作者：哈爾濱 王榮波

摘要：浸種催芽設(shè)備主要用于水稻浸種、催芽階段使用，水稻浸種、催芽過程種子不出箱也就是當(dāng)某箱完成浸種時(shí)，由控制參數(shù)改變將其轉(zhuǎn)換為催芽箱。監(jiān)控系統(tǒng)控制準(zhǔn)備水箱的水溫，工作時(shí)根據(jù)浸種、催芽箱的測(cè)量溫度參數(shù)采用注水的方法，來(lái)完成調(diào)節(jié)浸種、催芽箱內(nèi)溫度。完全實(shí)現(xiàn)浸、催一體化工廠化標(biāo)準(zhǔn)。采用基于廈門海為公司T系列PLC的控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)模塊化的工藝流程，人性化的設(shè)計(jì)模式，友好的操作界面，并且預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口，滿足不同工況環(huán)境的使用要求。

圖1  現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

一、引言

  寒地水稻是我國(guó)北方地區(qū)大面積種植的作物，寒地水稻的種植技術(shù)日趨成熟。寒地水稻的整個(gè)生長(zhǎng)過程可粗略的分為兩個(gè)階段，即溫室育秧階段、田間生長(zhǎng)階段。在溫室育秧階段對(duì)水稻的產(chǎn)量有著決定性的影響，農(nóng)業(yè)專家曾經(jīng)說過“秧好8成糧”。寒地水稻育秧階段的重要過程是浸種、催芽。

  浸種催芽設(shè)備實(shí)現(xiàn)了水稻浸種催芽的智能化控溫控水，全自動(dòng)化設(shè)定，科學(xué)嚴(yán)格的保證了水稻種子浸種催芽的所需條件，為水稻芽種生產(chǎn)提供了科技方向。根據(jù)當(dāng)前墾區(qū)水稻標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的需要，為實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化，針對(duì)水稻浸種、催芽生產(chǎn)過程中機(jī)械化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等情況，浸種催芽設(shè)備能根據(jù)種子浸種催芽所需的溫度自動(dòng)調(diào)控，使種子受熱均勻，出芽一致。普通方法浸種需要10—11天時(shí)間，催芽需要2—3天，浸種催芽設(shè)備由于科學(xué)調(diào)節(jié)溫度和水量，全程智能化監(jiān)控，可使浸種時(shí)間縮短為8天，催芽時(shí)間縮短為24小時(shí)，大大提高了工作效率。

  浸種催芽設(shè)備采用多箱結(jié)構(gòu)，在浸種、催芽?jī)晒に嚵鞒讨胁扇》N子不出箱的辦法來(lái)完成，也就是當(dāng)某箱完成浸種時(shí)，由控制參數(shù)改變將其轉(zhuǎn)換為催芽箱。系統(tǒng)控制準(zhǔn)備水箱的水溫，工作時(shí)跟據(jù)浸種、催芽箱的測(cè)量溫度參數(shù)采用注水的方法，來(lái)完成調(diào)節(jié)浸種、催芽箱內(nèi)溫度。

二、技術(shù)特點(diǎn)

浸種催芽設(shè)備從技術(shù)上能夠準(zhǔn)確的保證水稻的浸種質(zhì)量。浸種催芽設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)如下：

1、采用智能恒溫控溫儀可實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)及精度可調(diào)，調(diào)整分辨率0.1℃；

2、采用智能多點(diǎn)測(cè)溫保證測(cè)量溫度與真實(shí)溫度差不大于±0.5℃；

3、采用PLC智能計(jì)算控溫保證控制溫度與真實(shí)溫度差不大于±0.5℃；

4、采用傳感器智能補(bǔ)償技術(shù)是根除儀器及傳感器的離散問題；

5、采用多傳感器測(cè)量技術(shù)可做到浸種箱內(nèi)多部位的檢測(cè)溫度；

6、采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)部件工作狀態(tài)可預(yù)制；

7、采用玻璃鋼水箱整體保溫克服箱內(nèi)邊緣溫度與內(nèi)部溫度超差及實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

三、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  浸種催芽設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)浸種催芽箱的閥門、水位、溫度控制；鍋爐的閥門、溫度控制；水箱的閥門、溫度、循環(huán)泵控制；工藝數(shù)據(jù)采集（如水內(nèi)PH值檢測(cè)）、數(shù)據(jù)通訊及上位監(jiān)控和管理等。

基于“集中管理，分散控制”的模式，數(shù)字化、信息化環(huán)保工程的思想，著眼于企業(yè)“管控一體化”信息系統(tǒng)的建設(shè)，建立一個(gè)先進(jìn)、可靠、高效、安全且便于進(jìn)一步擴(kuò)充的集過程控制、監(jiān)視和計(jì)算機(jī)調(diào)度管理于一體并且具備良好開放性的監(jiān)控系統(tǒng)，完成對(duì)整個(gè)工藝過程及全部生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制。我們采用以廈門海為公司T系列可編程控制器PLC為現(xiàn)場(chǎng)集控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)浸種催芽設(shè)備分控站的自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集。

3.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  整個(gè)系統(tǒng)設(shè)1個(gè)中央控制室、3個(gè)浸種催芽設(shè)備PLC分控制站。浸種催芽設(shè)備分控站由可編程序控制器（PLC）及觸摸屏組成，對(duì)本地浸種催芽設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳送。中央控制室、浸種催芽設(shè)備分控站之間的數(shù)據(jù)通訊采用成熟的MODBUS TRU通訊技術(shù)。

圖2  控制室

圖3  控制柜內(nèi)部圖

3.2 PLC系統(tǒng)配置

  PLC系統(tǒng)由T系列主機(jī)、模擬量輸入模塊及通訊模塊組成，同時(shí)配置和觸摸屏，實(shí)現(xiàn)就地自動(dòng)控制。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站功能

  PLC采集設(shè)備數(shù)據(jù)的方式有兩種：一種是通過I/O點(diǎn)的方式監(jiān)控設(shè)備的閥門、電機(jī)、液位狀態(tài)；另一種是通過RS485通訊的方式采集設(shè)備的多路溫度信號(hào)。

浸種催芽過程以溫度為主要參考條件，通過一定的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)系列閥門及電機(jī)的控制，科學(xué)嚴(yán)格的保證水稻種子浸種催芽的所需條件。

圖4  設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖

四、部分程序

圖5  部分程序圖

五、結(jié)束語(yǔ)

基于廈門海為公司T系列PLC可編程控制器的浸種催芽設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了浸種催芽設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高了生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，大幅度提升了其性能。為墾區(qū)水稻標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，大大提高了浸種催芽工作效率。