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随着水稻种植面积的不断扩大,水稻的高效机械化种植是亟需解决的问题。机械化育苗移栽技术,可以减少自然灾害对种苗的影响,降低种植户的劳动强度,保证播种作业的质量,达到增产、增收的目的,目前已被大量采用。而机械化育苗移栽技术中的一个重要环节就是育秧,育秧的好坏直接影响移栽的效果。目前国内育秧播种机械的自动化程度低,播种精度不高,因此对育秧播种机械的研究具有极其重要的意义。
本文对课题组自行研制的移动式育秧播种试验台的工作原理进行了分析,根据移动式育秧播种试验台的工作原理,设计了一套基于PLC和HMI的控制系统。该控制系统由控制器模块,驱动器模块,传感器模块,人机交互界面模块,执行构件模块组成。针对各功能模块进行了硬件设计,详细介绍了各功能模块中硬件的选型原理。在硬件组成的基础上利用GX-Developer和GT-Designer进行了相应的软件设计,主要包括吸盘吸排种运动控制软件设计,带动种盘振动的振动电机控制软件设计,给吸盘提供正负压力的气泵电机控制软件设计,送料电机的控制软件设计以及触摸屏人机交互界面设计。触摸屏人机交互界面对移动式育秧播种试验台的主要设备进行监视和控制,实现自动控制的功能。利用GX-Simulator和GT-Simulator软件对控制系统进行仿真模拟,离线验证该控制系统的可行性。
为了验证该移动式育秧播种试验台控制系统设计的可行性,针对吸盘吸排种的周期,吸盘的吸种率,送料电机的送料情况,机构定位误差和秧盘每穴种子数进行了试验。试验结果表明该移动式育秧播种试验台工作稳定可靠自动化程度高,在自动控制方式下能达到500盘/时的工作效率,空穴率在2%左右。