基于PLC的播量控制装置的研究

【摘要】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。
【作者】胡恒东；
【导师】何瑞银；
【作者基本信息】南京农业大学，农业电气化与自动化，2013，硕士
【关键词】播种机；排种器；PLC；霍尔传感器；步进电机；

【参考文献】
[1]李东.空间站在轨飞行与操作虚拟仿真技术研究[D].沈阳理工大学,检测技术与自动化装置,2012,硕士.
[2]刘曙霞.成本领先战略在我国零售业中的运用[J].江苏商论,2004,12:12-14.
[3]唐冰清.我国农村轿车消费行为的影响因素研究[D].武汉理工大学,载运工具运用工程,2013,硕士.
[4]王伊韵.论新工笔人物画开放性空间表现方式[D].中国艺术研究院,美术学,2012,硕士.
[5]詹德明.“Fenton-BAF”工艺深度处理经MBR预处理后的垃圾渗滤液研究[D].华南理工大学,环境工程,2014,硕士.
[6]贾德民.全可变气门机构对车用发动机进气性能的影响[D].山东大学,车辆工程,2013,硕士.
[7]王康琪.智能电网环境中基于动态价格的需求响应策略[D].中国科学技术大学,模式识别与智能系统,2014,硕士.
[8]芦跃.数字信号调制识别及参数估计研究[D].苏州大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[9]何睿.徐州地区新元古界微亮晶碳酸盐岩微相分析和成因意义[D].中国地质大学（北京）,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[10]郑旭峰.双波长共聚焦生物芯片扫描仪的研究与开发[D].浙江大学,光学工程,2004,硕士.
[11]张涛.基于集对分析的不确定多属性决策算法研究[D].重庆大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[12]胡宇.论我国行政垄断的反垄断法规制[D].河北经贸大学,经济法,2013,硕士.
[13]侯英超.基于VaR的中国股指期货风险实证研究[D].北方工业大学,数量经济学,2013,硕士.
[14]杨小林.跨省智能卡应用中的高安全密钥体系设计[D].复旦大学,软件工程,2012,硕士.
[15]王顶辉.煤粉锅炉燃烧特性及降低氮氧化物生成的技术研究[D].华北电力大学,热能工程,2014,博士.
[16]张建东,李意哲,刘洁凌.一种基于多线程的惯导逻辑仿真器设计研究[J].计算机工程.
[17]韩勤家.Cu_(1-x)Zn_xFe_2O_4和Cu_(0.5-x)Ni_(0.5)Zn_xFe_2O_4材料的结构、磁性和阳离子分布研究[D].河北师范大学,凝聚态物理,2012,硕士.
[18]汤清信.基于小波域局部特征的图像去噪与融合[D].西安电子科技大学,电路与系统,2013,博士.
[19]陈建剑,俞科静,钱坤,曹海建,郏余晨.石墨烯改性环氧树脂/碳纤维复合材料拉伸性能的研究[J].化工新型材料,2012,09:63-65+71.
[20]邹钢.汇率和利率波动影响下国内航空公司运营风险分析[D].山东大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[21]魏若彧.基于供应链管理的仓储管理系统设计与开发[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[22]何璞.维汉委婉语语用特征对比分析[D].新疆师范大学,中国少数民族语言文学,2014,硕士.
[23]张敏,钱凯,杨柳,尹大伟.浅析AOAC方法确认和验证技术及其对我国的启示[J].中国科技信息,2014,21:149-150.
[24]李桂红.GD公司人才流失问题及对策研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[25]贾楠.统计过程控制中控制图在企业质量管理中的应用研究[D].天津大学,机械工程,2013,硕士.
[26]安文平.焦化粗苯加氢脱硫催化剂的研究[D].中北大学,化学工艺,2014,硕士.
[27]于波.山东省不同地区成年人超重、肥胖人群现状及特征分析[D].山东体育学院,体育教育训练学,2012,硕士.
[28]田园.试析女性用语的特征[D].吉林财经大学,日本语,2014,硕士.
[29]郑洪倩.90年代以后对日直接投资现状的研究[D].上海外国语大学,日语语言文学,2012,硕士.
[30]杨静静,何勇平,彭媛.半导体SiC光催化分解水制氢研究进展[J].广州化工,2015,07:34-36.
[31]向敏.通用智能控制器的研究[D].武汉理工大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[32]仕玉娟.小组工作在留守儿童人际交往能力提升中的应用研究[D].华中科技大学,社会工作,2013,硕士.
[33]李艺.量化交易策略模型应用研究[D].云南财经大学,应用统计学,2014,硕士.
[34]刘子砚.结晶器调宽控制系统研究[D].大连理工大学,控制工程（专业学位）,2012,硕士.
[35]张广胜.影响农业推广信息传播的制约因素及其对策研究[D].中国农业大学,种植业,2004,硕士.
[36]蔡伶.网格环境下信息服务与任务调度的仿真[D].河北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[37]王延.品牌核心价值研究[D].吉林大学,企业管理,2004,硕士.
[38]闫双梅.呼和浩特市小学生家教情况调查研究[D].内蒙古师范大学,小学教育（专业学位）,2012,硕士.
[39]倪婷婷.浙江省失业保险存在问题的研究[D].浙江财经学院,社会保障,2013,硕士.
[40]易金桥,黄勇,姜胜林.碳纳米管和石墨烯与聚偏氟乙烯复合的PTC特性[J].电子元件与材料,2014,03:35-39.
[41]穆福强.饲养动物侵权责任研究[D].黑龙江大学,民商法学,2012,硕士.
[42]牛建强,曹元大,阎慧.基于数据挖掘的CIDF协同交换[J].计算机工程,2003,14:35-36+126.
[43]吴红斌,陈斌,郭彩云.风光互补发电系统中混合储能单元的容量优化[J].农业工程学报,2011,04:241-245.
[44]程林友.高毒力苏云金杆菌菌株的筛选及基因型鉴定[D].河北农业大学,农业昆虫与害虫防治,2004,硕士.
[45]杨里.电力市场风险管理中专家系统设计方法研究[D].华北电力大学（北京）,管理科学与工程,2004,硕士.
[46]王明益.技术差距对我国出口产品质量影响研究[D].山东大学,国际贸易学,2014,博士.
[47]李杰钦.洞庭湖鱼类群落生态研究及保育对策[D].中南林业科技大学,动物学,2013,硕士.
[48]王威.基于非线性多模型预测方法的集气管压力控制研究[D].东北大学,控制工程,2011,硕士.
[49]苗青.网络安全战略预警系统设计及关键技术的研究[D].国防科学技术大学,2002.
[50]张美彦.不同脂肪水平下哲罗鲑的肌醇需要量[D].南京农业大学,渔业,2013,硕士.