施肥机有一个串联液压泵。一个泵驱动后端的打浆系统，将产品喷洒到油田。液压驱动的端门或尾门打开，允许产品从后端流出，系统也有一个液压驱动的变速地板。
本世纪的主要挑战之一是找到解决办法，确保不断增长的全球人口获得健康、多样化和安全的食品，同时限制对环境的影响。通过工业物联网创新促进当今农业的可持续性和效率是解决方案的核心部分。
2020年，McKee Ag Solutions的共同所有者特拉维斯·琼斯(Travis Jones)决定，是时候进行数字化转型了。琼斯说:“我们希望为我们的客户提供一个远程诊断门户网站，他们可以登录并查看机器的各种功能。”
琼斯要求工业物联网集成商和服务提供商TRS Systems为McKee Ag设计和部署解决方案。两名机械工程师Curtis Steele和Rav Singh带来了他们在液压、电子控制系统和基于ioiot的云集成方面的工作经验，以数字化方式改造了肥料喷洒过程。
这是一个分两步的挑战:第一步是肥料撒布机的控制自动化。第二步是肥料喷洒器的云端集成。
第一步:总结施肥机效益控制自动化。
当操作人员将机器开到场地上时，他只需按一个自动按钮，整个机器就会开始工作。然后，油公司就可以集中精力导航并系统覆盖油田。理想的解决方案应该易于编程和销售，但如果需要，工程师应该快速更改程序逻辑。
第二步:总结粪农和云之间双向通信的好处。
该解决方案的第二步使用可变速率技术(VRT)和带有数据日志的远程诊断。VRT是一种根据土壤或作物的变化来改变肥料或其他农业投入量的能力。VRT是精确农业或智能农业的一个先进目标，有几个好处。
首先，它可以减少应用到该领域的浪费产品的数量。通过使用基于传感器的VRT或基于地图的VRT，目标是检测关于景观的信息，并使用它对产品应用做出即时的实时决策。因此，对于任何农业操作，可变利率技术都可以实现优化的产量、保护、可持续性和高水平的知情决策。
解决方案一:撒粪机控制自动化
肥料撒布机部件及控制系统概述
施肥机有一个串联液压泵。一个泵驱动后端的打浆系统，将产品喷洒到油田。液压驱动的端门或尾门打开，允许产品从后端流出，系统也有一个液压驱动的变速地板。
控制系统的一个基本功能是监测打浆器上的转矩负载。由于打击机需要最高马力负载，因此使用压力控制(本质上是转矩控制)是至关重要的，以保持整个操作在驱动线可以处理的最大负载下。例如，如果操作员驾驶地板太快，这增加了压力，控制系统将停止地板或减慢它的基础上的负荷打。
TRS系统为McKee Ag开发的关键功能是自动端门控制，自动地板控制，恒定速率功能，以及报警和诊断。
使用端门自动功能，操作人员只需点击一个按钮，端门就会上升并根据压力自动停止。地板自动功能与端门自动功能协同工作。当操作人员将机器开到场地上时，他只需按一个自动按钮，整个机器就会开始工作。然后，油公司就可以集中精力导航并系统覆盖油田。
恒定速率特性允许操作员设置每英亩的吨数和实际打的宽度，地板将被自动控制。
警报和诊断也是重要的内置功能。例如，有报警，表明液压系统温度过高。该功能允许现场排除故障，并有助于确保适当的维护。
TRS系统使用以下硬件组件作为控制系统:
1.Topcon B3基于codesys的人机界面(HMI)
2.伊顿HFX-20m作为主控制器，或大脑，为吊具
3.基于codesis的Immercloud网关与云通信，并将各种CAN数据发送到McKee的云用户界面
4.丹佛斯HMR系列键盘用于基于can总线的控制
麦基公司控制系统的所有功能都是使用CODESYS开发环境进行编程的。柯蒂斯斯蒂尔,P.Eng。担任McKee Ag的首席技术顾问，在使用CODESYS设计和编程嵌入式控制系统方面拥有超过14年的经验。有了按照国际工业标准IEC 61131-3设计的编程软件，用户可以用任何他们觉得舒服的语言编程。斯蒂尔偏爱结构化文本(ST)和CFC。“但即使你习惯了阶梯逻辑和其他语言，它也很容易使用。”多年来构建的函数块和库可以在多个应用程序中重用，从而节省了大量时间。
此外，内置的SAE J1939管理器和库可以轻松集成任何硬件。对于McKee Ag, Steele和Singh集成了丹佛斯HMR CAN旋转编码器。丹佛斯使用标准的SAE J1939消息，使用辅助I/O 1&2。你真正要做的就是输入PGN和源地址，然后你就可以开始监视按钮点击了。这也是CODESYS的一个非常好的功能。”Steele解释道。
另一个方面是总线管理的CANopen端。该应用程序使用CANopen与HMI和TRS Systems的Immercloud Gateway通信。该网关运行在CODESYS 3.5上，允许用户只使用一个设备、导入EDS文件并开始映射变量。
所有的远程信息处理数据都从网关流到云端。他说:“此外，该网关通过CAN总线向卡车和卡车控制系统提供GPS信号。”
解决方案第二部分:GPS、VRT和云集成
McKee Ag粪肥撒布器项目的早期阶段之一涉及TRS系统公司的HMI线框图。“我们真的遵循所见即所得的哲学，所见即所得，”辛格说。他们希望客户对最终的云仪表盘和扩展控制屏幕有一个很好的想法。这也是TRS Systems为客户简化物联网任务的一部分。
在不到四周的时间里推出了云计算
在McKee Ag的云集成的第一阶段，Singh使用TRS的系统SAAS解决方案- immercloud在不到四周的时间内将McKee Ag的设备集成到云端;这是完整的。
Immercloud上的远程监控仪表板显示设备数量、用户数量和活动会话数量等信息，所有这些都在主登录页面上。此外，主仪表盘允许远程故障排除和显示信息，如地板压力，beat压力，地板速度，油温度，ECU电压，和报警信息。
GPS、纬度、经度和速度数据被发送到仪表板。记录并发送到云的数据包括应用数据。这是一个基本但关键的元素，因为它可以防止产品应用的重叠，如果作业涉及到现场的两个或更多的撒布器，这是很有用的。
可变速度控制
TRS Systems的第二个迭代是实现可变率控制，这是一个更高级的功能。
可变汇率技术是精确农业或智能农业的一个先进目标，有几个好处。首先，它可以减少应用到该领域的浪费产品的数量。通过使用基于传感器的VRT或基于地图的VRT，目标是检测关于景观的信息，并使用它对产品应用做出即时的实时决策。
对McKee Ag公司来说，可变比率控制将帮助施肥者根据田地的地形改变产品的使用。例如，如果有一个水坑，机器可以控制扩散的宽度，并相应地改变速率。
TRS系统实现了基于地图的VRT。Singh使用了超层数据可视化，这涉及到将数据集分成多个层:
1.排水系统数据
2.植被数据
3.用户调整数据
4.应用数据
用户可以将排水数据以GeoJSON格式或任何领先的行业格式输入到云中。云解释了农场的自然排水系统是如何工作的。
植被数据层提供了关于田间作物和植被类型的信息。这是很有用的，因为不同的作物需要不同类型或不同数量的肥料，而这个数据层可以确定在农田的特定区域应该施多少肥料。
接下来，用户调整数据涉及到简单的地理围栏。辛格说:“我们使用套索式工具，让农民可以在平板上画出边界和相关的价格。或者我们可以从任何现有的边界条件导入GeoJSON。”
顶层由前几年的应用数据组成。“这让我们有能力分析数据，例如，它对特定季节的特定作物有什么影响?”辛格说。
可变利率数据考虑了所有这些层面。辛格解释说:“云计算可变汇率数据。“操作员只需要在球场上驾驶，专注于操作机器。根据云计算的整合，费率会自动调整。”
让McKee Ag的整个项目无缝对接的是CODESYS的物联网库的使用。辛格表示，这也使他能够为其他客户设计定制物联网集成。他对工业物联网的未来感到兴奋，并通过TRS Systems帮助企业实现工业4.0的数字化转型。
CODESYS
codesys.us
了下:HMIs•操作界面•监视器
