基于PLC的播量控制装置的研究

播种是农业生产中最基本的环节,播种的效果直接影响作物最终的产量。现阶段,播种机作业基本采用的播种方式是通过地轮和侧边箱式机械驱动,采用这种播种方式播种时,因地轮打滑等原因造成播量调节范围小、调节困难,不适合高速作业,从而造成播种的不均匀。 本文针对传统播种方式出现的问题,查阅大量文献资料,综合国内外的研究现状,设计出一种以PLC为核心的播量控制装置,该装置是在播种机的基础上,对原有传动装置加以改进。其控制部分是以可编程控制器PLC为核心,通过建立播种机行进速度与步进电机转速建立随动的模型,实现了播量调节的目的。同时本装置采用触摸屏控制和显示,并通过软件编程实现了对播种机的播量、拖拉机的行进速度、步进电机的转速以及播种机行进距离等参数设定和实时显示。 本课题所开发的控制装置将首先在试验台上进行模拟实验,试验首先通过对常规稻种子(盐粳5号)进行标定,而后在不同的速度下对常规稻(盐粳5号)和杂交稻(两优6326)某一播量分别进行验证。试验还将对播种效果进行研究。模拟试验结束,改进后的控制装置将安装在播种机上,进行现场试验。 经过对大量试验数据的分析,本控制装置的设计取得以下研究成果： (1)整个控制装置工作稳定,系统抗干扰能力强,设计的保护电路能够使整个控制系统适应较宽的工作电流范围。 (2)设计的触摸屏显示和控制界面,显示直观,操作方便,可以手动控制和调节。控制装置所建立播量、拖拉机行进速度与步进电机转速之间的数学模型,成功实现对常规稻种子的精播目标,能够成功完成目标亩播量值,且误差不大于2.2%,低于精播标准的5%,并且均匀性标准满足农业生产标准(变异系数值40%)。 (3)试验对杂交稻品种的验证和均匀性分析不甚理想,试验的结果一定程度超出了农业生产的精播和均匀性标准,但每次验证的亩播量值相差不大于0.06kg,说明控制模型可行,只是用常规稻的标定结果去验证杂交稻,结果相对于常规稻,误差有所增大,所以装置的适应性需要改进。 (4)现场试验,通过对多个排种器播量结果,进行验证和误差分析,播量和目标标量基本一致,误差不大于2.93%。实验效果也比较理想。 总体来说,本课题开发的控制装置已经解决传统机械驱动播种所出现的问题,播量控制精准,播种效果较好,达到最初设计的目的,实现了智能化控制,可以运用到农业生产中去。