CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG 1. Khái niệm về hệ thống tự động Hệ thống điều khiển tự động là hệ thống, bao gồm các phần tử tự động nhằm điều khiển các quy trình xảy ra trong thiên nhiên, cuộc sống mà không có sự tham gia trực tiếp của con người. Hệ thống tự động xuất hiện ngày nay rất phổ biến: - Hệ thống điều hòa không khí. - Hệ thống tự động báo cháy.
- Hệ thống điều chỉnh độ ẩm. - Hệ thống tưới nước tự động. Trong môi trường sản xuất: - Các máy tự động. - Các đường dây sản xuất, lắp ráp tự động.
Vai trò của tự động hóa trong quá trình sản xuất Tự động hóa đang được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau: công nghiệp sản xuất, gia công cơ khí, dây chuyền lắp ráp tự động, ứng dụng kiểm soát chất lượng… Các hệ thống điều khiển thường dùng để vận hành quá trình sản xuất bao gồm servo, PLC, mạch điện tử, G code… Các hệ điều khiển này có thể bao gồm việc điều khiển từ đơn giản đến các thuật toán phức tạp, điều khiển những máy móc đơn giản cho đến những hệ thống công nghiệp lớn. Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng tới quá trình tự động hóa của một quốc gia, hoặc một lĩnh vực. Trong đó, có thể kể đến những nhân tố quan trọng như: Công nghệ số hóa, trình độ nhân sự, nguồn lực vốn. Để quá trình này được diễn ra thuận lợi, cần hiểu rõ bản chất tự động hóa trong từng lĩnh vực, từng quy trình sản xuất, từ đó ứng dụng tối ưu, giúp tăng năng suất, giảm chi phí.
Ứng dụng của tự động hóa trong tưới tiêu cho cây trồng Công trường thực vật là căn cứ địa sản xuất nông nghiệp của hiện đại hóa. Toàn bộ quá trình đều có thể điều khiển tự động để giảm bớt sức người, nâng cao sản lượng… Mặc dù tự động hóa ứng dụng từ rất lâu cho việc tưới tiêu, song nó chỉ phát triển ở một số nước phát triển, còn đối với các nước chậm phát triển tuy nền nông nghiệp chiếm tỉ lệ lớn nhưng việc ứng dụng tự động hóa cho việc tưới cây vẫn còn rất chậm. Hiện nay, được sự trợ giúp của nước ngoài các nước đang phát triển đã đưa dần tự động hóa vào đời sống và sản xuất, đặc biệt là các nước Đông Nam Á nói chung và trong đó có Việt Nam. Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động hóa, kết hợp với thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin, đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hóa trong mọi lĩnh vực không chỉ trên lĩnh vực nông nghiệp.
Có thể nói tự động hóa trở thành xu hướng tất yếu cho bất kì quốc gia, vùng lãnh thổ nào muốn phát triển kinh tế trên Thế giới. Các dạng chính của hệ thống tưới tự động Về cơ bản hệ thống tưới nước tự động có 4 dạng chính: - Tưới phun mưa: Đây là hệ thống tưới nước tạo các tia nước bắn ra xung quanh nhờ đầu phun tạo mưa, phun trực tiếp lên bề mặt lá cây. Hệ thống này giúp bà con nông dân tưới cây nhanh hơn, hiệu quả hơn, nâng cao hiệu quả kinh tế. Phương pháp này có tác dụng làm tăng độ ẩm cho đất và làm mát cho cây trồng, tạo điều kiện kích thích cây trồng sinh trưởng và phát triển.
Hệ thống này được áp dụng phổ biến nhất do phù hợp với nhiều mô hình canh tác từ hoa màu cho đến cây ăn quả, cây công nghiệp. Nước ra vòi phun, béc phun theo dạng mưa, từng hạt, từng hạt có khả năng văng xa, tùy theo áp lực nước. Ưu điểm: Tưới phun mưa có hiệu quả sử dụng rất cao vì hạn chế cao độ tổn thất nước do bốc hơi vì tia phun ngắn. 3 Cường độ tưới phun mưa và diện tích làm ướt có thể được điều chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng.
Không tạo nên dòng chảy trên mặt đất. không phá vỡ cấu tượng đất do hạt mưa nhỏ. Cường độ tưới phun mưa và diện tích làm ướt có thể được điều chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng. Cường độ tưới phun mưa và diện tích làm ướt có thể được điều chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng.
Do toàn bộ hệ thống đường ống tưới phun mưa đặt ngầm nên tiết kiệm đất. Thuận tiện việc chăm sóc, canh tác trên đồng ruộng. Mặt khác cũng dễ dàng tự động hóa từng phần hoặc toàn phần hệ thống tưới phun mưa. Cũng như việc cơ khí hoá và tự động hóa phần thiết bị điều khiển.
Thiết bị tưới phun mưa được điều khiển toàn bộ hệ thống từ xa theo chương trình lập sẵn. Nên tiết kiệm sức lao động và nâng cao năng suất tưới. Nâng cao năng suất tưới và năng suất các khâu canh tác nông nghiệp khác. Sử dụng áp lực làm việc loại trung bình và thấp.
Đồng thời lưu lượng tưới phun mưa yêu cầu nhỏ nên tiết kiệm năng lượng và nguồn nước. Có tác dụng cải tạo vi khí hậu khu tưới. Hạn chế sâu bệnh, cỏ dại phát triển. Kết hợp được tưới tưới phun mưa với phun thuốc trừ sâu, bón phân hóa học.
Rất phù hợp với các cây trồng mềm yếu (vườn hoa, vườn ươm, cây đang ra hoa, thụ phấn). Thiết bị tưới phun sương cho phép người sử dụng có thể pha thêm một số dung dịch an toàn chống lại sâu bệnh gây hại. Tuy nhiên, nếu phải thường xuyên tiếp xúc với các chất này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Vì thế, sản phẩm này giúp đảm bảo sức khỏe của người dùng.
Bên cạnh đó, với mật độ phun đều, lượng nước và chất phòng ngừa sâu hại không bị tồn đọng quá nhiều gây ngập úng hay dư thừa chất bảo vệ thực vật. Nhược điểm: 4 Các loại béc tưới phun mưa dễ bị tắc nghẽn (khi nước tưới có nhiều tạp chất), nhất là đối với các vòi phun sương mù (Mist Sdrayer) có các lỗ tưới phun mưa rất nhỏ. Yêu cầu trình độ nhất định trong thiết kế xây dựng và quản lý hệ thống tưới phun mưa. Vốn đầu tư cho hệ thống tưới phun mưa ban đầu cao hơn so với các kỹ thuật tưới cổ điển.
Các đường ống tưới phun mưa và thiết bị hay hư hỏng, dễ bị mất mát, phá hoại do con người và côn trùng tại mặt ruộng (điều này rất dễ xảy ra ở Việt Nam). Hệ thống tưới nước phun mưa [2] - Tưới phun sương: Tưới phun sương là một hệ thống tưới nước chịu áp suất của máy bơm tăng áp. Nguồn nước đưa vào được nén với áp suất cao qua những vòi được thiết kế đặc biệt sẽ chuyển hóa thành dạng sương siêu mỏng với kích thước hạt nhỏ, dễ khuếch tán vào môi trường xung quanh. Tưới phun sương thường 5 được lắp trong các khu vườn ươm giống, các vườn hoa trong nhà kính, trồng rau hữu cơ, rau thủy canh, trồng hoa, tưới cảnh quan… Ưu điểm: Có tác dụng ngăn bụi, điều hòa vi khí hậu, giúp không khí mát mẻ và có thể tận dụng lúc tưới để phun các loại thuốc bổ trợ cho cây trồng.
Kích thước hạt nhỏ, mịn nên sẽ an toàn đối với hoa và cây trồng, không gây hại cho cây. Nhắc đến thiết bị tưới phun sương là phải nhắc đến công dụng đầu tiên của sản phẩm này là chống lãng phí nước. Nếu so với việc tưới thủ công tốn khá nhiều nước, thì thiết bị này giúp người trồng trọt tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý giá và không thể thiếu đối với sự sống của cây trồng. Cường độ tưới có thể điều chỉnh cho thích hợp với từng loại cây trồng, cộng thêm thiết bị có thể tưới trên diện rộng, nên thiết bị này không chỉ chống lãng phí nước mà còn tiết kiệm thời gian tưới cây.
Lợi thế tiếp theo của thiết bị này là giúp cho người trồng trọt đỡ vất vả, đỡ tốn công sức tưới hoặc thuê người tưới. Thay vì mất vài giờ đồng hồ chỉ để tưới cây, trong khi thời gian là tiền bạc, chủ vườn cây có thể dành thời gian đó để làm việc khác, hoặc ngồi ngắm nhìn khu vườn đang sai trĩu quả hoặc đang trổ hoa đẹp mắt. Vừa tiết kiệm nước, vừa tiết kiệm công sức lao động quả là thiết bị đáng phải xem xét để đầu tư. Thiết bị tưới phun sương cho phép người sử dụng có thể pha thêm một số dung dịch an toàn chống lại sâu bệnh gây hại.
Tuy nhiên, nếu phải thường xuyên tiếp xúc với các chất này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Vì thế, sản phẩm này giúp đảm bảo sức khỏe của người dùng. Bên cạnh đó, với mật độ phun đều, lượng nước và chất phòng ngừa sâu hại không bị tồn đọng quá nhiều gây ngập úng hay dư thừa chất bảo vệ thực vật. Với sân vườn nhỏ, khách hàng có thể tự lắp ráp hệ thống tưới phun sương tự động theo hướng dẫn ghi trên hộp, hoặc theo hướng dẫn của nhà cung cấp.
Đối với diện tích sân vườn lớn hơn, bạn vẫn có thể tự lắp ráp nhưng 6 tốt nhất là nên có sự hỗ trợ kỹ thuật từ phía người bán, vì họ có nhiều kinh nghiệm và họ sẽ giúp bạn có được hệ thống tưới hiệu quả nhất. Tính năng tự động không thể không nhắc đến khi nói về sản phẩm này. Người sử dụng chỉ cần đứng ở đầu nguồn nước để mở vòi, hoặc lắp đặt hệ thống tưới tự động hẹn giờ, lúc này thiết bị sẽ tưới theo đúng thời gian và lượng nước được cài đặt sẵn. Không gây dòng chảy mặt: Các hạt sương có kích thước nhỏ, di chuyển với vận tốc bé trong không khí.
Độ ẩm đồng đều. Nhược điểm: Hệ thống này nếu muốn tưới tự động thì bạn cần đầu tư chi phí để mua bộ thiết bị hẹn giờ, cảm biến mưa, các vòi phun và đường ống tốt. Đặc biệt đối với hệ thống lắp đặt ngầm, bạn càng cần có sản phẩm tốt để có thể sử dụng lâu dài mà không tốn công thay thế bộ phận, chi tiết hay phải sửa lại đường ống nếu ống dẫn không tốt. Tuy vốn đầu tư ban đầu lớn, nhưng điều đó không có nghĩa chi phí trung bình cao vì hệ thống thiết bị tưới phun sương có thể sử dụng từ 10 đến 20 năm.
Nếu bạn lấy vốn ban đầu chia cho số năm sử dụng, bạn sẽ thấy được thiết bị này vừa tiện lợi, lại vừa tốn ít chi phí trung bình phải bỏ ra.