微机测控系统在行走式节水灌溉试验台车上的应用

白树森，杨 桓

(1.张家口职业技术学院，河北张家口075000;2.辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)

微机测控系统在行走式节水灌溉试验台车上的应用

白树森1，杨 桓2

(1.张家口职业技术学院，河北张家口075000;2.辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)

设计试验台车上的微机检测与控制系统。主要介绍硬件设计，包括传感器和放大器、数据采集卡等;介绍测控系统软件的设计，采用Visual Basic程序控制多功能数据采集卡来获取外界数据、控制电磁阀开和关、电机的起停及正反转。

行走式节水灌溉试验台车;多功能数据采集卡;测控系统软件

引言

行走式节水灌溉技术由中国农业大学等单位提出，至今已经历十多年的发展，取得了很大成绩。但其中还存在有许多问题需要进一步研究，如机具不完善，需要改进;机具与土壤不相适应等等。为解决这些关键技术问题，我们设计开发了一种专门用于行走式节水灌溉研究的土槽及试验台车系统。整个系统主要由室内土槽、试验台车两大部分组成，其中试验台车最为关键，它由机械和测控部分组成。本文研究设计的是其中的测控部分——试验台车上的微机检测与控制系统。测控系统的主要功能是完成对试验台车上各类测量传感器信号的数据采集、存储、运算处理、显示等，为机具的设计改造提供数据上的理论依据，还要对台车运动的起停、施水器开与关进行控制等。主要做以下两个方面的工作：

1 试验台车测控系统中硬件部分的设计

测控系统的硬件部分由各种自动检测用传感器和电压放大器、输入输出通道数据采集卡，还有电动机驱动电路、电磁阀等部分组成，具体如图1。

各部分功能介绍如下：

(1)检测传感器：它的作用是将各种被测量转换成电压信号。检测开沟、开洞时作业阻力用的拉压式传感器，选用北京诺信天正科技有限公司生产的BK-2F型负荷传感器。为对台车行走速度与行走距离进行测量，选用株洲中航科技发展有限公司ZA—HV系列磁电式速度传感器、激光测距传感器LMC150。流量传感器选用LWGY-40Y型涡轮式流量计，用于对施水量进行测量。

图1 试验台车测控系统原理图

(2)放大器：传感器输出的信号很小，不满足数据采集卡对输入信号范围的要求，需要进行放大。这里选用深圳市铭城光华科技有限公司生产的TDA8920CTHN传感器。

(3)数据采集卡：数据采集卡是外面各种信号包括模拟量、数字量、脉冲量进入计算机，计算机内的数字信号输出计算机的通道。它能对输入的信号进行调理放大、光电耦合，进行模数转换后送入计算机，还能对计算机输出的信号进行数模转换后送给外设。这里选用北京瑞博华公司的AD7202数据采集卡。它的输入通道数：模拟量输入单端方式32通道，双端方式16通道;数字量输入：8路数字量输入。输出通道数：2路独立模拟量输出;8路数字量输出。

(4)电磁阀：电磁阀是控制施水用的，这里采用天津仪表厂生产的HT-2.A电磁阀，该电磁阀性能稳定、可靠，是目前低压脉冲电磁阀中功耗最低，体积又小的一款新阀。

(5)电动机：选用浙江黄岩电机厂生产的新菱牌三相异步电动机Y2-100L1-4E，它具有高效、节能、性能好，噪声低、振动小等特点。

2 试验台车测控系统软件部分的设计

图2 软件系统流程图

3 试验结论

图3是利用VB界面，对前述各种传感器检测到的拉力、流量和根深值进行的数据显示。

数据显示的试验结果表明：

(1)试验台车上的各种传感器、计算机数据采集卡和电机电气控制部分设计合理，能满足行走式节水灌溉试验台车的要求。

(2)计算机检测和控制主程序、子程序设计合理，达到测量和控制要求。

图3 试验结果图

［1］孙传友.测控系统原理与设计［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2003.24，93-194.

［2］范逸之.VB 硬件设计与开发［M］.北京：清华大学出版社，2004.93-194.

［3］郑春生.计算机连续实时温度采集系统的研究［J］.铸造技术，2003，024(003)：93-194.

The Application of Microcomputer Measurement and Control System in the Walking-Type Irrigation Test Trolley

BAI Shu-sen1，YANG Huan2
(1.Zhangjiakou Vocational and Technical College;Zhangjiakou;Hebei 075051;2.School of Mechanical Engineering，Liaoning Technical University;Fuxin;Liaoning 123000)

This paper puts forward a design of microcomputer measurement and control system in test trolley，mainly introduces the design of hardware including sensors，amplifiers and data acquisition cards and the design of measurement and control system software which could get the external data and control solenoid on-off valve，motor’s start-stop and posi-nega rotation with the Visual Basic program to control multifunction data acquisition card.

walking-type irrigation test trolley;multifunction data acquisition card;measurement and control system software

S277

A

1008-8156(2012)01-0049-03

2012-02-26

2012-03-06

白树森(1969-)男，河北蔚县人，张家口职业技术学院副教授，硕士。研究方向：自动化检测与控制教学与研究。

立项课题：本论文系2010年度河北省高等学校自然科学研究指导计划项目《行走式节水灌溉测控系统的研究开发》(项目编号：Z2010340)的研究成果。