摘要：浸種催芽設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某箱完成浸種時，由控制參數(shù)改變將其轉換為催芽箱。監(jiān)控系統(tǒng)控制準備水箱的水溫，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，來完成調節(jié)浸種、催芽箱內溫度。完全實現(xiàn)浸、催一體化工廠化標準。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，人性化的設計模式，友好的操作界面，并且預留了網(wǎng)絡接口，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。

    浸種催芽設備實現(xiàn)了水稻浸種催芽的智能化控溫控水，全自動化設定，科學嚴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)當前墾區(qū)水稻標準化生產(chǎn)的需要，為實現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機械化，針對水稻浸種、催芽生產(chǎn)過程中機械化程度低、勞動強度大、生產(chǎn)標準不規(guī)范等情況，浸種催芽設備能根據(jù)種子浸種催芽所需的溫度自動調控，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，浸種催芽設備由于科學調節(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。

    浸種催芽設備采用多箱結構，在浸種、催芽兩工藝流程中采取種子不出箱的辦法來完成，也就是當某箱完成浸種時，由控制參數(shù)改變將其轉換為催芽箱。系統(tǒng)控制準備水箱的水溫，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，來完成調節(jié)浸種、催芽箱內溫度。

二、技術特點

浸種催芽設備從技術上能夠準確的保證水稻的浸種質量。浸種催芽設備的技術特點如下：

1、采用智能恒溫控溫儀可實現(xiàn)控制點及精度可調，調整分辨率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、采用傳感器智能補償技術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可做到浸種箱內多部位的檢測溫度；

6、采用計算機技術實現(xiàn)部件工作狀態(tài)可預制；

7、采用玻璃鋼水箱整體保溫克服箱內邊緣溫度與內部溫度超差及實現(xiàn)節(jié)能。

三、 PLC控制系統(tǒng)設計

    浸種催芽設備自動監(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，建立一個先進、可靠、高效、安全且便于進一步擴充的集過程控制、監(jiān)視和計算機調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)對各個浸種催芽設備分控站的自動控制和數(shù)據(jù)采集。

3.1 控制系統(tǒng)結構

    整個系統(tǒng)設1個中央控制室、3個浸種催芽設備PLC分控制站。浸種催芽設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、浸種催芽設備分控站之間的數(shù)據(jù)通訊采用成熟的MODBUS TRU通訊技術。

           圖2  控制室 

            圖3  控制柜內部圖 

3.2 PLC系統(tǒng)配置

    PLC系統(tǒng)由T系列主機、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)控設備的閥門、電機、液位狀態(tài)；另一種是通過RS485通訊的方式采集設備的多路溫度信號。

浸種催芽過程以溫度為主要參考條件，通過一定的邏輯關系，實現(xiàn)對系列閥門及電機的控制，科學嚴格的保證水稻種子浸種催芽的所需條件。

圖4  設備現(xiàn)場圖

四、部分程序

圖5  部分程序圖

五、結束語

基于廈門海為公司T系列PLC可編程控制器的浸種催芽設備監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了浸種催芽設備安全、穩(wěn)定運行，提高了生產(chǎn)線運轉的可靠性，大幅度提升了其性能。為墾區(qū)水稻標準化生產(chǎn)奠定了基礎，大大提高了浸種催芽工作效率。