基于PLC技术的播种机电气自动化技术探究

2019-03-18杨博雯

广东蚕业 2019年7期

杨博雯

杨博雯

（荆楚理工学院湖北荆门448000）

实现电气自动化控制，是当前各个产业在发展过程中实现生产效率与质量双重提升的重要因素，对农业来说也不例外。文章对农业机械设备中的PLC技术进行了简介，分析了其在播种机中的具体应用及电气自动化设计方案，通过具体实验得出了相应的结论，以此推动农业机械设备的自动化发展。

PLC技术；播种机电气自动化技术；系统构建；实验测试

农业机械设备中，最具代表性，使用最为广泛的便是播种机。而播种机在实际应用的过程中，往往因缺乏相应的自动化控制手段，或是操作者经验不足的问题，导致在播种效率以及播种质量上存在有一定问题。因此，为了推动农业的发展，实现播种机的电气自动化，成为了当前农业机械设备研究的重要方向。

1 农业机械设备中的PLC技术

PLC技术是在工业设计中取得了广泛应用的一种可编程控制器技术，并且随着农业机械化水平的不断提升，在现代农业技术中的应用也越来越常见。根据PLC技术的自身特点，PLC技术能够通过相应的可编程存储，来执行并完成相关的数字计算、计时、信息处理等功能。在实际应用的过程中，现代的农业机械通过对PLC技术的应用，能够实现对农业生产中播种、收割等主要农业生产活动的自动化控制，大幅降低了传统农业生产中对人力资源的需求，解决了我国农村劳动流失的问题。而为了确保PLC技术的相关功能能够得以实现，在对农用机械设备中的PLC进行设计的过程中，要确保所采取的PLC技术同工业机械设计中的PLC技术保持一致，便于其展开相应的功能。

而与传统的工业机械设计不同的是，PLC技术在应用于农业机械设备后，要确保其在使用的过程中，能够遵守相应的农业使用原则，在保持设备正常使用的前提下，提升农业机械设备电气自动化控制的效率与质量。并且，农业生产的精密程度往往不需要工业生产中的超高精确度，使得农业机械在对PLC进行选择与成本控制的过程中，要尽可能的根据实际需求来进行选择，确保PLC技术能够得到合理的应用[1]。

2 PLC技术的在播种机作业中的应用状况

播种机是当前我国在农业生产的过程中应用最为广泛的一种农业机械化设备。并且在利用播种机进行耕种的过程中,根据当前地域所种植的不同的农作物，对播种机的精密水平等要求也存在着差异。而为了使播种机在使用的过程中能够完成农业种植所需的耕地、播种填土、压实及灌溉等多种工序，需要通过PLC技术来作为顺序控制器，对相应的农业作业顺序进行控制与调整。并且，部分农业作业在执行的过程中，其所涉及的各道工序需要具有一定的时间间隔。为此，需要应用PLC技术中的延时控制技术来对整体农业生产的顺序进行控制，实现对整体农业生产的自动化处理。同时，播种机自动化电气系统，在使用的过程中会出现由于继电器无法快速进行反应，从而导致在电气系统的短路保护期无法有效的对相应开关的通断进行控制。但依靠于PLC技术的应用，能够大幅的提升继电器的反应速度，缩短继电器的控制时间。实现对整体开关的量化控制，大幅提升系统的运行效率，确保播种机电气自动化技术的合理性以及稳定性。此外，在具体应用的过程中，利用PLC电气自动化技术控制系统进行编程时，要充分考虑当前播种机使用的实际需求，并以此为基准进行整体系统的编程工作，确保电气自动化技术控制系统可以对相关的流程进行有效执行，提升整体播种的质量以及自动化水平。

3 基于PLC技术播种机电气自动化设计

基于PLC技术构建起的电气自动化设计中的主要因素为电气自动化控制系统整体架构、对其内部各装置进行延期启动控制的相关程序、以及传输过程中PLC电气自动化技术控制系统中I/O端的信号定义，而这些重要设计因素的具体表现为：

3.1 PLC的电气自动化控制系统架构

在农业生产的过程中，播种机需要能够完成当前播种环节中的耕地、排种、填土、压实、灌溉等流程，而利用PLC技术来对当前播种机中电气自动化技术进行构成的过程中，首先需要其能够满足对各个工作流程的自动化控制与调节，并以此来对整体电气自动化技术控制系统的进行构建。通常，在播种机的PLC电气自动化技术中主要包含停车按钮、接口、主机、输入输出接口以及各个装置。并且通过输入输出接口来对各项装置与主机进行连接，使主机能够对其进行相应控制，传输相应的作业命令，并接收由这些装置所反馈相关信息。如此一来，播种环节中耕地、排种、填土、压实、灌溉等工作所涉及到的装置便可以由PLC电气自动化技术的主机进行自动化的协调与控制，确保播种机能够完成相应的工作。

3.2 各装置顺序延时启动流程

在实际应用的过程中，播种机所涉及到各项农业生产往往需要对相应的流程进行控制，才能够确保整体工作的有效性。而在PLC系统中，通过相关的软件技术能够实现对播种机电气自动化技术中的各个装置的启动与关闭时机进行控制，可以确保自动化生产的过程中，播种机能够遵守农业生产的正确流程，确保自动化播种的质量。而各个装置的顺序颜色启动流程为，首先通过接口将相应的信号传输到控制器当中，在判定相关任务的执行方式后，PLC电气自动化技术控制系统会发出相应的指令信号，通过对电磁阀以及电磁线圈的通断来控制当前播种机下属装置的各项动作，使播种机的相应功能得以实现[2]。而在对整个顺序延时启动流程进行操作与使用之前，应当首先对整体系统进行初始化处理，使系统能够更加顺畅的运行。

3.3 排种过程的延时控制

在整体的播种过程中，排种流程的执行，需要对装置的自动化控制进一步的进行细化处理。而装置的延时控制结构更多的体现为一个循环的流程，利用相关信息反复的接受相关的延时控制工作限号。并利用由PLC控制器编写并储存到PLC电气自动化技术控制系统内部之中的相关程序完成对相应动作的细节化控制，以此来确保播种机的排种延时控制能够得到稳定的控制。而整个流程的具体表现为，当播种机完成耕作流程后，延时控制会自动启动，停止耕作流程，启动排种装置，以进行相关的排种操作。而排种的具体时间可以根据当前所播种的农作物进行调整，在设定好的时间内完成相应的操作，并进入到暂停状态，直到下一个播种流程开始后，再次执行排种操作，如此往复，使种植过程中各个操作流程的质量能够得到保障。

3.4 PLC的I/O端信号定义

在播种机的自动化系统中，信号主要由输入输出接口进行传输，但在实际应用的过程中，只有对 PLC电气自动化技术控制系统的 I /O端信号进行定义，才能够确保信息传输的准确性。通常，PLC的 I/O端信号定义主要被分输出与输入两种信号，并通过位移传感器信号以及拉压传感器信息进行控制，以此来对播种机中各项装置的使用状况进行控制，达到对相关播种进行精确控制的目的[3]。

4 播种机电气自动化技术在实际测试中的表现

为了考察播种机电气自动化的实际应用效果，以及可靠性，相关技术人员在一片大小为1 333.3 ㎡、土壤硬度适中的实验田地中展开了对应用了PLC电气自动化技术的播种机以及传统播种机之间的对比测试，并且为了使对比测试的效果更加明显，所选用的播种机为能够完成较深开沟播种的播种机机型。而具体的测试项目主要为对两类播种机的开沟深度以及具体的播种质量、效率进行考察。

对比测试首先由应用了PLC系统的自动化播种机进行具体操作。在此过程中，相关技术人员在确认了当前开沟播种所需要达到的播种深度后，通过相关的传感器以及数据接口等设备将设定好的程序传输到播种机的PLC电气自动化技术控制系统当中。而PLC电气自动化技术控制系统在接受到控制人员发出的数据性后，便自动使用液压开沟机对当前播种机的播种深度进行调整，并且不断通过设备上带有的传感器调整当前自身的实际播种深度，确保深度的合理性。测试共进了5 次，根据实际测量的结果表明，播种机进行播种流程后的实际深度与标定深度之间只存在相对较小的误差，表明了在具有较高技术要求的情况下。应用了PLC系统的播种机仍然可以完成相关任务，表明了在实际应用的过程中，PLC系统的可靠性能够得到保障。

在确认了PLC系统的可靠性之后，研究人员安排了型号相同，但没有应用PLC电气控系统进行改装的传统播种机对相应的操作流程进行重现，发现传统的播种机出现漏播、重播的情况要远高于PLC电气控制系统播种机，发生几率大致保持在其四倍左右。而在播种效率上，PLC电气控制系统播种机明显具有更高的优势。

如此一来，通过对比实现可以看出，在实际应用的过程中，应用了PLC电气自动化技术的播种机在播种效率、播种质量以及可靠性上，都要高于传统的普通播种机，表明了PLC电气自动化技术的应用，将成为未来农业机械的主要发展方向，能够大幅提升农业生产的质量与效率，促进农业经济的进一步发展。