论文部分内容阅读
随着农业装备技术的发展以及穴盘播种育秧设备的大量使用,尤其超级稻的逐渐推广,对相关设备精量穴播的速度和精度以及稳定运行都提出了新要求。虽然超级稻的育秧工艺和普通到相近,即采用穴盘供送、铺底土、压实、播种、覆土、淋水等;但在农艺方面的要求差异很大,普通水稻要求3—5粒每穴,而超级稻则要求1—2粒每穴。这不仅需要有提供每穴准确数量的种子的播种装置,而且还需要有每穴投出的种子能准确的落到穴盘对应的孔中的能力,这些都是亟待解决的问题。要求超级稻秧盘育苗精密播种设备应具有适应高速、精准芽播的性能,达到设计制造简单、降低农户成本的目的,这样对育秧装备的播种器和播种同步控制等技术及性能也提出更高要求。本课题对超级稻超低播量精准育秧技术及装备进行研究,以气吸滚筒式播种育秧机械为对象,重点研究该装备的自动控制系统方案,以及如何实现速度快、精度高、装备稳定性好的播种育秧技术。
通过分析气吸滚筒精密播种器尤其排种器的工作原理的基础上,设计控制系统硬件电路和软件程序。在设计过程中使用单片机方案,以STC89C51为核心的控制系统的开关部分等模块主要是电磁换向阀和气缸相结合的控制方法来实现对限位气缸、供盘落盘的先后顺序的控制。双层秧盘供送机构,启动实现秧盘的依次供送;秧盘输送同步对中机构由限位气缸控制,当穴孔信号对准后,释放秧盘实现秧盘穴孔与气吸滚筒吸孔的投种点精确对中。设计软件和硬件的抗干扰措施,消除软件运行当中可能出现的主要干扰,以及对外部主要干扰源鼠笼式电机进行硬件抗干扰措施,以使得装备系统可以长时间稳定运行。使用集成了Kei151内核的星研程序编制和调试系统完成相关软件程序。制作ISP下载线以实现软件程序的简单方便的修改。
由于PLC在抗干扰等方面有非常好的性能,所以使用PLC方案对单片机方案的抗干扰设计进行检验。PLC方案以SIEMENS的STEP7—200系列226CPU,通过使用相关的集成编程软件STEP7_MicroWIN32V4实现与单片机同样的功能,并对其进行简单的抗干扰措施,以实现装备的可靠运行。最后对单片机控制方案和PLC控制方案所产生的数据进行分析,对分析结果进行对比,验证单片机方案的抗干扰设计。同时,综合经济、稳定性等各方面依然选择单片机方案方案。
单片机控制方案实现工作可靠、制造成本低、生产效率高的要求。经过对超级稻播种随机试验、双层供盘放盘试验、限位对中试验不同生产率实验数据的分析,结果表明:1—3粒的精播率达到95%以上,播种速率可以达到450盘每小时以上,整个系统运行稳定、准确、可靠。