播种机智能控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种播种机智能控制系统及其控制方法，其中，播种机智能控制系统包括控制单元、执行单元和监控单元；所述控制单元的排种控制模块和施肥控制模块均内置有自动控制程序和手动操作程序。还公开了一种精确控制播种机施肥排种的方法，首先通过监控单元中的编码器对播种机地轮的运动速度进行实时测定；然后通过控制单元对基本参数、变量参数以及检测数据进行计算分析；最后将分析结果转化为脉冲信号对执行单元进行控制；期间，监控单元还会对播种机施肥、排种的工作过程进行监控，以能够及时发现并排除故障。本发明专利技术能够对播种机的播种株距和每亩施肥量进行精准控制，同时还可以实现对任意一行的播种作业，省时省力且播种高效精准。

【技术实现步骤摘要】
播种机智能控制系统及其控制方法
本专利技术属于农业机械电控
，涉及对播种机施肥排种的自动控制，具体地说是一种播种机智能控制系统及其控制方法。
技术介绍
目前，国内播种机的施肥排种系统，一般使用地轮驱动，经手动变速箱变速后，再通过链条或传动轴连接排种器或施肥器进行工作。利用此控制系统进行播种往往会存有以下不足：1、播种均匀性差地轮通过多级传动机构对排种器或施肥器进行驱动，地轮转动阻力大；并且国内大都采用免耕播种技术，土壤表面秸秆、杂草众多，地轮附着力小。这些问题均会使地轮出现打滑情况，进而使播种的均匀性无法得到保证。2、播种株距调节困难对播种株距进行调整时，需经人工计算得到播种株距所对应的变速箱链轮比，然后手动调换对应链轮来实现对播种株距的调整，整个操作过程十分复杂，费时费力。并且这种调节方式只能计算出有限的几种株距，很难达到精密播种的要求。3、故障排除困难整个系统通过机械结构来实现对播种机施肥排种工作的控制，结构复杂、操作困难，且易发生故障。但是传统播种机的报警器一般设于驾驶室外部，播种作业时只能将故障提示给驾驶员，并不能将故障位置显示给驾驶员。所以播种机发生故障时，驾驶员需先对播种机的各部分一一排查，然后才能对故障发生点进行修复，整个对故障排除的过程十分困难。4、边行播种易出现重播现象边行播种时，驾驶员需下车将一部分排种器关闭后，再进行播种作业，操作过程复杂繁琐。并且，排种器一旦关闭不严，就会出现重播现象，浪费了种子，后期还需将重播的植株拔除，给耕农增添了不必要的工作负担。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的以上不足，本专利技术旨在提供一种播种机智能控制系统及其控制方法，一方面通过简单操作即可对播种机的播种行距、播种株距进行精准控制，另一方面能够快速对播种机的故障进行排除，进而实现精密播种的目的。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种播种机智能控制系统，包括控制单元、执行单元和监控单元；控制单元包括设有排种控制模块、施肥控制模块和监控报警模块的PLC控制器；其中，排种控制模块和施肥控制模块均内置有自动控制程序和手动操作程序；执行单元包括分别与PLC控制器输出端口相连接的第一驱动机构和第二驱动机构；其中，第一驱动机构与播种机的排种器动力连接，第二驱动机构与播种机的施肥器动力连接；监控单元包括分别与PLC控制器输入端口相连接的编码器、排种监控元件和施肥监控元件；其中，编码器固设于播种机地轮的端部，与播种机地轮同轴转动；排种监控元件设于播种机导种管上，施肥监控元件设于播种机排肥管上。作为本专利技术的限定，排种控制模块的自动控制程序包括依次交替运行的第一程序和第二程序。作为本专利技术的另一种限定，还包括与PLC控制器输入端口相连接的光电开关，光电开关设于播种机驱动轮支臂上；还包括与播种机电源电连接的电压逆变器。作为本专利技术的进一步限定，第二驱动机构包括底肥驱动机构和口肥驱动机构；施肥监控元件包括设于底肥施肥器上的底肥监控探头和设于口肥施肥器上的口肥监控探头。作为本专利技术的再进一步限定，第一驱动机构和第二驱动机构均包括电连接的步进电机驱动器和步进电机。本专利技术还公开了一种精确控制播种机施肥排种的方法，它利用上述所提到的播种机智能控制系统，包括按顺序依次进行的以下步骤：S1、将基本参数和变量参数输入PLC控制器中；其中，变量参数为播种株距和每亩施肥量；S2、编码器对播种机地轮的转动速度进行实时测定，并将获取的数据传送至PLC控制器中；S3、通过PLC控制器中排种控制模块的手动操作程序，对播种机的播种行数进行设定；然后，PLC控制器中排种控制模块的自动控制程序进行内部数据的计算，并将计算结果转化为脉冲信号传送至第一驱动机构中，通过第一驱动机构驱动排种器排种作业；S4、通过PLC控制器中施肥控制模块的手动操作程序，对播种机的施肥行数进行设定；然后，PLC控制器中施肥控制模块的自动控制程序进行内部数据的计算，并将计算结果转化为脉冲信号传送至第二驱动机构中，通过第二驱动机构驱动施肥器施肥作业；S5、排种器排种作业时，排种监控元件对导种管进行故障监控，检测到故障后，将故障信号传送至PLC控制器中，PLC控制器中断运行程序并报警；施肥器施肥作业时，施肥监控元件对施肥管进行故障监控，检测到故障后，将故障信号传送至PLC控制器中，PLC控制器中断运行程序并报警。作为本专利技术的限定，以上步骤进行时，光电开关对播种机是否处于行进状态进行实时监控，检测到播种机未行进时，将阻断信号传送至PLC控制器中，PLC控制器中断运行程序。作为本专利技术另一种的限定，步骤S3包括按顺序依次进行的以下步骤：a1、启动排种控制模块中自动控制程序的第一程序和第二程序；a2、第一程序进行内部数据的计算，并将计算结果转化为脉冲信号传送至第一驱动机构中，通过第一驱动机构驱动排种器排种作业；a3、然后，第二程序进行内部数据的计算，并将计算结果转化为脉冲信号传送至第一驱动机构中，通过第一驱动机构驱动排种器排种作业，第一程序和第二程序依次交替运行。作为本专利技术的其它限定，步骤S3包括按顺序依次进行的以下步骤：b1、启动排种控制模块中自动控制程序的第一程序；b2、第一程序进行内部数据的计算，并将计算结果转化为脉冲信号传送至第一驱动机构中，通过第一驱动机构驱动排种器排种作业。由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，所取得的有益效果是：（1）本专利技术中排种器和施肥器上各安装有独立的驱动机构，利用编码器来反应地轮转速，并通过PLC控制器进行自动控制，结构合理、操作简单，对地轮转动的影响小，能够精准控制播种株距和排肥量，有效解决了传统播种机播种不均匀的问题，提高了播种机精密播种的质量；（2）本专利技术通过PLC控制器即可实现对播种株距和排肥量的调整，且对播种株距的控制能够精确到毫米，操作简单有效，省去了繁琐变换计算的过程，实现了播种机精密播种的要求；（3）本专利技术中所设置的排种监控元件和施肥监控元件可以对播种机的播种情况和排肥情况进行实时监控，并通过PLC控制器的显示屏进行直观报警显示，能够将故障发生点精确提示给驾驶员，进而协助驾驶员对故障进行快速排除，相应提高了播种机的播种效率；（4）本专利技术PLC控制器的排种控制模块和施肥控制模块中均设置有自动控制程序和手动操作程序，其中，自动控制程序可以对播种机的播种株距和排肥量进行精确控制，而手动操作程序则可以使驾驶员对播种机的播种行数和施肥行数进行调整。本控制系统在保证播种机精密播种的同时，能够有效解决传统播种机易出现边行重播的问题。（5）为了保证农作物良好的光合作用，提高农作物的产量，目前国内研究有一种最先进的种植方式：同行农作物具有两种不同的播种株距（例如，株距排列方式为250-250-250-600-600-250-250-250-600-600）。本专利技术中排种控制模块自动控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种播种机智能控制系统，其特征在于：包括控制单元、执行单元和监控单元；/n控制单元包括设有排种控制模块、施肥控制模块和监控报警模块的PLC控制器；其中，排种控制模块和施肥控制模块均内置有自动控制程序和手动操作程序；/n执行单元包括分别与PLC控制器输出端口相连接的第一驱动机构和第二驱动机构；其中，第一驱动机构与播种机的排种器动力连接，第二驱动机构与播种机的施肥器动力连接；/n监控单元包括分别与PLC控制器输入端口相连接的编码器、排种监控元件和施肥监控元件；其中，编码器固设于播种机地轮的端部，与播种机地轮同轴转动；排种监控元件设于播种机导种管上，施肥监控元件设于播种机排肥管上。/n

【技术特征摘要】
1.一种播种机智能控制系统，其特征在于：包括控制单元、执行单元和监控单元；
控制单元包括设有排种控制模块、施肥控制模块和监控报警模块的PLC控制器；其中，排种控制模块和施肥控制模块均内置有自动控制程序和手动操作程序；
执行单元包括分别与PLC控制器输出端口相连接的第一驱动机构和第二驱动机构；其中，第一驱动机构与播种机的排种器动力连接，第二驱动机构与播种机的施肥器动力连接；
监控单元包括分别与PLC控制器输入端口相连接的编码器、排种监控元件和施肥监控元件；其中，编码器固设于播种机地轮的端部，与播种机地轮同轴转动；排种监控元件设于播种机导种管上，施肥监控元件设于播种机排肥管上。


2.根据权利要求1所述的播种机智能控制系统，其特征在于：排种控制模块的自动控制程序包括依次交替运行的第一程序和第二程序。


3.根据权利要求1或2所述的播种机智能控制系统，其特征在于：还包括与PLC控制器输入端口相连接的光电开关，光电开关设于播种机驱动轮支臂上；
还包括与播种机电源电连接的电压逆变器。


4.根据权利要求3所述的播种机智能控制系统，其特征在于：第二驱动机构包括底肥驱动机构和口肥驱动机构；施肥监控元件包括设于底肥施肥器上的底肥监控探头和设于口肥施肥器上的口肥监控探头。


5.根据权利要求4所述的播种机智能控制系统，其特征在于：第一驱动机构和第二驱动机构均包括电连接的步进电机驱动器和步进电机。


6.一种精确控制播种机施肥排种的方法，其特征在于：利用如权利要求1-5中任意一项所述的播种机智能控制系统，包括按顺序依次进行的以下步骤：
S1、将基本参数和变量参数输入PLC控制器中；其中，变量参数为播种株距和每亩施肥量；
S2、编码器对播种机地轮的转动速度进行实时测定，并将获取的数据传送至PLC控制器中；
S3、通过PLC控制器中排种控制模块的手动操作程序，对播种机的播种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福才，刘福祥，
申请(专利权)人：河北宗亚农业机械有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13