[01181576]多塔架圆形喷灌机精准同步监控系统的研究

1.课题来源与背景： 喷灌技术是一种节水灌溉技术,圆形喷灌机是一种大规模、高自动化程度的灌溉用机械。早期的圆形喷灌机多使用电机驱动行走地轮并且配备机械减速装置,通过百分率计时器进行计时并控制不同跨电机的启停,使塔架车一个跟着一个绕着中心支轴旋转,从而实现了连续自移喷洒作业。随着工业技术的发展,自动化技术已经在喷灌系统中得到了广泛应用,而我国在技术开发方面尚存在一定的差距,尤其体现在：控制精度差、行走速度无法自整定、灌溉的均匀度低等问题。 2.研究目的与意义 为了解决以上问题,需要引入基于可编程控制器的精准同步控制系统,利用光电传感器检测相邻塔架的角变位,从而控制变频器调整电机转速,使塔架支撑的灌溉用水管道尽可能保持在一条直线上,并且限制安全控制角不大于1.5°。 3.主要论点与论据 为了解决圆形喷灌机在实际应用中控制精度差,行走速度无法自整定、灌溉的均匀度低的问题,首先通过田间实际试验得出不同行走速度和不同水压配合的情况下的灌水均匀度,并通过渗透率试验分析合理的行走速度,通过数学分析法决定合理的跨间启动角,并找出最佳的运行速度和水压的配合关系。 其次,建立基于上位机和可编程控制器的圆形喷灌机精准同步控制系统仿真模型,该实际系统利用变频器、行程开关、压力传感,角传感器检测相邻塔架的角变位,对行进中的各跨电机进行精确控制。 最后,针对该系统设计了通信主从站,组建了多电机系统通信网络,并利用Win CC组态软件编写多电机同步控制系统监控界面,实现了信息采集和监控的实时化,从而提高控制精度使得灌溉均匀度得到提升。 4.创建与创新 本项目通过触摸屏、可编程序控制器配合跨电机变频调速,通过操作触摸屏或手动控制按钮实现电动机、水泵的自动或手动的启动、停止。同时还可根据灌水量的要求自动实施喷灌作业,并且能够自动调整三台电机达到同步行走的目的。本系统能够现场或远程监控设备的运行,能及时有效的处理突发事件。通过合理的设备选型、参数计算和软件设计,达到提高普通喷灌机灌水均匀度的目的。 5.社会经济效益与存在的问题 与传统的圆形喷灌系统相比,技术更新后的设备提高了水资源的利用率,有利于作物生长,但操作管理比较麻烦,管理运行费用较高,适合于干旱缺水、经济条件较好且具有大面积平整土地的地区使用。