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，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，工作時根據(jù)浸種、催芽箱的測量溫度參數(shù)采用注水的方法，來完成調(diào)節(jié)浸種、催芽箱內(nèi)溫度。完全實現(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)，可實現(xiàn)模塊化的工藝流程，人性化的設(shè)計模式，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)場環(huán)境
一、引言
寒地水稻是我國北方地區(qū)大面積種植的作物，寒地水稻的種植技術(shù)日趨成熟。寒地水稻的整個生長過程可粗略的分為兩個階段，即溫室育秧階段、田間生長階段。在溫室育秧階段對水稻的產(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)備實現(xiàn)了水稻浸種催芽的智能化控溫控水，全自動化設(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，為實現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化，針對水稻浸種、催芽生產(chǎn)過程中機(jī)械化程度低、勞動強(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，可使浸種時間縮短為8天，催芽時間縮短為24小時，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、催芽兩工藝流程中采取種子不出箱的辦法來完成，也就是當(dāng)某箱完成浸種時，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，工作時跟據(jù)浸種、催芽箱的測量溫度參數(shù)采用注水的方法，來完成調(diào)節(jié)浸種、催芽箱內(nèi)溫度。
二、技術(shù)特點
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)特點如下：
1、采用智能恒溫控溫儀可實現(xiàn)控制點及精度可調(diào)，調(diào)整分辨率0.1℃；
2、采用智能多點測溫保證測量溫度與真實溫度差不大于±0.5℃；
3、采用PLC智能計算控溫保證控制溫度與真實溫度差不大于±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、采用多傳感器測量技術(shù)可做到浸種箱內(nèi)多部位的檢測溫度；
6、采用計算機(jī)技術(shù)實現(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)部溫度超差及實現(xiàn)節(jié)能。
三、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計
浸種催芽設(shè)備自動監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對各個浸種催芽箱的閥門、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）、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)，完成對整個工藝過程及全部生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)測與自動控制。我們采用以廈門海為公司T系列可編程控制器PLC為現(xiàn)場集控系統(tǒng)，實現(xiàn)對各個浸種催芽設(shè)備分控站的自動控制和數(shù)據(jù)采集。
3.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個系統(tǒng)設(shè)1個中央控制室、3個浸種催芽設(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，對本地浸種催芽設(shè)備實現(xiàn)自動控制、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，同時配置和觸摸屏，實現(xiàn)就地自動控制。
3.3 現(xiàn)場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。
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，實現(xiàn)對系列閥門及電機(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)場圖
四、部分程序
圖5 部分程序圖
五、結(jié)束語
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。
