基于PLC的自动对靶变量喷雾系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106070155A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610615903.X(22)申请日2016.07.30(71)申请人重庆科技学院地址401331重庆市沙坪坝区虎溪大学城重庆科技学院申请人宋乐鹏(72)发明人宋乐鹏彭军刘凤琼汪德彪张跃辉黄超(51)Int.Cl.A01M7/00(2006.01)G05D7/06(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称基于PLC的自动对靶变量喷雾系统及其控制方法(57)摘要本发明提供了一种基于PLC的自动对靶变量喷雾系统及其控制方法，包括上位机、监控模块、病虫害诊断模块、PLC控制模块、数据采集模块、行走机构、升降机构以及喷雾机构，将对靶喷雾技术和变量喷雾技术相结合，将PLC控制与模糊PID控制算法相结合，实现了通过PLC控制步进电机带动球阀控制喷雾流量的目的，本系统可按照获取经处理后的喷雾对象的有无、喷雾对象面积的大小及喷雾对象病虫害程度的深浅来进行精确自动对靶变量喷雾控制，大大提高了精确喷雾的精确度。CN106070155ACN106070155A权利要求书1/2页1.一种基于PLC的自动对靶变量喷雾系统，其特征在于，包括上位机(1)、监控模块(2)、病虫害诊断模块(3)、PLC控制模块(4)、数据采集模块(5)、行走机构(6)、升降机构(7)以及喷雾机构(8)，其中，所述病虫害诊断模块(3)将获取的病虫害信息传送至所述上位机(1)，所述上位机(1)根据当前视觉场内作物的有无来确定是否喷雾，所述上位机(1)根据当前视觉场内作物的高度、面积以及作物受病害感染的程度，确定喷雾量的多少，并控制所述PLC控制模块(4)完成喷雾，所述PLC控制模块(4)根据所述上位机(1)的指令控制所述行走机构(6)行走至病虫害位置，控制所述升降机构(7)调节喷头的高度，并结合模糊PID控制算法控制喷雾机构(8)进行喷雾，所述病虫害诊断模块(3)为含图像采集卡的CCD照相机，所述行走机构(6)为履带式喷雾小车，所述升降机构(7)为伺服电缸，所述喷雾机构(8)包括在药箱(801)与喷头(814)之间依次相连的第一过滤器(802)、喷雾水泵(803)、蓄能器(804)、排气阀(805)、第二过滤器(806)、电磁阀(807)、压力传感器(808)、第三过滤器(809)、涡轮流量计(810)，以及并联的N个喷雾支路，每个喷雾支路均包括第四过滤器(811)、步进电机(812)以及球阀(813)依次连接，在所述电磁阀上(807)还并联有手动控制阀(815)，用以手动操作模式和自动操作模式之间的切换，在蓄能器(804)与药箱(801)的回路上设有安全阀(816)，在喷雾过程中所述PLC控制模块(4)通过控制伺服电缸的伸缩来调节喷头(814)的高度，通过控制步进电机(812)带动球阀(813)来控制喷雾的流量。2.根据权利要求1所述的基于PLC的自动对靶变量喷雾系统，其特征在于，所述数据采集模块(5)包括移动启停标志传感器(501)、喷杆限/复位传感器(502)、直线移动限/复位传感器(503)以及液位传感器(504)。3.根据权利要求1所述的基于PLC的自动对靶变量喷雾系统，其特征在于，所述履带式喷雾小车的行走装置包括导向轮(601)、支重轮(602)、驱动轮(603)及履带(604)，其中，所述导向轮(601)安装在所述履带(604)的前部用以指导所述履带(604)行驶方向，若干个所述支重轮(602)安装在所述履带(604)的中部用以支撑所述喷雾小车重量和规正所述履带(604)，所述驱动轮(603)安装在所述履带(604)的后部用以驱动整个履带(604)行走，所述履带(604)套在所述导向轮(601)、支重轮(602)及驱动轮(603)的外侧，所述履带(604)包括履带板(604a)和履带销(604b)，所述履带销(604b)将各履带板(604a)连接起来构成履带链环。4.根据权利要求1所述的基于PLC的自动对靶变量喷雾系统，其特征在于，所述伺服电缸的调节分为伸长和收缩，最大伸长高度为3m，伸长速度为0.2m/s，所述PLC控制模块(4)通过控制伺服电机的启动时间来调整所述伺服电缸的伸长或收缩，所述伺服电缸的伸长分为粗调8s、微调4s和微调3s，所述伺服电缸的收缩为15s。5.如权利要求1所述的基于PLC的自动对靶变量喷雾系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：系统初始化；S2：判断当前选择的模式是否是自动操作模式，如果是，则进入步骤S3，否则，执行手动操作模式；S3：判断是否接收到了病虫害的定位信息，如果是，则进入步骤S4，否则继续执行步骤S3；S4：所述行走机构(6)行走至病虫害位置