发布时间：2020-02-24所属分类：电工职称论文浏览：1次
摘 要： 摘 要: 目前，不少播种机虽然已将耕作、播种、填土等工作集于一体，但其控制系统多采用机械机构，尤其多采用齿轮副，通过不完全齿轮、槽轮机构或者棘轮机构等实现各装置的间歇运动。这种控制方法控制效率较低，故障率较高，如果采用 PLC 控制系统不仅提高播
摘 要: 目前，不少播种机虽然已将耕作、播种、填土等工作集于一体，但其控制系统多采用机械机构，尤其多采用齿轮副，通过不完全齿轮、槽轮机构或者棘轮机构等实现各装置的间歇运动。这种控制方法控制效率较低，故障率较高，如果采用 PLC 控制系统不仅提高播种机的自动化控制速度，还可提高整个电气化系统的运行效率，且通过闭环反馈调节，提高了播种机的播种质量。为此，将 PLC 控制器引入到了播种机电气自动化控制系统中，并对其播种效率和播种性能进行验证。验证结果表明: 采 用 PLC 控制后可以明显地提高播种效率和播种质量，对提高播种机电气自动化水平具有重要的意义。
关键词: 电气自动化; 闭环控制; PLC 控制; 播种效率; 播种机
0 引言
可编程逻辑控制器( PLC) 不仅是一种存储器还可以编程，通常它以内部程序储存可进行为基础，在存储的同时还能够按照某些指令执行与之相对应的动作，当处在特定的软件系统的情况下，PLC 技术的效能可以发挥地非常极致。为此，将 PLC 控制器引入到了播种机电气化控制系统中，采用延时控制的方式，实现耕地、播种和填土等作业过程的自动化控制，以期提高播种机的自动化水平和播种效率。
1 PLC 技术在电气自动化控制中的应用
近年来，电气自动化技术得到了迅速的发展，随着计算机技术的不断进步，电气自动控制也开始应用计算机技术的成果。PLC 技术是电气自动化控制融入计算机信息化技术的桥梁，采用 PLC 技术可使各种机械的电气设备满足更多方面的需求，可以解决设备的存储与计算机反应速度的问题，使电气设备更加智能化，从而形成电气设备网络式分布和集成化的应用。PLC 在播种机电气自动化控制系统中的应用主要体现在两个方面。
1) PLC 控制器可以作为顺序控制器来使用，在播种机作业过程中有多道作业工序，包括耕地、播种、填土、压实及灌溉等，这些作业是遵从一定顺序的，每道工序之间需要一定的间隔。采用 PLC 技术可以延时控制来对这些作业过程进行顺序控制，控制方式可以采用 PLC 编程的方式，从而实现整个播种作业过程的自动化控制。
2) PLC 在播种机电气自动化系统中的另一个作业是缩短继电器的控制时间。在通常状况下，继电器的反映速度较慢，很难有效地控制短路保护期间开关的通断，而 PLC 可以有效地提高继电器的反映速度，提高整个系统的运作效率，将其使用在播种机电气自动化控制性开关量方面具有重要的意义。为了设计出合理的播种机电气自动化控制系统，设计 PLC 自动化控制流程，
如果将其使用在播种机电气自动化系统中，可根据播种机的需求分析对 PLC 控制系统进行编程，然后将程序写入到存储器中，利用数据接口将控制质量传送到播种机的执行末端，从而提高播种机的播种质量和自动化水平。
2 播种机电气自动化系统设计
在传统的播种方式作业情况下，整个播种过程主要分为耕地、排种、填土、压实和灌溉，而这几个步骤都可以通过 PLC 控制器实现自动化调节。
各装置利用延时程序实现间歇工作，从而实现整个播种过程的自动化控制。程序可以采用 PLC 控制器编写，编写完成后写入到存储器中，通过程序执行，然后输出相应的动作，实现播种机各部分的功能，
在耕作完成后便可进行排种操作，排种装置启动后开始进行排种操作，排种 2s 后暂停排种，直到下一个排种中期后再开始排种，排种过程通过延时控制可以正好安排在耕作和覆土之间，实现自动化操作。
为了实现信号的传输，需要对 PLC 的 I /O 端信号进行定义，信号类型分为 A 输入信号和 B 输出信号两种，控制类型包括位移传感器信号和拉压传感器信号。PLC 控制器完成后，便可以进行装置的试验。
3 播种机电气自动化系统测试
为了验证 PLC 在播种控制系统中使用的可行性，对 PLC 系统作业时的可靠性和作业效率进行了测试。测试使用较深的开沟播种装置，在播种作业装置上搭载了 PLC 控制器
采用自动播种作业装置对 PLC 系统进行测试，试验地选择果园硬度适中的土壤，测试项目主要包括开沟深度和播种质量。以播种深度的测试为例
试验开始时，首先设定播种机的播种深度，然后通过传感器和数据接口将数据传送给 PLC 控制器; PLC 发出控制指令给液压开沟器升降装置控制播种机的播种深度，并利用反馈调节功能通过实时测量控制实际播种深度; 如果深度不合理，按照之前标定深度对液压升降开沟装置进行调整，直到达到合理的深度。
为了进一步验证基于 PLC 电气控制系统的播种机的可靠性，将其播种质量和传统播种机进行了对比，如表 2 所示。由表 2 对比结果发现: 基于 PLC 电气控制系统的自动播种机播种质量更好。
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4 结论
为了提高播种机电气自动化系统控制效率，将 PLC 控制器引入到了播种机控制系统中，通过编程和延时控制的方式，实现了耕作、播种和填土等作业的自动化。为了验证控制系统的可靠性，对播种效率和播种质量进行了测试，结果表明: 采用 PLC 控制器后播种效率和播种质量都有了明显的提高。基于 PLC 控制的新型播种机，克服了由于机械机构控制而导致的零件磨损、更换频繁、可靠性差等问题，实现了整机轻量化及高可靠性。如需改变工艺只改变程序和少许接线，柔性化程度提高，对于提高农机自动化水平具有重要的意义。
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