混合。

上述液態(tài)肥自動(dòng)配置裝置還包括顯示裝置，用于顯示液態(tài)肥的配制信息，液態(tài)肥的配制信息包括液態(tài)肥配制進(jìn)度信息，所述顯示裝置為觸摸裝置。

上述液態(tài)肥自動(dòng)配置裝置還包括指示燈，其用于顯示不同液態(tài)肥原液的注入狀態(tài)。

進(jìn)一步地，上述液態(tài)肥自動(dòng)配置裝置還包括用戶操作裝置，其用于接收用戶操作并向所述控制裝置發(fā)送控制信號(hào)，以控制液態(tài)肥的配制。

上述用戶操作裝置包括按鈕，所述按紐是下述按鈕中的至少一種：

緊急開(kāi)啟按鈕，用于緊急開(kāi)啟液態(tài)肥的配制；

緊急停止按鈕，用于緊急停止液態(tài)肥的配制；

緊急暫停按鈕，用于緊急暫停液態(tài)肥的配制。

進(jìn)一步地，抽取裝置包括一個(gè)泵和多個(gè)管道，每個(gè)管道上具有一個(gè)控制閥，用于控制管道的開(kāi)通和關(guān)閉。其中泵的運(yùn)轉(zhuǎn)以及控制閥的開(kāi)通和關(guān)閉均由控制裝置控制。所述泵為高壓泵，可與滴灌裝置相連接，實(shí)現(xiàn)配肥、施肥一體化。

進(jìn)一步地，不同液態(tài)肥原液包括鉀肥原液、磷肥原液、氮肥原液和有機(jī)肥原液。

(三)有益效果

本發(fā)明提出的一種液態(tài)肥自動(dòng)配制系統(tǒng)，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提出的液態(tài)肥自動(dòng)配置系統(tǒng)，采用PLC控制器控制液態(tài)肥原液的循環(huán)注入，循環(huán)注入方式為按流量循環(huán)注入、按時(shí)間循環(huán)注入或按比例注入，另外本發(fā)明提出的系統(tǒng)采用的混液罐具有螺旋葉片，通過(guò)其外甩功能進(jìn)行混液，因此本發(fā)明可使液態(tài)肥原液充分混合。

2、本發(fā)明具有液態(tài)肥自動(dòng)配制功能，可根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和作物對(duì)養(yǎng)分的需求規(guī)律配制專(zhuān)用配方，滿足精準(zhǔn)施肥的需求。同時(shí)由于原液來(lái)源廣泛，農(nóng)民可直接拿桶接肥，或?qū)⒏邏罕门c滴灌設(shè)施相連接，免去包裝成本，使得液態(tài)肥的成本降低，實(shí)現(xiàn)配肥、施肥一體化。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提出的液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置的主視圖；

圖2是本發(fā)明提出的液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明提出的液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置的左視圖；

圖4是本發(fā)明提出的液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置的仰視圖；

圖5是本發(fā)明提出的液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置的顯示裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-5所示，本發(fā)明提出一種液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置，包括機(jī)體，其中機(jī)體包括儲(chǔ)液裝置、混液裝置、控制裝置和顯示和輸入裝置，具體的包括儲(chǔ)液罐、顯示屏控制器101、PLC控制器102、電源裝置103、顯示屏104、N原液接口201、第一電磁閥202、第一電子脈沖流量計(jì)203、第一逆止閥204、第一流量控制手柄205、P原液接口301、第二電磁閥302、第二電子脈沖流量計(jì)303、第二逆止閥304、第二流量控制手柄305、K原液接口401、第三電磁閥402、第三電子脈沖流量計(jì)403、第三逆止閥404、第三流量控制手柄405、C原液接口501、第四電磁閥502、第四電子脈沖流量計(jì)503、第四逆止閥504、第四流量控制手柄505、第五逆止閥601、抽液泵602、混液罐701、加肥槍801和用于輸送液態(tài)肥原液及混合后液態(tài)肥的管道。

其中顯示屏104的頁(yè)面布局如圖5所示，顯示屏104為觸摸屏，其由顯示屏控制器101控制實(shí)現(xiàn)參數(shù)輸入與設(shè)置功能，其中顯示屏控制器101與PLC控制器102連接，接收PLC控制器的編程信號(hào)來(lái)控制顯示屏104。觸摸屏主要具有參數(shù)設(shè)定、歷史紀(jì)錄、開(kāi)始、暫停和全部復(fù)位觸摸按鈕，觸摸按鈕與顯示屏控制器101的相應(yīng)部門(mén)連接實(shí)現(xiàn)觸摸設(shè)定功能。參數(shù)設(shè)定按鈕用來(lái)輸入液態(tài)肥配置所需參數(shù)，每更改設(shè)定的參數(shù)，都需要輸入裝置密碼，同時(shí)可設(shè)置運(yùn)行時(shí)間；歷史紀(jì)錄按鈕用于查閱裝置保存的歷史設(shè)定參數(shù)；開(kāi)始按鈕用于開(kāi)始液態(tài)肥的配制；暫停按鈕用于暫停液體的肥配制；全部復(fù)位按鈕用于將用戶對(duì)參數(shù)的設(shè)定恢復(fù)為出廠時(shí)的初始值。用戶輸入液態(tài)肥所需N、P、K和C的公斤數(shù)，傳輸給顯示屏控制器101，繼而傳輸給PLC控制器102，自動(dòng)輸出得到總公斤數(shù)及由總公斤數(shù)轉(zhuǎn)換得到的總升數(shù)和應(yīng)付金額。另外，顯示屏104接收顯示屏控制器101的信號(hào)實(shí)時(shí)反應(yīng)液態(tài)肥配制進(jìn)度，其配制進(jìn)度由液態(tài)肥配制進(jìn)度條105顯示。進(jìn)一步的，顯示屏104還能實(shí)時(shí)顯示日期和時(shí)間。

如圖4所示，N原液接口201、P原液接口301、K原液接口401、C原液接口501分別與N原液儲(chǔ)液罐、P原液儲(chǔ)液罐、K原液儲(chǔ)液罐和有機(jī)肥原液儲(chǔ)液罐連接。第一電磁閥202、第二電磁閥302、第三電磁閥402、第四電磁閥502通過(guò)管道分別與N原液接口201、P原液接口301、K原液接口401、C原液接口501相連，用于控制N原液、P原液、K原液、C原液的注入，第一至第四電磁閥與PLC控制器102連接，其開(kāi)合由PLC控制器102控制；第一電子脈沖流量計(jì)203、第二電子脈沖流量計(jì)303、第三電子脈沖流量計(jì)403、第四電子脈沖流量計(jì)503通過(guò)管道分別與第一電磁閥202、第二電磁閥302、第三電磁閥402、第四電磁閥502相連，用于檢測(cè)N原液、P原液、K原液、C原液的注入流量；第一逆止閥204、第二逆止閥304、第三逆止閥404、第四逆止閥504通過(guò)管道分別與第一電子脈沖流量計(jì)203、第二電子脈沖流量計(jì)303、第三電子脈沖流量計(jì)403、第四電子脈沖流量計(jì)503相連，用于防止N原液、P原液、K原液、C原液的回流；第一流量控制手柄205、第二流量控制手柄305、第三流量控制手柄405、第四流量控制手柄505分別位于所述原液接口和原液桶之間，用于人為控制原液的注入速率。

抽液泵602用于給原液的抽取提供動(dòng)力，且抽液泵為高壓泵，可直接與滴灌裝置相連接，實(shí)現(xiàn)配肥、施肥一體化；第五逆止閥601用于防止注入原液的回流；混液罐701用于將各種原液混合，混液罐701具有螺旋葉片702，螺旋葉片通過(guò)其外甩功能可促使各種原液混合均勻；加肥槍801與混液罐701通過(guò)管道相連，用于向用戶的液態(tài)肥桶中注入混合好的液態(tài)肥。

PLC控制器102用于控制電磁閥，從而控制各種原液的循環(huán)注入并通過(guò)用戶輸出參數(shù)決定各種原液的總注入量。假定用戶輸出的N成分、P成分、K成分和C成分的值分別為a、b、c、d，農(nóng)業(yè)用主要的原液及原液中所含N、K、P的含量及價(jià)格如下表所示：

首先計(jì)算所需含有鉀的原液的使用量C，因?yàn)榱兹芤?、氮溶液都不含有鉀的成分。?jì)算方法為；

c/鉀原料的參數(shù)(K₂O)；

其次計(jì)算所需磷溶液的使用量B，根據(jù)鉀原料中的磷的含量和設(shè)定純磷值計(jì)算需要磷溶液的量值，計(jì)算方法為：

(b-C*含磷參數(shù)(P₂O₅))/磷溶液的參數(shù)(P₂O₅)；

最后計(jì)算所需氮溶液的使用量A，其計(jì)算方法為：

(a-C*含氮參數(shù)(N)-B*含氮參數(shù)(N))/氮溶液的參數(shù)(N)；

c原液的使用量即有機(jī)肥原液使用量為D。

將含氮、磷、鉀原液和有機(jī)肥原液的量值求和，即可得到注入升的值，分別將含氮、磷、鉀原液量和有機(jī)肥原液量的值乘以單價(jià)，即可得到各個(gè)原液的價(jià)格，將各個(gè)原液的價(jià)格求和得到總價(jià)值。

注入方式有三種，分別為按流量循環(huán)注入、按時(shí)間循環(huán)注入和按比例注入。

按流量循環(huán)注入為：首先通過(guò)PLC控制器102設(shè)定流量循環(huán)次數(shù)為n，根據(jù)上述計(jì)算方法得到四種原液的注入值A(chǔ)、B、C、D設(shè)定每次循環(huán)四種原液的注入液量分別為A/n、B/n、C/n、D/n，則PLC控制電磁閥的開(kāi)啟，首先開(kāi)啟第一電磁閥202，進(jìn)行N原液的注入，第一電子脈沖流量計(jì)203計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第一電磁閥202關(guān)閉同時(shí)第二電磁閥302開(kāi)啟，進(jìn)行P溶液的注入，第二電子脈沖流量計(jì)303計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第二電磁閥302關(guān)閉同時(shí)第三電磁閥402開(kāi)啟，進(jìn)行K溶液的注入，第三電子脈沖流量計(jì)403計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第三電磁閥402關(guān)閉同時(shí)第四電磁閥502開(kāi)啟，進(jìn)行有機(jī)肥原液的注入，第四電子脈沖流量計(jì)503計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第四電磁閥502關(guān)閉完成第一次循環(huán)注入；第四電磁閥502關(guān)閉的同時(shí)第一電磁閥開(kāi)啟，開(kāi)始第二循環(huán)注入，按上述步驟直到n次循環(huán)結(jié)束，關(guān)閉第四電磁閥502，完成原液注入。

按時(shí)間循環(huán)注入為：通過(guò)PLC控制器102設(shè)定循環(huán)次數(shù)為n，則按照注入速率v及所需注入各種原液量A、B、C、D，將每種原液注入所需的時(shí)間分成n份，設(shè)定每次循環(huán)時(shí)每種原液的注入時(shí)間為A/vn、B/vn、C/vn、D/vn后開(kāi)啟循環(huán)。首先開(kāi)啟第一電磁閥202，進(jìn)行N原液的注入，第一電子脈沖流量計(jì)203計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第一電磁閥202關(guān)閉同時(shí)第二電磁閥302開(kāi)啟，進(jìn)行P溶液的注入，第二電子脈沖流量計(jì)303計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第二電磁閥302關(guān)閉同時(shí)第三電磁閥402開(kāi)啟，進(jìn)行K溶液的注入，第三電子脈沖流量計(jì)403計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第三電磁閥402關(guān)閉同時(shí)第四電磁閥502開(kāi)啟，進(jìn)行有機(jī)肥原液的注入，第四電子脈沖流量計(jì)503計(jì)數(shù)到1/n向PLC反饋信號(hào)，第四電磁閥502關(guān)閉完成第一次循環(huán)注入；第四電磁閥502關(guān)閉的同時(shí)第一電磁閥開(kāi)啟，開(kāi)始第二循環(huán)注入，按上述步驟直到n次循環(huán)結(jié)束，關(guān)閉第四電磁閥502，完成原液注入。

按比例注入為：通過(guò)調(diào)節(jié)第一流量控制手柄205、第二流量控制手柄305、第三流量控制手柄405和第四流量控制手柄505使第一電磁閥202的流量為：總流量*A/(A+B+C+D)；第二電磁閥302的流量為：總流量*B/(A+B+C+D)；第三電磁閥402的流量為：總流量*C/(A+B+C+D)；第四電磁閥502的流量為：總流量*D/(A+B+C+D)，通過(guò)PLC控制器102同時(shí)開(kāi)啟第一電磁閥202、第二電磁閥302、第三電磁閥402、第四電磁閥502，進(jìn)行原液注入。

另外，如圖1所示，機(jī)體的一面具有暫停鍵901用于緊急暫停液態(tài)肥的配制、開(kāi)啟鍵902用于緊急開(kāi)始液態(tài)肥的配制、停止鍵903用于停止液態(tài)肥的配制、N液注入指示燈904當(dāng)N原液注入時(shí)亮、P液注入指示燈905當(dāng)P原液注入時(shí)亮、K液注入指示燈906當(dāng)K原液注入時(shí)亮、C液注入指示燈907當(dāng)有機(jī)原液注入時(shí)亮和門(mén)把手用于開(kāi)啟機(jī)體門(mén)。

通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明提出的液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置，通過(guò)由于以上三種原液注入方式實(shí)現(xiàn)了不同原液之間的分布混合，避免了現(xiàn)有液態(tài)肥配制中混合不均勻的問(wèn)題，另外可以根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和作物對(duì)養(yǎng)分的需求規(guī)律配制專(zhuān)用配方，滿足精準(zhǔn)施肥的需求，可促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，同時(shí)也可降低液態(tài)肥的成本。又由于采用PLC控制器控制液態(tài)肥的配制，配制過(guò)程自動(dòng)化高。

實(shí)施例

如圖1-5所示，本實(shí)施例提出一種液態(tài)肥自動(dòng)配制裝置，包括機(jī)體，機(jī)體尺寸為高150cm*寬60cm*厚50cm，其中機(jī)體包括儲(chǔ)液裝置、混液裝置、控制裝置和顯示裝置，具體的包括儲(chǔ)液罐、顯示屏控制器101、PLC控制器102、電源裝置103、顯示屏104、N原液接口201、第一電磁閥202、第一電子脈沖流量計(jì)203、第一逆止閥204、第一流量控制手柄205、P原液接口301、第二電磁閥302、第二電子脈沖流量計(jì)303、第二逆止閥304、第二流量控制手柄305、K原液接口401、第三電磁閥402、第三電子脈沖流量計(jì)403、第三逆止閥404、第三流量控制手柄405、C原液接口501、第四電磁閥502、第四電子脈沖流量計(jì)503、第四逆止閥504、第四流量控制手柄505、第五逆止閥601、抽液泵602、混液罐701、加肥槍801和用于輸送液態(tài)肥原液及混合后液態(tài)肥的管道。

其中PLC控制器102為20站PLC編程器，顯示屏104為9英寸多功能觸摸屏，第一至第四電子脈沖流量計(jì)為450脈沖/升流量表，第一至第四電磁閥為24VDC電磁閥。

其中，抽液泵602為高揚(yáng)程隔膜泵，由于其為高壓泵，可直接連接到滴灌設(shè)施上，實(shí)現(xiàn)配肥、施肥一體化。

如圖5所示工作時(shí)，先開(kāi)啟電源裝置103中各器件的電源，用戶點(diǎn)擊顯示屏104上的參數(shù)設(shè)定按鈕，輸入密碼，進(jìn)行N成分、P成分、K成分和C成分的參數(shù)設(shè)定，設(shè)定完成后，點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，用戶將加肥槍801對(duì)準(zhǔn)自帶的液態(tài)肥桶。PLC控制器102根據(jù)設(shè)定的參數(shù)算出總原料的公斤數(shù)、轉(zhuǎn)換后的升數(shù)及對(duì)應(yīng)得總價(jià)格，并向顯示屏控制器101發(fā)出信號(hào)，顯示屏控制器102進(jìn)一步控制電子屏104，顯示總原料的公斤數(shù)、轉(zhuǎn)換后的升數(shù)及對(duì)應(yīng)得總價(jià)格。隨后PLC控制器102控制第一至第四電磁閥進(jìn)行按流量循環(huán)注入原液，抽液泵602實(shí)時(shí)抽取N原液、P原液、K原液或有機(jī)原液，將抽取的原液傳輸?shù)交煲汗?01，混液罐701中的螺旋葉片702實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)原液進(jìn)行充分混合，混液罐701中充分混合后的液態(tài)肥通過(guò)管道傳輸給加肥槍?zhuān)⒂捎脩糇⑷氲阶詭У囊簯B(tài)肥桶，用戶可根據(jù)液態(tài)肥配制進(jìn)度條105實(shí)時(shí)觀察液態(tài)肥配制輸出進(jìn)度，進(jìn)度條滿格并顯示100％后，完成液態(tài)肥的配制。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。