PLC技术下联合收割机电气控制系统设计.pdf
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1、农业工程 农业与技术 技术下联合收割机电气控制系统设计林俊辉(广州航海学院 广东 广州)摘 要:为提升收割机的作业效果 赋能现代化农业生产事业 本次研究以液压式联合收割机的电气控制系统为主 在分析了其工作原理之后 对其液压系统以及电气系统的整体结构进行优化设计 以此实现液压联合收割机电气控制系统方面的 设计 结合小麦收割试验结果可知:基于 技术下的液压联合收割机在作业过程中其切秆刀具的转速比较平稳 整体作业过程中能保持在 的水平 此外一级二级喂入装置的整体转速都能够始终保持平稳 作业过程中并未出现异常情况 试验过程中基于 技术控制下的液压联合收割机电器控制系统相较于对照组而言 有效降低了漏割小
2、麦、漏粮的现象 其损失率能够始终保持在 以下 可证明本文所提出系统的可靠性与实际价值关键词:技术 农业发展 液压式联合收割机 电气控制系统中图分类号:文献标识码:/收稿日期:作者简介:林俊辉()男 本科 助理实验师 研究方向:机械制造及其自动化引言得益于农业生产领域科学技术的不断发展与普及 我国农户所能接触、应用到的联合收割机也从既有的小型化、功能单一化机械设备逐步朝向大型智能化、通用化的方向发展 现阶段农户所操控的收割机不仅在收割效率方面有所提升 同时也大大降低了漏割、漏粮行概率 并且在操作流畅性、驾驶舒适性、机械可靠性方面也有所升级 为在此基础上进一步提升联合收割机电器控制系统的稳定性与实
3、效性 本次研究以 为主要控制器 提出了一种新型液压式联合收割机电气控制系统 其在使用方面能够进一步提升收割机系统的稳定性以及降低粮食损失 期望能为农业事业的发展提供一份助力 联合收割机作业原理联合收割机有别于功能单一的传统农业机械 其同时具备收割、脱粒、分离茎秆、清除农作物杂物、储存并运输谷物颗粒等多项功能 现阶段市面上可见的联合收割机产品种类较多 针对农产品种类、农田类别、农田面积大小以及农业作业性质方面的差异可分为自走轮式全喂入收割机、自走履带式全喂入/半喂入收割机、悬挂式收割机等 尽管现阶段市面上可选择的联合式收割机种类多样 但其核心作业原理却大相径庭 实际作业过程中 联合式收割机通常会
4、以农作物的垄为方向前进 并在前进过程中利用割刀割掉农作物的秸秆 同时利用系统自带的 条输送链条将农作物的秸秆运输到指定位置进行脱粒 而脱粒装置在接收到农作物秸秆后将会主动开启脱粒 过程中会辅以分离装置 将农作物的杂物以及茎秆分离 并将农作物的谷粒完整运输、储存至相应的储存仓中 以此完成整体收割作业 这一过程中 联合收割机的动力分离主要依靠其液压升降系统 农户驾驶收割机的过程中 一旦将其收割台提升至高于农作物的高度时 收割机的 型三角带便会立即停止工作在割刀以及输送带缺乏柴油机动力输入的情况下也会自动进入到休眠状态 收割机电气控制系统设计 整体结构设计现代化农业生产事业对效率、质量的要求越来越高
5、 因而需要借助联合收割机这一种多功能一体化的机械平台 在收割、运输、储存等各类执行系统的相互配合下实现高效率的粮食收割作业 但联合收割机内部的执行作动系统数量较多 整体结构比较复杂想要发挥其收割优势 便需要对其内部的各项执行作动系统进行精细化控制 以保障其能协同作业 而这就要求执行作动系统的驱动马达以及液压缸达到相应 农业与技术 农业工程的技术水平 以小麦这一农作物为例 为实现对小麦秸秆的高效收割与脱粒、储存 可参考表、表 的内容对联合收割机执行作动系统的驱动马达技术以及液压缸技术进行调试表 马达技术要求参数表技术指标马达功能位置切秆刀盘一级喂入装置二级喂入装置脱粒输送风机结构数量/个马达排量
6、/()转速/()压力值/表 液压缸技术要求参数技术指标油缸功能位置升降油缸开合油缸切秆装置割台传动机构压倒机构左开合右开合结构数量/个速度/()缸径/行程/多执行器统一调配实践方法为贴合当下农业生产活动的作业需求 适应不同情境下的农作物收割特点 要求联合收割机具备切割、脱粒、输送等多元化的功能 在此情况下 整体联合收割机控制系统内部的执行器数量也会有所增加且不同部件对排量、压力以及形成方面的要求差异较大 为实现联合切割机的稳定运行要求 要求在设计电气控制系统的过程中 对整个系统的性能以及效率、集成程度等进行宏观考虑并优化设计电气控制系统主要包含收割、位置调整以及行走 大机构 其中收割电器控制系
7、统主要负责在收割机运行过程中对小麦等谷物类农作物进行切秆、压倒以及切割等任务 位置调整电气控制系统主要负责在不同情境下对联合收割机内部各类执行作动系统机构的位置进行调整 以保障整体机器能够适应不同的作业环境 开展稳定且安全的收割作业 行走电气控制系统则是实现整体联合收割机在田地间稳定行走的核心模块 其在使用过程中的具体功能包含前进、转弯以及后退等各类行走动作现代化农业领域讲究高效率、低能耗、高稳定性的作业模式 这也对联合机的功能提出了更高的要求 为实现多元功能于一体的联合机结构要求其作动系统能够在同一时间满足过程压力、液压缸、退行速度等各方面的参数调整要求 因此 在设计电气控制系统的过程中 需
8、要基于不同执行驱动系统的运动性能需求以及系统集成度、收割机整体作业效率与质量等不同的角度对整体电气控制系统的运行功能进行精细化调整与优化 重点需完善联合收割机电器控制系统运行过程中各组件的配合合理性与科学性 针对此 为保障联合收割机各执行作动系统能够被统一调控 本次研究特选择集中控制的方法对该系统功能进行优化设计 其原理结构见图 图 联合收割机原理结构图利用集中控制方式的电气控制系统需要依靠单个电源实现对系统内多个执行器的能量供给 但由于这个机运行过程中不同执行器的排量、压力以及速度等参数方面的需求存在差异 因此需要利用负载敏感技术实现对多执行器动作的协调统一设计 通常情况下 负载名单系统可分
9、为定量泵以及变量泵 种机制 其中 定量泵负载敏感系统是利用负载反馈信号直线对系工作与泄荷的一种机制 而变量泵负载敏感系统则是利用负载信号反馈控制变量泵的整体排量运行过程中定量泵负载敏感系统通常会保持切割机内所有执行器的最大速度 而后依照执行器中的最大流量参数值对定量泵的排量值进行设定 这一过程中可能会产生溢流损失 进而影响到整体系统的运行质量 反观变量泵负载敏感系统 其在面对不同排量需求的情况下 主要依赖于负载敏感多路阀的反馈压力值机制 实现对泵排量的控制 相较而言 利用变量泵负载敏感系统更能够避免因流量过剩而引起的整机发热问题 并且该系统也具备较好的节能效果 因此本文所设计的联合收割机电器系
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