CN205216642U - 一种智能精准配肥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能精准配肥装置，包括架体和控制系统，所述架体自上之下依次设有至少两个底部带行程开关的原料仓、用于搅拌肥料的搅拌料仓和出料机构，所述原料仓通过称重传感器挂在所述架体横梁上，原料仓上下部分别设有上限位阀B和下限位阀A，所述搅拌料仓内设有与电机相连的搅拌叶片，所述出料机构内设有用于给配料好肥料打包的夹袋开关和驱动夹袋开关的夹袋气缸；所述控制系统包括电源单元、PLC中央处理器、触摸屏、CAN总线和工控机，本装置能够实现根据土壤自身肥力状况和作物生长所需的肥力要求，由专家系统自动给出合理可行的土壤施肥配方，从而达到合理施肥，培育土壤肥力，减少环境污染，防止过度施肥，实现农业可持续发展。

Description

一种智能精准配肥装置

技术领域

本发明属于农机领域，具体涉及一种智能精准配肥装置。

背景技术

我国自上世纪70年代开始，化肥的消费量迅速增加，对提高农作物产量起到了很大的作用，但是，由于我国农民施用化肥多停留在经验施肥的水平上，化肥利用率仅为30％～40％，化肥的增产效果并未得到充分发挥，造成了惊人的浪费，在一些地区已出现了水污染等问题。据统计，我国的化肥施用量已经达到了平均434.3kg/ha，远远超出发达国家为防止化肥对水体造成污染所设置的每公顷225kg的安全上限，是国际标准的1.93倍。

肥料施用量的增加和利用效率的下降，不仅造成了经济上的巨大损失，而且引起了严重的环境污染。化肥尤其是氮肥已成为主要的环境污染源之一，实行科学的变量施肥是农业可持续发展的必要措施和亟待解决的问题。

测土配方施肥是一项覆盖全国培肥地力的重要举措之一，是联合国在全世界推行的先进农业技术，也是精准农业的一项重要技术。

测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物对土壤养分的需求规律、土壤养分的供应能力和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素肥料的施用数量、施用时期和施用方法的一套施肥技术体系，然而现有技术中对各种不同肥料进行精准配料的装置还没有或者已有胆非常复杂，成本高，不易推广。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种智能精准配肥装置，包括架体和控制系统，所述架体自上之下依次设有至少两个带有料仓门的原料仓、用于搅拌肥料的搅拌料仓和出料机构，所述原料仓通过称重传感器挂在所述架体横梁上，原料仓底部设有行程开关，所述原料仓上下部分别设有上限位阀B和下限位阀A，所述搅拌料仓内设有搅拌叶片，所述搅拌叶片通过搅拌轴与搅拌电机相连，所述出料机构内设有用于给配料好肥料打包的夹袋开关和驱动夹袋开关的夹袋气缸；所述控制系统包括电源单元、PLC中央处理器、触摸屏、CAN总线和工控机。

作为优选，所述原料仓的称重传感器均由三个精度适宜的称重传感器组成。

本实用新型的有益效果是：本装置能够实现根据土壤自身肥力状况和作物生长所需的肥力要求，由专家系统自动给出合理可行的土壤施肥配方。从而达到合理施肥，培育土壤肥力，减少环境污染，实现农业可持续发展。

附图说明

图1为智能精准配肥装置示意图。

图2为智能精准配肥装置控制系统框图。

附图标记：

1原料仓，2称重传感器，3行程开关，4搅拌料仓，5出料机构，6夹袋气缸，7上限位阀B，8下限位阀A，9搅拌叶片，10搅拌轴，11搅拌电机，12夹袋开关。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行举例说明。

如图1所示，一种智能精准配肥装置，其特征在于：包括架体和控制系统，所述架体自上之下依次设有四个带有料仓门的原料仓1、用于搅拌肥料的搅拌料仓4和出料机构5，所述原料仓1通过称重传感器2挂在所述架体横梁上，原料仓1底部设有行程开关3，所述原料仓1上下部分别设有上限位阀B7和下限位阀A8，所述搅拌料仓4内设有搅拌叶片9，所述搅拌叶片9通过搅拌轴10与搅拌电机11相连，所述出料机构5内设有用于给配料好肥料打包的夹袋开关12和驱动夹袋开关12的夹袋气缸6；

所述控制系统由电源单元、PLC中央处理器、触摸屏、CAN总线以及工控机机组成。为了确保PLC精确的采集输入信号和控制输出信号，配有相应的行程开关、称重传感器、限位阀和扩展模块。所有料仓门由小型交流电机控制。

为实现控制要求，控制系统主机选用西门子公司的SIMATICS7-200系列PLC，CPU型号为CPU226AC/DC/继电器，提供24个数字量输入和16个数字量输出，用于采集行程开关和面板按钮等输入信号、控制相关电机工作。由于要采集和处理4路传感器的模拟量输入信号，故需扩展1个A/D转换模块，西门子PLC有专门连接称重传感器的扩展模块—EM253。

触摸屏通过PPI协议和CPU226的扩展通讯口直接通讯，可实现系统过程监控、数据储存、打印输出等功能。

工位机选用一般的PC机，工位机安装西门子组态软件WinCC，采用PPI通信协议完成WinCC组态软件与S7-200系列PLC的通信。

所述原料仓1的称重传感器2均由三个精度适宜的称重传感器组成。

本实用新型的工作方式及工作过程。

1.根据需求确定肥料配方。

2.根据确定的配方利用本实用新型进行配置肥料

(1)智能精准配肥装置自检

智能精准配肥装置开机之后，运行自检程序并完成自检。若发现故障或者警报，在显示屏中显示详细信息。

(2)原料仓进料

智能精准配肥装置正常工作时，若原料仓中料量不够(下限位阀A信号)，工位机发出信号控制提升机开始工作，从储料仓中给原料仓补给原料；若原料仓中料量足够(上限位阀B信号)，工位机发出信号控制提升机停止工作。

(3)配料过程

由于四种原料肥需求量不同，所以原料仓料仓门开关时间不同。根据已经输入的所配肥料总量和四种原料肥的配比算出四种原料肥的需求量，并将数据传输给工位机。工位机根据称重传感器的信息控制原料仓料仓门电机。

原料仓出料量达到标准，料仓门控制电机工作，关闭料仓门；原料仓出料量未达到标准，料仓门控制电机不工作。称重传感器所测数据为原料仓中原料的重量，即原料仓重量的改变量为所需原料重量。假设原料仓原有料量为y₁，放料后原料仓剩余料量为y₂，则进入搅拌料仓的料量为y＝y₁-y₂

(4)搅拌过程

四个原料仓配料全部完成后，搅拌电机开始工作。

3.肥料搅拌混合均匀后通过夹袋气缸6驱动夹袋开关12进行装袋打包。

Claims (2)

1.一种智能精准配肥装置，其特征在于：包括架体和控制系统，所述架体自上之下依次设有至少两个带有料仓门的原料仓（1）、用于搅拌肥料的搅拌料仓（4）和出料机构（5），所述原料仓（1）通过称重传感器（2）挂在所述架体横梁上，原料仓（1）底部设有行程开关（3），所述原料仓（1）上下部分别设有上限位阀B（7）和下限位阀A（8），所述搅拌料仓（4）内设有搅拌叶片（9），所述搅拌叶片（9）通过搅拌轴（10）与搅拌电机（11）相连，所述出料机构（5）内设有用于给配料好肥料打包的夹袋开关（12）和驱动夹袋开关（12）的夹袋气缸（6）；所述控制系统包括电源单元、PLC中央处理器、触摸屏、CAN总线和工控机。

2.如权利要求1所述一种智能精准配肥装置，其特征在于：所述原料仓（1）的称重传感器（2）均由三个精度适宜的称重传感器组成。