本實用新型涉及一種基于PLC的多功能育苗機智能控制系統(tǒng)，用以實現(xiàn)育苗過程全程自動化控制。

(二)

背景技術(shù)：

育苗技術(shù)的推廣及應(yīng)用極大提高了種子成活率，便于幼苗早期管理及病蟲害防治，能夠培育出生長力旺盛的壯苗。早期的育苗方式主要以人工育苗為主，對育苗人員經(jīng)驗依賴程度較高，現(xiàn)在育苗方式正在從傳統(tǒng)的人工育苗方式向機械育苗方式過度和發(fā)展。截止目前，國內(nèi)研發(fā)的一些育苗機械普遍存在自動化、智能化程度低，播種均勻性差，工作效率低等問題，難以完成育苗過程中育苗基質(zhì)處理、打穴播種、裝盤育苗流水化作業(yè)過程。

(三)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為改善傳統(tǒng)育苗方式存在的不足，克服機械育苗方式出現(xiàn)的問題，提高育苗技術(shù)智能化水平，設(shè)計了基于PLC控制的多功能育苗機智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了育苗過程中育苗基質(zhì)處理，打穴播種和裝盤育苗的流水化全自動作業(yè)過程。

一種基于PLC的多功能育苗機智能控制系統(tǒng)，包括控制機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)：

所述控制機構(gòu)包括主控制器PLC，進(jìn)行頻率變換的變頻器、進(jìn)行電壓變換的控制變壓器、顯示各部件運行是否正常的顯示器、光電開關(guān)、接近開關(guān)和繼電器；光電開關(guān)用于育苗盤計數(shù)，接近開關(guān)包括主電機接近開關(guān)、切塊電機接近開關(guān)、移動電機接近開關(guān)、卸料電機接近開關(guān)、運苗電機接近開關(guān)和刮板電機接近開關(guān)，繼電器用于控制執(zhí)行機構(gòu)中各電機的動作；所述變頻器、控制變壓器、光電開關(guān)、接近開關(guān)、顯示器、繼電器分別與主控制器PLC電連接。主控制器PLC中存儲有控制程序；控制程序可依據(jù)現(xiàn)有西門子編程軟件STEP7進(jìn)行編寫，能控制各電機協(xié)調(diào)工作依次完成育苗基質(zhì)處理、打穴播種和裝盤育苗的流水化作業(yè)過程。主控制器PLC包含6個輸入信號和10個輸出信號，輸入信號包括主電機接近開關(guān)X0，切塊電機接近開關(guān)X1，移動電機接近開關(guān)X2，卸料電機接近開關(guān)X3，運苗電機接近開關(guān)X4，和育苗盤檢測光電開關(guān)X5；輸出信號包括主電機運行繼電器Y0，切塊電機運行繼電器Y1，移動電機正轉(zhuǎn)繼電器Y2，移動電機反轉(zhuǎn)繼電器Y3，卸料電機運行繼電器Y4，運苗電機運行繼電器Y5，刮板電機正轉(zhuǎn)繼電器Y6，刮板電機反轉(zhuǎn)繼電器Y7，運行指示燈Y10，故障報警Y11。

所述執(zhí)行機構(gòu)包括主電機、切塊電機、移動電機、卸料電機、運苗電機和刮板電機，各電機分別與控制機構(gòu)中相對應(yīng)繼電器電連接，由各個電機相對應(yīng)的繼電器驅(qū)動工作。其中，主電機用來完成對育苗基質(zhì)的制作、打穴播種和覆土過程；切塊電機用來完成對育苗基質(zhì)進(jìn)行切塊處理；移動電機用于將分切好的育苗基質(zhì)塊準(zhǔn)確運送到育苗盤上方的位置；卸料電機用來將分切好的育苗基質(zhì)塊放到育苗盤內(nèi)；運苗用來將盛有育苗基質(zhì)的育苗盤運送到指定位置，等待工人搬運；刮板電機用來清理殘余的育苗基質(zhì)。

所述控制機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)之間通過各個繼電器進(jìn)行連接。各接近開關(guān)和光電開關(guān)組成的輸入信號用來指示育苗基質(zhì)和育苗盤是否到達(dá)指定位置，控制器輸出信號驅(qū)動相應(yīng)繼電器動作，分別控制執(zhí)行機構(gòu)的各電機配合完成育苗過程中基質(zhì)處理、打穴播種和裝盤育苗等過程。

本實用新型多功能育苗機智能控制系統(tǒng)的創(chuàng)新點是：

本實用新型中多功能育苗機智能控制系統(tǒng)，選用PLC作為主控制器，具有可靠性高的優(yōu)點，能夠控制系統(tǒng)自動完成育苗過程中基質(zhì)處理，打穴播種和裝盤育苗的過程；由ET070顯示器和指示燈組成的監(jiān)控和顯示模塊，能夠?qū)崟r顯示各工作單元、各關(guān)鍵部件的運行情況，同時具有計數(shù)和報警功能，方便對設(shè)備運行監(jiān)控、檢修和維護(hù)，提高了整個控制系統(tǒng)的可靠性。另外，本實用新型所設(shè)計的多功能育苗機智能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)育苗方式相比，育苗過程無需過多的人工干預(yù)，具有投資小、自動化程度高、播種準(zhǔn)確率高及出苗率高等優(yōu)點，可以充分實現(xiàn)育苗過程全自動智能化管理。

(四)附圖說明

圖1控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)電機接線示意圖；

圖2控制系統(tǒng)程序控制流程示意圖；

圖3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4控制系統(tǒng)各電機工作時序示意圖；

圖5智能控制系統(tǒng)在多功能育苗機上安裝示意圖；

其中，1.機架2.基質(zhì)箱3.撥土裝置4.壓土裝置5.壓穴裝置6.播種裝置7.覆土裝置8.控制箱9.控制按鈕10.顯示屏11.移動電機12.切塊電機13.切塊電機接近開關(guān)14.卸料電機15.切分裝置16.卸料裝置17.移動電機接近開關(guān)18.卸料電機接近開關(guān)19.運苗電機接近開關(guān)20.刮土電機21.刮土裝置22.苗盤光電開關(guān)23.苗盤24.運苗電機25.主電機26.主電機接近開關(guān)

(五)具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體的工作方式對本實用新型作詳細(xì)的說明：

本實施例中所述PLC主控制器選用XINJIE公司生產(chǎn)，型號為XC3-24-T-E型PLC；所述變頻器采用浙江德弗生產(chǎn)，型號為DV300-4022-T和DV300-4015-T兩種變頻器；所述控制變壓器采用德力西公司生產(chǎn)的BK-50型控制變壓器；所述顯示器選用eView公司生產(chǎn)的ET070型顯示器；所述光電開關(guān)采用杭州賽加得生產(chǎn)的FQ18型光電開關(guān)；所述接近開關(guān)采用杭州賽加得生產(chǎn)的CL-01R-Y型接近開關(guān)；所述繼電器采用歐姆龍生產(chǎn)的LY2-J AC220/240型繼電器。

圖1為控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)電機接線示意圖；圖2為控制系統(tǒng)工作流程示意圖；圖3為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為控制系統(tǒng)各電機工作時序示意圖；圖5為智能控制系統(tǒng)在多功能育苗機上的安裝示意圖。

下面結(jié)合圖5對本實用新型中的基于PLC的多功能育苗機智能控制系統(tǒng)的整個自動化工作過程進(jìn)行描述：

系統(tǒng)啟動后，首先進(jìn)入自檢程序，檢查各部分連接是否正常，如果出現(xiàn)問題，報警燈將會亮起，提醒工作人員進(jìn)行系統(tǒng)檢查；如果系統(tǒng)自檢正常，將會進(jìn)入主程序執(zhí)行階段。

主程序開始執(zhí)行，主電機(5.5KW，1440轉(zhuǎn)/分)啟動，經(jīng)變頻器調(diào)速后使轉(zhuǎn)速降為約60轉(zhuǎn)/分，主電機每旋轉(zhuǎn)一圈，同時帶動基質(zhì)壓土裝置進(jìn)行上下壓實一次，驅(qū)動傳送裝置間歇性運動，推動傳送帶將壓實處理后的育苗基質(zhì)塊向后輸送進(jìn)行打穴播種和覆土，然后傳送帶將經(jīng)過播種的基質(zhì)塊運送到切分裝置正下方的切塊平臺上。

進(jìn)入育苗基質(zhì)切塊運送階段。育苗基質(zhì)塊到達(dá)切塊平臺，觸發(fā)切塊電機接近開關(guān)，PLC接收到切塊電機接近開關(guān)動作信號后輸出控制信號，驅(qū)動切塊電機動作。經(jīng)過變頻調(diào)速器將切塊電機降速至60～70轉(zhuǎn)/分，在其每旋轉(zhuǎn)一周的過程中帶動切塊裝置完成下降切塊并向上返回起始位置，向上運動時基質(zhì)塊隨切塊裝置同時運動，此過程中其它電機無動作。

切塊完成后，進(jìn)入基質(zhì)塊運送階段。PLC控制移動電機啟動，電機轉(zhuǎn)速經(jīng)變頻調(diào)速降速至60～70轉(zhuǎn)/分，運送基質(zhì)塊向卸料平臺移動。在基質(zhì)運送過程中，主電機同時啟動工作，進(jìn)入下一個工作循環(huán)過程，此外，運苗電機同時啟動旋轉(zhuǎn)，將育苗盤運抵卸料平臺正等待裝料。

基質(zhì)運送工作結(jié)束后，進(jìn)入卸料階段。卸料電機啟動經(jīng)變頻器調(diào)速至60～70轉(zhuǎn)/分，將切塊裝置中的基質(zhì)塊推出落到育苗盤中，然后卸料電機反轉(zhuǎn)復(fù)位，同時移動電機反轉(zhuǎn)使切塊裝置返回起始位置。

切塊裝置復(fù)位后，PLC輸出控制信號啟動刮板電機，完成對切塊平臺殘留基質(zhì)的清理工作。與此同時，運苗電機帶動將裝有育苗基質(zhì)的育苗盤從育苗基質(zhì)卸料平臺運送至出料口，等待工人搬運，然后將一個空育苗盤移動到卸料位置。

以上是多功能育苗機在本實用新型設(shè)計的多功能育苗機智能控制系統(tǒng)控制下完成整個育苗過程中育苗基質(zhì)處理、打穴播種和裝盤育苗的全部工作過程。以上只是該智能控制系統(tǒng)較佳的一個安裝及工作流程，該系統(tǒng)適用于目前機械育苗過程全自動流水化管理，具有工作效率高、可靠性好、智能化水平高等優(yōu)點。