基于PWM的精准施肥控制装置的制作方法

文档序号:12258268阅读:211来源:国知局

本实用新型涉及精准施肥控制装置,尤其是一种基于PWM的精准施肥控制装置。



背景技术:

我国是农业大国,但在肥料利用率上一直处于较低水平。据统计,我国化肥施用量已经达到了平均434.3kg/hm2远远超出发达国家为防止化肥对水体造成污染所设置的225kg/hm2的安全上限,肥料的过量施用导致了土壤的肥力过剩和肥料浪费,并且造成了环境的污染,影响着气候变化。精确且减少劳动强度施肥方式的研究已成了函待解决的重要问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是:提供了一种基于PWM的精准施肥控制装置,它能精确控制施肥机具进行施肥,并且控制方便,稳定性好,以克服现有技术不足。

本实用新型是这样实现的:基于PWM的精准施肥控制装置,包括PLC,在PLC上连接有移速传感器、转速传感器、PWM电机驱动模块及液晶触摸屏;PWM电机驱动模块与直流电机连接,直流电机与排肥轴连接,排肥轴与执行机构连接;转速传感器与排肥轴连接。

在PLC上还连接有GPRS模块,GPRS模块与上位机无线通讯。

所述的GPRS模块与PLC经PPI协议通讯。

由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本实用新型将用于排肥轴转速的闭环控制与方便易操控的硬件设备结合起来,使施肥机具能实现精准施肥,并且为设备实现随时通过触摸按键转换施肥模式,读取控制装置的实时数据并发送至上位机进行调研分析等功能提供可行的硬件基础。PWM方式的直流电机驱动模式使排肥轴速度转换平顺并连续可调,增强了使用的稳定性。本实用新型结构简单,容易安装维护,使用效果好。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例1:基于PWM精准施肥控制装置,包括PLC1,在PLC1上连接有移速传感器2、转速传感器3、PWM电机驱动模块4及液晶触摸屏5;PWM电机驱动模块4与直流电机6连接,直流电机6与排肥轴7连接,排肥轴7与执行机构8连接;转速传感器3与排肥轴7连接;在PLC1上还连接有GPRS模块9,GPRS模块9与上位机10无线通讯;所述的GPRS模块9与PLC1经PPI协议通讯。

在使用前的安装过程中,将移速传感器2安装在拖拉机轮轴上,将转速传感器3安装在排肥轴7上、使其一起旋转,两个传感器输出的高速脉冲输入到PLC1中的开关量输入模块进行高速计数实现对机具行走速度信息及排肥轴转速信息的获取;直流电机6带动排肥轴7旋转并通过执行机构8进行施肥;液晶触摸屏5置于拖拉机驾驶室内,经PPI协议与PLC1通讯;PWM电机驱动模块4与PLC1模拟量输出模块相连;GPRS模块9与PLC1经PPI协议通讯;PLC1、PWM电机驱动模块4及GPRS模块9均置于配电箱中并将其安装在拖拉机驾驶室,上位机10置于工作站房中。

为了便于理解本实用新型,申请人还具体例举一个工作方法,在装置工作前,将经过田间实验所得的施肥量曲线输入PLC1中并在液晶触摸屏5上进行相应作物曲线选取操作,之后按下自动施肥模式触控按钮;施肥机具行进过程中,当采样周期结束时安装在拖拉机(本图没有画出)上的移速传感器2将施肥机具行进速度传送到控制器PLC1中,PLC1根据选取的施肥量曲线和所采集到的信息作出决策判断,发送出电压模拟量到PWM电机驱动模块4使其输出占空比为0%到100%的高速脉冲对直流电机6进行无极调速。在此过程中转速传感器3将排肥轴7转速反馈到PLC1中并经过PLC1内部设定的控制算法实现整个控制装置的闭环控制,以此实现执行机构8的精准施肥过程。在液晶触摸屏5的人机界面里设有手动模式下的四个档位选取操作,分别对应了四个施肥轴转速。操作人员可根据现场情况自行选择自动或手动的施肥模式,灵活性较高。此外液晶触摸屏5中可直观看到施肥机具行进速度和排肥轴7转速情况,以上参数均可以经过GPRS模块9无线发送到上位机10中,并以组态软件生成的报表及趋势图的形式查看,这对作物施肥量曲线的改进帮助大有裨益。

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