全自动冷等离子体种子处理器控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全自动冷等离子体种子处理器控制系统，包括人机交互界面、PLC控制器、传输模块、真空度模块、电离模块和能量供应模块，人机交互界面与PLC控制器通过串口实现通信连接，能量供应模块提供系统其它模块所需的电源，PLC控制器通过传输模块来控制种子的传输速度，通过真空度模块来控制系统的真空度并达到动态平衡，最后通过电离模块来控制电离的时间和电离的功率，以适应不同种子的处理要求，达到最理想的处理效果。本发明专利技术能够自动处理各种粮食、油料、蔬菜、经济作物及花卉与苗木种籽，且处理时间短、成本低，经过处理后作物具有十分明显的促进生长和抗逆能力，最终达到提高作物品质和产量的效果，应用前景十分广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冷等离子种子处理领域，特别涉及冷等离子种子处理器控制系统。
技术介绍
冷等离子体种子处理技术是ー项使农作物显著增产的国家高新技术，被列入国家“863”项目计划。目前所研究的等离子体种子处理机主要是模拟太空的部分等离子环境，形成ー个具有光、电、磁及活性离子的局部环境，种子通过该环境处理，可以加速植物酶的转化，激活种子的生命力，增强可溶性糖和可溶性蛋白质含量，对作物的整个生长周期具有一定的促进作用。然而利用这种技术处理的种子时效性短，以小麦为例，这种方法处理的种子仅能保存15天，这ー缺陷制约着该技术的大面积推广。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对
技术介绍
的缺陷和不足，提供ー种操作简単、使用方便，并且灵活、高效的冷等离子体种子处理器控制系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案 一种全自动冷等离子体种子处理器控制系统，包括人机交互界面、PLC控制器、用于提供工作电源的能量供应模块、用于传输待处理种子的传输模块，以及由真空规管、真空电磁阀和机械泵组构成的真空度模块，以及由电离装置、射频功率源和阻抗自动匹配器组成的电离模块；其中 所述人机交互界面与PLC控制器之间通过RS232技术实现通信连接，人机交互界面将与待处理种子所对应的工作參数通过RS232技术传输给PLC控制器，PLC控制器根据接收到的数据来控制传输模块、真空度模块和电离模块，所述工作參数包括气体置換次数、目标真空度、电离时间、电离功率和种子传输速度，具体过程如下 步骤A，设置ー个供冷等离子体种子处理的密闭腔体，所述腔体上分別设置有带有进气阀的进料ロ、带有放气阀的出料ロ，将待处理种子通过进料ロ传输至腔体内的传输模块上； 步骤B，采用机械泵组通过腔体的放气阀对腔体进行抽真空，同时采用真空规管检测腔体的真空度,直至腔体达到本底真空； 步骤C,通过真空电磁阀向腔体内充入工作气体,直至到达IOOOpa ； 步骤D，根据设置的气体置換次数，判断气体置換是否结束，如果没有结束则重复步骤B C，直至实际置換次数等于设置的置換次数； 步骤E，再次采用机械泵组对腔体内进行抽气，直至腔体内达到所设置的目标真空度； 步骤F，采用PLC控制器控制射频功率源以事先设定的电离功率输出至电离装置；同时PLC控制器输出ー个开关量信号，控制射频功率源的工作状态；阻抗自动匹配器实时跟随腔体内气体介质和密度的不断变化，自动匹配阻抗，使得射频功率源输出的有效功率等于设置功率； 步骤G，PLC控制器控制真空规管实时检测腔体的真空度，并将腔体内的真空度与设置的目标真空度相比较，根据结果控制真空电磁阀的开度进行PID调节，最終使得腔体的真空度达到动态平衡状态； 步骤H，采用传输模块根据设定的传输速度，将待处理种子经过电离装置接受电离处理，直至达到系统设置的电离时间，将处理过的种子传送至出料ロ，电离模块和真空度模块停止工作；打开进气阀，向腔体内注入大气； 步骤J，当腔体内外无气压差时，工作结束。作为本专利技术的全自动冷等离子体种子处理器控制系统的进一步优化方案所述射频功率源为双输出供电 装置，所述双输出供电装置包括交流电源和变压器，所述变压器仅原边接地，变压器副边输出端经绝缘保护后与电离装置连接。作为本专利技术的全自动冷等离子体种子处理器控制系统的进一步优化方案所述电离装置由分别连接射频功率源两个输出端、且相互平行设置的上下两块极板构成；每块极板设有金属悬浮屏蔽外壳，极板与金属悬浮屏蔽外壳之间填充有绝缘材料，两块极板相对两面的间距为1. 5 10cm，每个极板上设有极板接头，所述极板接头通过射频输出线与射频功率源连接；待处理种子经过上下两块极板之间的空腔接受电离处理。极板接头与极板的连接处设有绝缘材料，所述绝缘材料为聚四氟こ烯、陶瓷或丙烯。作为本专利技术的全自动冷等离子体种子处理器控制系统的进一步优化方案所述传输模块包括传输装置、变频器和交流电机，其中PLC控制器输出ー组r20mA的电流传输至交流电机控制传输装置的速度，并输出一组开关量至变频器控制传输装置的工作状态。作为本专利技术的全自动冷等离子体种子处理器控制系统的进一步优化方案所述的传输装置包括绝缘支架、主动辊、从动辊、压辊和传送带，其中主动辊和从动辊通过轴承分别设于绝缘支架的两端，传送带设于主动辊和从动辊之上，压辊也通过轴承设于绝缘支架一端，将传送带压紧于主动辊上，所述电离装置设于绝缘支架上，传送带从电离装置的上下两个极板的内部穿过。作为本专利技术的全自动冷等离子体种子处理器控制系统的进一步优化方案所述主动辊、从动辊及压辊的轴芯均为不锈钢材料，外敷橡胶层。作为本专利技术的全自动冷等离子体种子处理器控制系统的进一步优化方案所述传送带为天然高分子材料；材质为棉、麻、亚麻或丝类制品。作为本专利技术的全自动冷等离子体种子处理器控制系统的进一步优化方案所述人机交互界面采用触摸屏。所述PLC控制器选用欧姆龙CPlE控制器，该控制器包括用于和人机交互界面进行数据通讯的通信模块、用于输入和输出数据的I/O模块、以及用于数据格式转换的AD模块和DA模块。本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下技术效果及优点 本专利技术的系统工作时产生冷等离子体，冷等离子体与生物大分子之间的能量相互作用，使得生物大分子的电子从较低能态(基态)跃迁到较高的能态(激发态)，萌发中的种子及幼苗中的a -淀粉酶、琥珀酸脱氧酶、过氧化物酶和超氧化歧化酶等多种酶的活性显著提高，使种子呼吸作用增强，生命活力旺盛，生物氧化过程加快，物质的运输和合成能力也加速进行。宏观上表现为种子发芽率、发芽势明显提高，并增强了农作物的抗旱、抗寒、抗病虫害等抗逆性能，可以减少化学肥料和农药的用量，同时还能增加农作物的产量。本专利技术通过PLC控制器自动控制冷等离子体种子处理器，使得小麦处理后的时效性延长到至少3个月，而且增产效果较之前更为明显，使得冷等离子体种子处理技术的标注化和商品化成为可能，解决我国エ业化发展与耕地面积减少所帯来的粮食需求问题、解决我国全面实现小康目标的“三农”问题起到重大作用推动作用。附图说明图1为本专利技术的系统结构框图。图2为本专利技术的人机交互界面架构框图。图3为本专利技术电气示意图。图4为本专利技术的控制器软件流程图。图5为传输装置整体结构示意图。图6是电离装置布置示意图。图7是电离装置结构示意图。图8是本专利技术射频功率源电路示意图。图中标号1-绝缘支架，2-电离装置，3-主动辊，4-从动辊，5-压辊，6-传送带，2-1-上极板,2-2-上极板接头,2-3-下极板，2-4-下极板接头，2-5-电离腔体,7-极板，8-金属悬浮屏蔽外壳，9-绝缘材料，10-极板接头，11-射频源，12-交流电源，13-变压器，14-负载。具体实施例方式下面结合附图本专利技术的技术方案作进ー步详细的说明 如图1所示，本专利技术的系统结构包括人机交互界面、PLC控制器、传输模块、真空度模块、电离模块和能量供应模块。人机交互界面与PLC控制器通过串ロ实现通信连接，能量供应模块提供系统其它模块所需的电源，PLC控制器通过传输模块来控制种子的传输速度，通过真空度模块来控制系统的真空度并达到动态平衡，最后通过电离模块来控制电离的时间和电离的功率，以适应不同种子的处理要求，达到最理想的处理效果。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动冷等离子体种子处理器控制系统，其特征在于：包括人机交互界面、PLC控制器、用于提供工作电源的能量供应模块、用于传输待处理种子的传输模块，以及由真空规管、真空电磁阀和机械泵组构成的真空度模块，以及由电离装置、射频功率源和阻抗自动匹配器组成的电离模块；其中：所述人机交互界面与PLC控制器之间通过RS232技术实现通信连接，人机交互界面将与待处理种子所对应的工作参数通过RS232技术传输给PLC控制器，PLC控制器根据接收到的数据来控制传输模块、真空度模块和电离模块，所述工作参数包括气体置换次数、目标真空度、电离时间、电离功率和种子传输速度，具体过程如下：步骤A，设置一个供冷等离子体种子处理的密闭腔体，所述腔体上分别设置有带有进气阀的进料口、带有放气阀的出料口，将待处理种子通过进料口传输至腔体内的传输模块上；?步骤B，采用机械泵组通过腔体的放气阀对腔体进行抽真空，同时采用真空规管检测腔体的真空度，直至腔体达到本底真空；步骤C，通过真空电磁阀向腔体内充入工作气体，直至到达1000pa；步骤D，根据设置的气体置换次数，判断气体置换是否结束，如果没有结束则重复步骤B～C，直至实际置换次数等于设置的置换次数；步骤E，再次采用机械泵组对腔体内进行抽气，直至腔体内达到所设置的目标真空度；步骤F，采用PLC控制器控制射频功率源以事先设定的电离功率输出至电离装置；同时PLC控制器输出一个开关量信号，控制射频功率源的工作状态；阻抗自动匹配器实时跟随腔体内气体介质和密度的不断变化，自动匹配阻抗，使得射频功率源输出的有效功率等于设置功率；步骤G，PLC控制器控制真空规管实时检测腔体的真空度，并将腔体内的真空度与设置的目标真空度相比较，根据结果控制真空电磁阀的开度进行PID调节，最终使得腔体的真空度达到动态平衡状态；?步骤H，采用传输模块根据设定的传输速度，将待处理种子经过电离装置接受电离处理，直至达到系统设置的电离时间，将处理过的种子传送至出料口，电离模块和真空度模块停止工作；打开进气阀，向腔体内注入大气；步骤J，当腔体内外无气压差时，工作结束。...

【技术特征摘要】
1.一种全自动冷等离子体种子处理器控制系统，其特征在于包括人机交互界面、PLC控制器、用于提供工作电源的能量供应模块、用于传输待处理种子的传输模块，以及 由真空规管、真空电磁阀和机械泵组构成的真空度模块，以及 由电离装置、射频功率源和阻抗自动匹配器组成的电离模块；其中 所述人机交互界面与PLC控制器之间通过RS232技术实现通信连接，人机交互界面将与待处理种子所对应的工作参数通过RS232技术传输给PLC控制器，PLC控制器根据接收到的数据来控制传输模块、真空度模块和电离模块，所述工作参数包括气体置换次数、目标真空度、电离时间、电离功率和种子传输速度，具体过程如下 步骤A，设置一个供冷等离子体种子处理的密闭腔体，所述腔体上分别设置有带有进气阀的进料口、带有放气阀的出料口，将待处理种子通过进料口传输至腔体内的传输模块上； 步骤B，采用机械泵组通过腔体的放气阀对腔体进行抽真空，同时采用真空规管检测腔体的真空度,直至腔体达到本底真空； 步骤C,通过真空电磁阀向腔体内充入工作气体,直至到达IOOOpa ； 步骤D，根据设置的气体置换次数，判断气体置换是否结束，如果没有结束则重复步骤B C，直至实际置换次数等于设置的置换次数；步骤E，再次采用机械泵组对腔体内进行抽气，直至腔体内达到所设置的目标真空度；步骤F，采用PLC控制器控制射频功率源以事先设定的电离功率输出至电离装置；同时PLC控制器输出一个开关量信号，控制射频功率源的工作状态；阻抗自动匹配器实时跟随腔体内气体介质和密度的不断变化，自动匹配阻抗，使得射频功率源输出的有效功率等于设置功率； 步骤G，PLC控制器控制真空规管实时检测腔体的真空度，并将腔体内的真空度与设置的目标真空度相比较，根据结果控制真空电磁阀的开度进行PID调节，最终使得腔体的真空度达到动态平衡状态； 步骤H，采用传输模块根据设定的传输速度，将待处理种子经过电离装置接受电离处理，直至达到系统设置的电离时间，将处理过的种子传送至出料口，电离模块和真空度模块停止工作；打开进气阀，向腔体内注入大气； 步骤J，当腔体内外无气压差时，工作结束。2.根据权利要求1所述的全自动冷等离子体种子处理器控制系统，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵汉良，缪琴，董元华，
申请(专利权)人：常州中科常泰等离子体科技有限公司，中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：