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摘 要： 摘 要: 目前，不少播種機(jī)雖然已將耕作、播種、填土等工作集于一體，但其控制系統(tǒng)多采用機(jī)械機(jī)構(gòu)，尤其多采用齒輪副，通過(guò)不完全齒輪、槽輪機(jī)構(gòu)或者棘輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)各裝置的間歇運(yùn)動(dòng)。這種控制方法控制效率較低，故障率較高，如果采用 PLC 控制系統(tǒng)不僅提高播
摘 要: 目前，不少播種機(jī)雖然已將耕作、播種、填土等工作集于一體，但其控制系統(tǒng)多采用機(jī)械機(jī)構(gòu)，尤其多采用齒輪副，通過(guò)不完全齒輪、槽輪機(jī)構(gòu)或者棘輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)各裝置的間歇運(yùn)動(dòng)。這種控制方法控制效率較低，故障率較高，如果采用 PLC 控制系統(tǒng)不僅提高播種機(jī)的自動(dòng)化控制速度，還可提高整個(gè)電氣化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，且通過(guò)閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，提高了播種機(jī)的播種質(zhì)量。為此，將 PLC 控制器引入到了播種機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，并對(duì)其播種效率和播種性能進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明: 采 用 PLC 控制后可以明顯地提高播種效率和播種質(zhì)量，對(duì)提高播種機(jī)電氣自動(dòng)化水平具有重要的意義。
關(guān)鍵詞: 電氣自動(dòng)化; 閉環(huán)控制; PLC 控制; 播種效率; 播種機(jī)
0 引言
可編程邏輯控制器( PLC) 不僅是一種存儲(chǔ)器還可以編程，通常它以內(nèi)部程序儲(chǔ)存可進(jìn)行為基礎(chǔ)，在存儲(chǔ)的同時(shí)還能夠按照某些指令執(zhí)行與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，當(dāng)處在特定的軟件系統(tǒng)的情況下，PLC 技術(shù)的效能可以發(fā)揮地非常極致。為此，將 PLC 控制器引入到了播種機(jī)電氣化控制系統(tǒng)中，采用延時(shí)控制的方式，實(shí)現(xiàn)耕地、播種和填土等作業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化控制，以期提高播種機(jī)的自動(dòng)化水平和播種效率。
1 PLC 技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
近年來(lái)，電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣自動(dòng)控制也開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的成果。PLC 技術(shù)是電氣自動(dòng)化控制融入計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)的橋梁，采用 PLC 技術(shù)可使各種機(jī)械的電氣設(shè)備滿足更多方面的需求，可以解決設(shè)備的存儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)反應(yīng)速度的問(wèn)題，使電氣設(shè)備更加智能化，從而形成電氣設(shè)備網(wǎng)絡(luò)式分布和集成化的應(yīng)用。PLC 在播種機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。
1) PLC 控制器可以作為順序控制器來(lái)使用，在播種機(jī)作業(yè)過(guò)程中有多道作業(yè)工序，包括耕地、播種、填土、壓實(shí)及灌溉等，這些作業(yè)是遵從一定順序的，每道工序之間需要一定的間隔。采用 PLC 技術(shù)可以延時(shí)控制來(lái)對(duì)這些作業(yè)過(guò)程進(jìn)行順序控制，控制方式可以采用 PLC 編程的方式，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)播種作業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化控制。
2) PLC 在播種機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的另一個(gè)作業(yè)是縮短繼電器的控制時(shí)間。在通常狀況下，繼電器的反映速度較慢，很難有效地控制短路保護(hù)期間開(kāi)關(guān)的通斷，而 PLC 可以有效地提高繼電器的反映速度，提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作效率，將其使用在播種機(jī)電氣自動(dòng)化控制性開(kāi)關(guān)量方面具有重要的意義。為了設(shè)計(jì)出合理的播種機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì) PLC 自動(dòng)化控制流程，
如果將其使用在播種機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，可根據(jù)播種機(jī)的需求分析對(duì) PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行編程，然后將程序?qū)懭氲酱鎯?chǔ)器中，利用數(shù)據(jù)接口將控制質(zhì)量傳送到播種機(jī)的執(zhí)行末端，從而提高播種機(jī)的播種質(zhì)量和自動(dòng)化水平。
2 播種機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在傳統(tǒng)的播種方式作業(yè)情況下，整個(gè)播種過(guò)程主要分為耕地、排種、填土、壓實(shí)和灌溉，而這幾個(gè)步驟都可以通過(guò) PLC 控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)。
各裝置利用延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)間歇工作，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)播種過(guò)程的自動(dòng)化控制。程序可以采用 PLC 控制器編寫，編寫完成后寫入到存儲(chǔ)器中，通過(guò)程序執(zhí)行，然后輸出相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)播種機(jī)各部分的功能，
在耕作完成后便可進(jìn)行排種操作，排種裝置啟動(dòng)后開(kāi)始進(jìn)行排種操作，排種 2s 后暫停排種，直到下一個(gè)排種中期后再開(kāi)始排種，排種過(guò)程通過(guò)延時(shí)控制可以正好安排在耕作和覆土之間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，需要對(duì) PLC 的 I /O 端信號(hào)進(jìn)行定義，信號(hào)類型分為 A 輸入信號(hào)和 B 輸出信號(hào)兩種，控制類型包括位移傳感器信號(hào)和拉壓傳感器信號(hào)。PLC 控制器完成后，便可以進(jìn)行裝置的試驗(yàn)。
3 播種機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)試
為了驗(yàn)證 PLC 在播種控制系統(tǒng)中使用的可行性，對(duì) PLC 系統(tǒng)作業(yè)時(shí)的可靠性和作業(yè)效率進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試使用較深的開(kāi)溝播種裝置，在播種作業(yè)裝置上搭載了 PLC 控制器
采用自動(dòng)播種作業(yè)裝置對(duì) PLC 系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)地選擇果園硬度適中的土壤，測(cè)試項(xiàng)目主要包括開(kāi)溝深度和播種質(zhì)量。以播種深度的測(cè)試為例
試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，首先設(shè)定播種機(jī)的播種深度，然后通過(guò)傳感器和數(shù)據(jù)接口將數(shù)據(jù)傳送給 PLC 控制器; PLC 發(fā)出控制指令給液壓開(kāi)溝器升降裝置控制播種機(jī)的播種深度，并利用反饋調(diào)節(jié)功能通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量控制實(shí)際播種深度; 如果深度不合理，按照之前標(biāo)定深度對(duì)液壓升降開(kāi)溝裝置進(jìn)行調(diào)整，直到達(dá)到合理的深度。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證基于 PLC 電氣控制系統(tǒng)的播種機(jī)的可靠性，將其播種質(zhì)量和傳統(tǒng)播種機(jī)進(jìn)行了對(duì)比，如表 2 所示。由表 2 對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn): 基于 PLC 電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)播種機(jī)播種質(zhì)量更好。
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4 結(jié)論
為了提高播種機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制效率，將 PLC 控制器引入到了播種機(jī)控制系統(tǒng)中，通過(guò)編程和延時(shí)控制的方式，實(shí)現(xiàn)了耕作、播種和填土等作業(yè)的自動(dòng)化。為了驗(yàn)證控制系統(tǒng)的可靠性，對(duì)播種效率和播種質(zhì)量進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明: 采用 PLC 控制器后播種效率和播種質(zhì)量都有了明顯的提高�；� PLC 控制的新型播種機(jī)，克服了由于機(jī)械機(jī)構(gòu)控制而導(dǎo)致的零件磨損、更換頻繁、可靠性差等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)輕量化及高可靠性。如需改變工藝只改變程序和少許接線，柔性化程度提高，對(duì)于提高農(nóng)機(jī)自動(dòng)化水平具有重要的意義。