温室移动作业平台自主换轨方法设计与试验

文章针对连栋温室轨道式种植工况环境特点,设计了一种在温室内可实现自主行走-定位-转向-上下轨-换轨作业的移动作业平台。该文阐述了自主移动平台整体结构和工作原理,提出融合视觉导航技术和射频识别定位技术实现移动平台在温室内的自主行驶作业,并设计了自动控制方案。样机优化后测试结果表明:①优化前后轨道轮设计直径差为5 mm差值,前后万向轮安装高度差(5 mm)后,上轨-下轨成功率分别为96%和100%;②通过RFID定位和视觉导航位姿偏差修正,不同速度下的位姿纠正平均成功率达到95%以上,最佳的RFID检测和车体制动距离所对应的车体速度为0.2 m/s;③自主移动作业平台在连栋温室种植环境下能够实现自主导航行走-转向-上轨-下轨-换轨的功能设计要求。     

设施悬挂自走式雾化降温、喷药、喷肥一体装置

分别针对设施蔬菜越夏和越冬生产中高温和低湿、低温和高湿的逆境以及设施机械化程度低的问题,研发一种设施悬挂自走式雾化降温、喷药、喷肥一体装置,实现越夏降温,越冬喷粉尘药剂,周年喷施叶面肥的机械整合。该装置包括行走导轨、行走装置、喷洒装置、供液装置、控制装置,喷洒装置通过行走装置的带动,沿着行走导轨移动,从而对温室大棚中的植物进行喷药或喷施叶面肥;同时还能够喷洒水雾,以对温室大棚进行降温。本装置不依靠管道进行喷洒,没有喷头结构,因此不易发生堵塞,从而使喷洒过程更加均匀。该装置可通过易微联对智能设备实现远程控制。设计了后墙悬挂式和地面自走式双头雾化机来满足不同跨度温室作业需求,有利于实现自动化和精准化作业。     

常见农药喷施器械气流速度场的对比试验研究

为了研究不同农药喷施器械的气流速度场分布特性及影响规律、揭示提高气流作用范围和实现超宽幅 高效喷施作业的工作机理、开展了机动喷雾喷粉机、风送式喷雾机、热力烟雾机和悬浮管道式喷施机等4 种常见喷 施器械的气流速度场的现场对比试验。结果发现、4 种机型的气流速度场差异较大、试验中所采用的悬浮变径管道在 距离管道入口40 m处的喷施孔仍能测量到7 m/s 的风速、风速衰减比小;风送式喷雾机及喷雾喷粉机相当、热力烟 雾机最弱。对比试验结果表明、悬浮管道式喷施技术是拓宽农药喷施器械单次喷施作业覆盖范围的有效方法之一、 通过采用悬浮管道对喷施气流进行适当的约束和导引、可以大大提高气流速度场的作用范围、提高喷施作业效率、 改进喷施作业沉积效果、减少农药资源浪费和对农田环境的污染。     

基于PLC和组态软件的温室控制系统设计

运用PLC和MCGS设计了一套温室监控系统,系统实行2级监控,底层系统采用PLC监控,实时采集温室环境数据,并根据上位机指令对执行机构进行操作,从而调节到作物生长的最佳工况。上位机监控软件实时显示温室的环境参数,并通过与PLC之间的通讯连接,实现执行机构的动作,实现了系统的实时动态监控。     

换轨车铺设无缝线路在山区铁路的运用

介绍了广州工务大修段针对换轨车在山区铁路换轨存在的困难,通过优化施工流程,提前对锈蚀的轨枕螺栓进行处理;创新作业方法,采用两段结合、二次导入法进行换轨施工,实现了施工安全有效可控和高效完成集中修换轨任务的经验。为山区铁路运用换轨车换轨施工提供了宝贵的借鉴。     

基于组态软件、变频器和PLC控制的电机调速系统的设计

本系统由PLC、变频器(具有RS—485通信功能)、交流电机组成。通过组态软件建立PLC与上位PC机之间的通信连接,实现上位机监控,再利用PLC+变频器实现对三相异步电动机的变频调速控制。     

马铃薯淀粉废水处理工艺中上位机与PLC的接口与通信

宁夏南部山区马铃薯淀粉生产加工过程产生大量有机废水,为保证生产的安全和稳定,其废水循环利用工艺提出对设备工艺参数实施监控.根据马铃薯淀粉废水处理工艺的特点,通过分析过程操作原理,对其废水蒸发回收设备进行了控制系统分析;结合PLC和MCGS的功能和工业应用特点,设计了PLC控制系统的上位机监控,并讨论了利用MCGS实现上位机与PLC之间的接口与通信的方法.设计完成的监控系统满足工艺要求,通过上位机与PLC之间的接口与通信实现了对工艺参数的监控,扩展了MCGS的应用领域.     

无人机喷施棉花脱叶剂效果试验

为了解无人机喷施棉花脱叶剂对棉花的脱叶、催熟效果,特选择植保无人机和悬挂式机力喷药机喷施棉花脱叶剂进行大区试验,为植保无人机在棉田中推广应用提供依据。结果表明:植保无人机和悬挂式机力喷药机喷施脱叶剂对棉花都有较好的脱叶、催熟作用,但悬挂式机力喷施脱吐隆对棉花单铃重、衣分、纤维长度影响较小。     

我国几种温室环境控制系统的架构方案

温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上,通过改变环境因子如温度、湿度、光照度等来获得作物生长的最佳条件,从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。现代传感器技术、通信技术、自动化技术和计算机技术的发展为现代温室控制系统的架构提供了多种可选方案。温室环境控制系统模式基于PLC的温室控制系统基于PLC(可编程逻辑控制器)的温室控制系统是由上位机、PLC、数据采集单元及执行机构组成。PLC主要用于动态、实时监测室内外环境因子的变化,根据作物生长的要求匹配参数,同时完成与上位机的通信。PLC…     

多机协同导航作业远程管理平台开发

为实现对多机协同导航作业的实时远程监控,设计开发多机协同导航作业远程管理平台。该平台主要分为作业管理和调度管理2个模块。作业管理模块利用电子地图实现多机协同导航作业信息远程监测、作业进度实时分析以及作业质量在线评估;调度管理模块包括多信息获取和处理,以及通过电子地图进行精准定位,实现多机协同导航作业任务规划和路径规划。结果表明:该平台可以实时监测多机协同导航作业轨迹和作业信息,并且可以进行远程调度管理,远程通信丢包率≤0.3%,延时≤2 s,可以初步满足多机协同导航作业需求。     

温室自走式弥雾机远程控制系统的设计与试验

针对温室内手动施药劳动强度大、容易造成施药人员中毒等问题,利用GSM网络技术平台,设计基于手机信息发送指令的自走式弥雾机远程控制系统。该系统采用GSM模块和手机及单片机之间的双向通信实现手机对弥雾机行走速度和喷雾流量设定,运用Keil C51V9.00软件编程,对动作流程进行决策,控制弥雾机自动喷药。试验结果表明:该系统响应时间约为3s,弥雾机停止工作时,有一定的响应距离,最大为0.59m;当行走速度为4~12cm/s,喷雾流量50~300mL/min时,雾滴分布变异系数为3%~5%,喷雾均匀性较好。该远程控制系统可以满足在温室大棚内的使用要求,与传统施药方法相比,简化了植保机械的操作过程,有利于减轻劳动强度,保障人身安全。     

高地隙植保机速度自动控制系统研制

针对当前高地隙植保机自动化程度不高、作业时行驶速度变化较大影响施药质量等问题,设计具备手动、自动切换功能的速度自动控制系统。以雷沃ARBOS高地隙植保机为研究平台,采用机电一体化控制方法对其变速执行机构、速度控制过程与特性进行分析,采用基于比例微分算法的速度控制方法,实时计算并控制速度执行机构的动作,实现行驶速度的自动调节。田间试验表明,高地隙植保机速度自动控制系统能够按照速度指令控制静液压行走驱动系统的输出,在平均行驶速度为0.21、0.83和0.94 m/s时,最大速度控制误差分别为0.05、0.10和0.10 m/s,满足高地隙植保机行驶速度控制的基本要求。     

PLC在节能型日光温室温度监控系统中的应用

利用收集验证完善得到的PPI协议实现了上位机对PLC的监控,将西门子S7-200 PLC与各个控制节点相连,上位机通过控制PLC来实现自动和手动控制各个节点,以实现节能型日光温室温度监控系统的自动化.     

基于VC的上位机与PLC可靠通信的实现方法

针对目前市场上上位机通信软件专用、封闭、不兼容等问题，提出了用VC实现上位机与PLC通信的方法。采用西门子公司的S7-200系列PLC为下位机，按照RS-485标准与上位机通信；通信协议为以自由口模式创建用户自定义的协议，数据传输格式为16进制ASCⅡ编码，求和校验；上位机采用VC编程的可视化界面，在编程过程中采用不可中断方式和多缓冲区结构，并建立相应的控制指针。试验结果表明，当数据传输速率为9．6kbit／s时误码率〈10^-5能够实现现场网络的在线监控、调试及数据修改。     

基于PLC花卉种植温室小气候控制系统的设计

为实现对温室温的湿度和光照度等多项环境指数的智能化控制,有效地保障花卉的健康生长,针对花卉等植物在不同生长周期及单日不同时段对温室环境条件的要求,采用智能控制技术进行分季节控制模式的温室小气候控制系统设计。该系统控制核心由西门子S7-200SMART系列PLC和MCGS触摸屏组成,其能实时准确地采集温室温湿度和光照度等环境参数,上传至触摸屏进行分析、处理和集中化管理,并根据不同季节、生长周期及单日内不同时段自动调节温室环境,实现温室在多种模式下的自动控制,使温室环境保持在花卉的最佳生长条件范围内。     

基于远程通信技术的温室控制系统研究与设计

为了减轻温室管理的难度,实现温室的远程监控,提出了一种新型智能化的温室控制方法,采用VC＋＋进行编程,实现计算机与PLC的远程通信,可以灵活地监测控制温室里的温度、潮湿度、光照强度等.操作控制方便,工作可靠稳定,环保节能.实际操作证实,该远程通信技术在温室的自动远程控制方面起到了很大的作用,提高了劳动效率和农业管理水平.     

基于PLC气动式水果套网包装机自动控制系统设计

针对传统水果套网包装机套网过程中存在卡网、套网错位等问题,采用PLC基本单元担任主控站点,气动装置和PC机进行辅助调试配置,通过I/O点实现分布式控制,对各机构进行集中管理;以传感器检测技术检测输送机构运行状态和套网状态,实时通过PLC进行监视控制,确保系统稳定运行,设计基于PLC自动控制的气动式水果套网包装机控制系统。该系统通过编写PLC程序对系统中的设备进行控制,完成水果套网过程的连续动作,控制系统包括手动模式和自动模式,自动控制模式用于平时的正常生产,按照套网作业的要求在一定的时序下顺序进行,当自动控制出现错误和问题时,转到手动模式进行。采用三菱GX Develop编程软件完成了程序的在线调试和仿真,结果显示控制程序能够完成水果网套包装机各机构的运动控制要求。     

基于Modbus-RTU和GPRS通信的温室控制系统设计

针对农业温室分布地域广、分散的特点,设计了基于Modbus-RTU和GPRS通信的温室环境控制系统。系统由西门子S7-200 SMART PLC、触摸屏、GPRS模块和上位机服务器构成,利用Modbus-RTU采集现场温湿度、光照度等传感器的实时信号,并在触摸屏进行实时显示以及实现多种模式下的手动控制;通过GPRS模块把采集到的信息远程传送至上位机服务器,对信息进行接收和综合分析处理。现场测试表明,该系统结构设计合理、系统运行稳定,能够满足花卉温室远程监控的要求。     

温室弥雾机控制系统的设计

为实现温室环境人机分离自动变量施药,设计基于Wi-Fi与模糊控制的自走式自动变量风送弥雾机。施药系统以STM32单片机为核心,在Eclipse开发环境下采用Socket编程技术实现移动端与弥雾机端双向通信。为满足施药技术要求,采用Mamdani模型制定施药控制规则,将虫害覆盖率和茄子冠层高度参数作为模糊控制模型的输入,根据施药控制规则自动控制电磁阀和继电器以调控喷雾流量和控制施药时间,共同完成弥雾机变量施药。通过流量测定、模糊控制及自动与手动弥雾的沉积试验对施药系统进行验证,结果表明:1)施药控制系统可根据占空比准确调控喷雾流量,且占空比与喷雾流量线性度较好,拟合度为R~2=0.996 4,满足该设计喷雾范围要求。2)采样点与喷头距离为1~3m时对单位面积雾滴有效沉积量影响显著,且随着茄子冠层高度的增大和蓟马覆盖率的提高均会使单位面积雾滴沉积量显著提高。3)自动弥雾与手动弥雾沉积量的相对误差不超过0.8%,可满足变量喷雾的实际需求。     

基于可编程控制器的温室温度控制系统的研究

介绍了温室作物对温室各环境要素的要求和温室温度调节的工艺流程,设计了以S7-200可编程控制器控制的温室温度控制系统,阐述了温室温度控制系统的工作原理和组成,并结合实例说明其硬件组成和软件编程.