海为T系列PLC控制系统，用于浸种催芽设备，提高了浸种催芽工作效率

摘要：浸种催芽设备主要用于水稻浸种、催芽阶段使用，水稻浸种、催芽过程种子不出箱也就是当某箱完成浸种时，由控制参数改变将其转换为催芽箱。监控系统控制准备水箱的水温，工作时根据浸种、催芽箱的测量温度参数采用注水的方法，来完成调节浸种、催芽箱内温度。完全实现浸、催一体化工厂化标准。采用基于厦门海为公司T系列PLC的控制系统，可实现模块化的工艺流程，人性化的设计模式，友好的操作界面，并且预留了网络接口，满足不同工况环境的使用要求。

图1  现场环境

一、引言 

寒地水稻是我国北方地区大面积种植的作物，寒地水稻的种植技术日趋成熟。寒地水稻的整个生长过程可粗略的分为两个阶段，即温室育秧阶段、田间生长阶段。在温室育秧阶段对水稻的产量有着决定性的影响，农业专家曾经说过“秧好8成粮”。寒地水稻育秧阶段的重要过程是浸种、催芽。

浸种催芽设备实现了水稻浸种催芽的智能化控温控水，全自动化设定，科学严格的保证了水稻种子浸种催芽的所需条件，为水稻芽种生产提供了科技方向。根据当前垦区水稻标准化生产的需要，为实现水稻生产全程机械化，针对水稻浸种、催芽生产过程中机械化程度低、劳动强度大、生产标准不规范等情况，浸种催芽设备能根据种子浸种催芽所需的温度自动调控，使种子受热均匀，出芽一致。普通方法浸种需要10—11天时间，催芽需要2—3天，浸种催芽设备由于科学调节温度和水量，全程智能化监控，可使浸种时间缩短为8天，催芽时间缩短为24小时，大大提高了工作效率。

浸种催芽设备采用多箱结构，在浸种、催芽两工艺流程中采取种子不出箱的办法来完成，也就是当某箱完成浸种时，由控制参数改变将其转换为催芽箱。系统控制准备水箱的水温，工作时跟据浸种、催芽箱的测量温度参数采用注水的方法，来完成调节浸种、催芽箱内温度。

二、技术特点

浸种催芽设备从技术上能够准确的保证水稻的浸种质量。浸种催芽设备的技术特点如下：

1、采用智能恒温控温仪可实现控制点及精度可调，调整分辨率0.1℃；

2、采用智能多点测温保证测量温度与真实温度差不大于±0.5℃；

3、采用PLC智能计算控温保证控制温度与真实温度差不大于±0.5℃；

4、采用传感器智能补偿技术是根除仪器及传感器的离散问题；

5、采用多传感器测量技术可做到浸种箱内多部位的检测温度；

6、采用计算机技术实现部件工作状态可预制；

7、采用玻璃钢水箱整体保温克服箱内边缘温度与内部温度超差及实现节能。

三、 PLC控制系统设计

浸种催芽设备自动监控系统实现对各个浸种催芽箱的阀门、水位、温度控制；锅炉的阀门、温度控制；水箱的阀门、温度、循环泵控制；工艺数据采集（如水内PH值检测）、数据通讯及上位监控和管理等。

基于“集中管理，分散控制”的模式，数字化、信息化环保工程的思想，着眼于企业“管控一体化”信息系统的建设，建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、监视和计算机调度管理于一体并且具备良好开放性的监控系统，完成对整个工艺过程及全部生产设备的监测与自动控制。我们采用以厦门海为公司T系列可编程控制器PLC为现场集控系统，实现对各个浸种催芽设备分控站的自动控制和数据采集。

3.1 控制系统结构

整个系统设1个中央控制室、3个浸种催芽设备PLC分控制站。浸种催芽设备分控站由可编程序控制器（PLC）及触摸屏组成，对本地浸种催芽设备实现自动控制、数据采集及数据传送。中央控制室、浸种催芽设备分控站之间的数据通讯采用成熟的MODBUS TRU通讯技术。

图2  控制室

图3  控制柜内部图 

3.2 PLC系统配置

PLC系统由T系列主机、模拟量输入模块及通讯模块组成，同时配置和触摸屏，实现就地自动控制。

3.3 现场PLC控制站功能

PLC采集设备数据的方式有两种：一种是通过I/O点的方式监控设备的阀门、电机、液位状态；另一种是通过RS485通讯的方式采集设备的多路温度信号。

浸种催芽过程以温度为主要参考条件，通过一定的逻辑关系，实现对系列阀门及电机的控制，科学严格的保证水稻种子浸种催芽的所需条件。

图4  设备现场图

四、部分程序

图5  部分程序图

五、结束语

基于厦门海为公司T系列PLC可编程控制器的浸种催芽设备监控系统，实现了浸种催芽设备安全、稳定运行，提高了生产线运转的可靠性，大幅度提升了其性能。为垦区水稻标准化生产奠定了基础，大大提高了浸种催芽工作效率。