轨道农业作业平台车智能电气操控系统的制作方法

本实用新型涉及农业机械技术领域，具体涉及一种轨道农业作业平台车智能电气操控系统。

背景技术：

在我国现有的在农业领域，农田作业还处在使用内燃机驱动轮式、履带式行走设备配合农业设备进行田间农耕操作的人工机械式农田作业。该作业方式还是通过人工的方式进行数据的采集和设备控制。往往在农忙时节，受天气和时间的限制，工作量大时间紧，连续人工时间过长导致人员疲惫农田作业规范度差。

轨道农业平台作业车作为一种农业改革性改进，其结构为多功能移动平台是安装在专门设计的新型轨道农业平台作业车上，新型轨道农业平台作业车结构是：整体是个长方形结构，由具有升降功能的纵向行驶机构、联接左右两个纵向行驶机构的横向梁机构、多功能平台车的轨道机构、转移轨道机构、电气控制机构、液压系统等组成整个设备。使设备拥有在已经建有轨道的农田上的固定轨道行驶，进行农田作业。具有横向准确移动和稳定旋转两项功能。由小车架体、行走机构、回转机构和工作平台组成。其中小车架体主要提供钢性支承和联接其他各种机构。行走机构由电机提供动力，经减速器进行减速增加扭矩，传到行走轮在横向轨道上进行行走作业，进行横向准确移动。回转机构是由回转电机提供动力，经工作回转减速器减速增加扭矩，通过回转转盘完成回转，使平台上的作业设备可以在整个设备的两侧均可工作。之所以说是多功能，就是在平台上可以根据农田时节，选用不同的农用设备，进行改制，去掉相关的行走部分，改变一部分结构以适应多功能平台安装需要。安装在这种平台上，可以进行不同的农业农田作业，例如：旋耕、播种、插秧、施肥、除草、收割、土壤取样等等，整个行走设备部分一机多用。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要针对目前存在的问题，提供一种轨道农业作业平台车智能电气操控系统。

一种轨道农业作业平台车智能电气操控系统，包括轨道农业平台作业车和移动作业设备，所述移动作业设备安装于所述轨道农业平台作业车上，所述轨道农业平台作业车行驶于农田上建设的固定轨道上；

该轨道农业作业平台车智能电气操控系统，还包括中央控制单元、本地IO控制单元、远程IO控制单元、本地驱动控制单元、远程驱动控制单元、无线通讯模块、人机交互控制模块、速度检测机构和位置检测机构；

所述中央控制单元、本地IO控制单元、本地驱动控制单元、人机交互控制模块和速度检测机构安装于所述轨道农业平台作业车上，并通过控制网络通讯总线进行通讯连接，所述远程IO控制单元、远程驱动控制单元和位置检测机构安装于所述移动作业设备上，并通过控制网络通讯总线进行通讯连接，所述本地IO控制单元和远程IO控制单元通过无线通讯模块进行无线通讯，所述本地驱动控制单元的输出端连接本地驱动机构，所述远程驱动控制单元的输出端连接远程驱动机构。

所述中央控制单元采用工业PLC中央处理器。

所述本地IO控制单元和远程IO控制单元均采用工业PLC数字量及模拟量IO模块。

所述本地驱动控制单元和远程驱动控制单元结构相同，均包括变频断路器、变频器、接触器和继电保护器；

所述变频断路器的一端通过控制网络通讯总线连接IO控制单元，所述变频断路器的另一端连接变频器的输入端，所述变频器的输出端连接接触器的一端，所述接触器的另一端连接继电保护器的一端，所述继电保护器的另一端连接驱动机构。

所述无线通讯模块采用工业控制网络协议无线通讯模块。

所述人机交互控制模块采用触摸屏。

所述速度检测机构采用速度传感器。

所述位置检测机构采用位置传感器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出一种轨道农业作业平台车智能电气操控系统，该系统运用工业自动化生产理念及技术，以轨道农业平台作业车为控制目标，结合传感技术和工业无线通讯技术实现农业生产作业中的智能化与自动化，搭建一个全新的农业生产、作业、工作平台，针对轨道农业平台作业车的工艺要求而制定的操控系统，可根据工艺需要（育苗、插秧、收割等）进行多工况编程，并可以根据不同的场地条件，实时进行参数修改以满足不同轨道区域的通用控制要求。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中轨道农业作业平台车智能电气操控系统的轨道农业平台作业车电气连接示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中轨道农业作业平台车智能电气操控系统的移动作业设备电气连接示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中驱动控制单元的电路连接图；

图4是本实用新型具体实施方式中速度传感器的原理示意图；

其中，1：中央控制单元、2：本地IO控制单元、3：远程IO控制单元、4：本地驱动控制单元、5：远程驱动控制单元、6：无线通讯模块、7：人机交互控制模块、8：速度检测机构、9：位置检测机构、10：控制网络通讯总线、11：变频断路器、12：变频器、13：接触器、14：继电保护器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

以下所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

一种轨道农业作业平台车智能电气操控系统，如图1和图2所示，包括轨道农业平台作业车和移动作业设备，所述移动作业设备安装于所述轨道农业平台作业车上，所述轨道农业平台作业车行驶于农田上建设的固定轨道上；

该轨道农业作业平台车智能电气操控系统，还包括中央控制单元1、本地IO控制单元2、远程IO控制单元3、本地驱动控制单元4、远程驱动控制单元5、无线通讯模块6、人机交互控制模块7、速度检测机构8和位置检测机构9；

所述中央控制单元1、本地IO控制单元2、本地驱动控制单元4、人机交互控制模块7和速度检测机构8安装于所述轨道农业平台作业车上，并通过控制网络通讯总线10进行通讯连接，所述远程IO控制单元3、远程驱动控制单元5和位置检测机构9安装于所述移动作业设备上，并通过控制网络通讯总线10进行通讯连接，所述本地IO控制单元2和远程IO控制单元3通过无线通讯模块6进行无线通讯，所述本地驱动控制单元4的输出端连接本地驱动机构，所述远程驱动控制单元5的输出端连接远程驱动机构。

所述中央控制单元1采用工业PLC中央处理器，用于整个智能电气操控系统的数据分析与计算，并在中央控制单元1中进行逻辑编程，是整个智能电气操控系统的控制核心。

所述本地IO控制单元2和远程IO控制单元3均采用工业PLC数字量及模拟量IO模块，应用其数据采集及命令输出的功能，作为控制核心与外部设备之间的数据传输媒介。

本实施例中，所述本地驱动控制单元4主要对本地驱动机构进行电气控制，所述远程驱动控制单元5主要对远程驱动机构进行电气控制。

本地驱动机构和远程驱动机构包括有行走电机、转移电机、回转电机等。

所述本地驱动控制单元4和远程驱动控制单元5结构相同，均包括变频断路器11、变频器12、接触器13和继电保护器14，保障了驱动控制单元的可靠性。

如图3所示，本实施例中，本地驱动控制单元控制4台大车行走电机，所述变频断路器11的一端通过控制网络通讯总线10连接本地IO控制单元，所述变频断路器11的另一端连接变频器12的输入端，所述变频器12的输出端分别连接两个接触器13的一端，所述各个接触器13的另一端分别连接两个继电保护器14的一端，所述各个继电保护器14的另一端连接对应的大车行走电机。

本实施例中，变频器12采用多功能性变频器FRENIC-MEGA。

所述无线通讯模块6采用工业控制网络协议无线通讯模块，用于建立本地IO控制单元2与安装于轨道农业平台作业车上的移动作业设备上的远程IO控制单元3之间的网络数据桥接。

工业控制网络协议无线通讯模块采用国际知名厂家的无线通讯模块，具有传输距离远、传输速率可靠的优质性能，保障了轨道农业平台作业车与移动作业设备之间的数据通讯。

所述人机交互控制模块7采用触摸屏，通过对其编程可应用于整套系统的工况选择、单机及自动操作、故障报警及状态监视等操作。

所述速度检测机构8采用速度传感器，用于实现本地驱动控制单元4和远程驱动控制单元5间的速率匹配。

本实施例中，如图4所示，速度传感器采用行程开关、编码器和计数模块。

所述位置检测机构9采用位置传感器，用于轨道农业平台作业车及移动作业设备的工作位定位及极限为保护。

本实施例中，控制网络通讯总线10采用工业控制网络通讯协议（Profibus DP、Controlnet、Modbus等）把各个单元连接在一条稳定的高速工业控制数据总线上。

上述轨道农业作业平台车智能电气操控系统的工作过程，如下所述：

速度传感器实时采集轨道农业平台作业车的行走速度数据，并传输至本地IO控制单元2，位置传感器采集移动作业设备的位置数据，并传输至远程IO控制单元3，远程IO控制单元3通过无线通讯模块6与本地IO控制单元2进行通讯，将移动作业设备的位置数据传输至本地IO控制单元2，本地IO控制单元2通过控制网络通讯总线10将轨道农业平台作业车的行走速度数据和移动作业设备的位置数据传输至中央控制单元1中，用户通过人机交互控制模块7输入原始参数：轨道宽度、长度、轨道农业平台作业车行走速度、初始位置、工况选择等，并通过控制网络通讯总线10传输至中央控制单元1中，中央控制单元1对实时采集的各项数据进行分析计算，并按照工艺程序要求通过控制网络通讯总线10将控制信号传输到本地驱动控制单元4和远程驱动控制单元5，本地驱动控制单元4、远程驱动控制单元5控制各本地驱动机构和远程驱动机构进行动作，实现了轨道农业平台作业车的智能控制。