CN103105812A - 棉花加工进料智能控制系统 - Google Patents

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王金鑫
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王德强
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棉花加工进料智能控制系统，涉及棉花加工技术领域，该系统主要由光电传感器、中央处理器和进料电机组成，光电传感器设置在料斗顶部，中央处理器由整流滤波器、A/D转换器、单片机和数字电位器依次连接组成，光电传感器的信号输出端与中央处理器的信号输入端相连，中央处理器的信号输出端与进料电机的信号输入端相连。本发明可实现棉花加工中棉籽剥绒环节和籽棉轧花环节均匀进料的目的，操作方便，提高了棉花加工设备的生产效率，降低了能耗，同时降低了操作人员的劳动强度，提高了操作人员的操作安全性。

Description

棉花加工进料智能控制系统
技术领域
本发明涉及棉花加工技术领域，具体涉及一种棉花加工进料智能控制系统。
背景技术
伴随着经济社会的高速发展，能源的日益紧缺，节能降耗是各个棉花加工企业面临的重大课题，甚至影响到企业的生存问题。棉花加工企业的棉籽剥绒车间是通过进料装置将棉籽送至一道绒工序，二道绒工序和三道绒工序的剥绒机的料斗中，然后进行剥绒，二道绒的最后一台剥绒机盛籽斗的棉籽多寡能直接反应整个车间的棉籽供应情况；棉花加工企业的籽棉加工车间是通过进料装置将籽棉送至轧花机的料斗中，然后进行轧花，这两个环节中原料的均匀供料，降低设备的空机率和堵塞率是一个主要节能关键点，但是目前这两个环节中对原料供料普遍采用传统的继电器控制，这种控制方式存在以下缺陷：首先进料量靠操作工用手触摸料斗中物料，估计物料的密度，凭经验调节进料量，经常出现进料量过多而堵塞、烧坏进料电机的现象，或是由于进料量过少，导致加工设备无法满负荷运行，甚至出现跑空车现象，生产效率低，能耗大；其次，进料手工控制，导致操作工工作强度较大；而且操作工经常用手伸入料斗内触摸物料，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种棉花加工进料智能控制系统，以解决现有技术存在的进料量靠手工调节，进料不均匀的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种棉花加工进料智能控制系统，主要由光电传感器、中央处理器和进料电机组成，光电传感器设置在料斗顶部，中央处理器由整流滤波器、A/D转换器、单片机和数字电位器依次连接组成，光电传感器的信号输出端与中央处理器的信号输入端相连，中央处理器的信号输出端与进料电机的信号输入端相连。
上述光电传感器设置在棉籽剥绒车间二道绒工序的最后一台剥绒机的料斗顶部；或者设置在籽棉加工车间的最后一台轧花机的料斗顶部。
上述光电传感器的安装位置与料斗的进料口距离在10厘米左右。
上述中央处理器的数字电位器输出端与进料电机的变频器输入端相连。
上述光电传感器设置防尘罩。
上述中央处理器设置有滤波磁环。
上述中央处理器的数字电位器为Maxim公司生产的DS3501型高电压非易失数字I2C电位器。
本发明使用时，光电传感器直接检测料斗中的物料量的变化，把信号传送给中央处理器，中央处理器收到光电传感器的信号后，先通过整流滤波器和滤波磁环排除车间内各种电磁干扰，并通过A/D转换器将信号转变为数字信号，单片机再对光电传感器采集回来的料斗中物料量变化进行分析处理，然后单片机控制数字电位器进行模拟量电压输出，进料电机的变频器外接模拟量与数字电位器的模拟输出端相接并设置成外部模拟量进行调速，从而控制进料电机转速达到均匀进料的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、通过在料斗设置光电传感器，可实时监控进料量的变化，然后由中央处理器的单片机根据进料量的不同，控制进料电机转速达到智能均匀进料的目的，操作方便，提高了棉花加工设备的生产效率，降低了能耗。
2、光电传感器设置防尘罩，中央处理器设置整流滤波器和滤波磁环进行双重滤波，解决了由于剥绒车间内絮尘多，影响光电传感器的测量效果，以及光电传感器的输出的信号受车间内电磁干扰问题，提高了中央处理器对进料电机控制的精确度。
3、操作人员不必用手触摸料斗内物料，大大降低了操作人员的劳动强度，提高了操作人员的操作安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明系统的结构示意图；
图2是本发明系统的电路原理示意图；
图3是本发明系统的工作流程示意图。
图中1光电传感器、2中央处理器、3进料电机、4料斗、5进料装置、11防尘罩、21整流滤波器、22A/D转换器、23单片机、24数字电位器、41料斗进料口。
具体实施方式
例1
本发明的棉花加工进料智能控制系统可应用到棉花加工企业的棉籽剥绒车间，如图1、图2和图3所示，棉花加工进料智能控制系统，主要由光电传感器1、中央处理器2和进料电机3组成，光电传感器1设置由具有高透光率玻璃制成的防尘罩11，光电传感器1设置在棉籽剥绒车间二道绒工序的最后一台剥绒机的料斗4顶部，光电传感器1的安装位置与料斗4的进料口距离在10厘米左右，中央处理器2由整流滤波器21、A/D转换器22、单片机23和数字电位器24依次连接组成，数字电位器24为Maxim公司生产的DS3501型高电压非易失数字I2C电位器，具有高达15.5V的输出电压范围，数字电位器24编程是通过一个I2C兼容接口，工作速度高达400kHz，数字电位器24的外部电压由施加在RL和RH输入电压确定最低和最高的电位器电压输出，光电传感器1的信号输出端与中央处理器2的信号输入端相连，中央处理器2的信号输出端与进料电机3的信号输入端相连，中央处理器2的数字电位器24输出端与进料电机3的变频器输入端相连。
本发明系统使用时，先通过光电传感器1对二道绒工序的最后一台剥绒机的料斗4中棉籽卷进行测距，从而得到棉籽量的变化信号，把信号传送给中央处理器2，中央处理器2收到光电传感器1的信号后，先通过整流滤波器21和滤波磁环排除车间内各种电磁干扰，并通过A/D转换器22将信号转变为数字信号，单片机23再对光电传感器1采集回来的料斗4中棉籽量变化进行分析处理，当料斗4内棉籽量增加，单片机23驱动I2C总线调节数字电位器24的阻值，控制数字电位器24进行模拟量电压输出，进料电机3的变频器外接模拟量与数字电位器24的模拟输出端相接并设置成外部模拟量进行调速，降低进料电机3转速；当剥绒机料斗4内棉籽量减小，单片机23驱动I2C总线调节数字电位器24的阻值，控制数字电位器24进行模拟量电压输出，进料电机3的变频器外接模拟量与数字电位器24的模拟输出端相接并设置成外部模拟量进行调速，增加进料电机3转速，从而达到棉籽剥绒均匀喂籽的目的。
例2
本发明的棉花加工进料智能控制系统也可应用到棉花加工企业的籽棉加工车间，如图1、图2和图3所示，棉花加工进料智能控制系统，主要由光电传感器1、中央处理器2和进料电机3组成，光电传感器1设置由具有高透光率玻璃制成的防尘罩11，光电传感器1设置在籽棉加工车间的最后一台轧花机的料斗4顶部，光电传感器1的安装位置与料斗4的进料口距离在10厘米左右，中央处理器2由整流滤波器21、A/D转换器22、单片机23和数字电位器24依次连接组成，数字电位器24为Maxim公司生产的DS3501型高电压非易失数字I2C电位器，具有高达15.5V的输出电压范围，数字电位器24编程是通过一个I2C兼容接口，工作速度高达400kHz，数字电位器24的外部电压由施加在RL和RH输入电压确定最低和最高的电位器电压输出，光电传感器1的信号输出端与中央处理器2的信号输入端相连，中央处理器2的信号输出端与进料电机3的信号输入端相连，中央处理器2的数字电位器24输出端与进料电机3的变频器输入端相连。
本发明系统使用时，先通过光电传感器1对籽棉加工车间的最后一台轧花机的料斗4中籽棉进行测距，从而得到籽棉量的变化信号，把信号传送给中央处理器2，中央处理器2收到光电传感器1的信号后，先通过整流滤波器21和滤波磁环排除车间内各种电磁干扰，并通过A/D转换器22将信号转变为数字信号，单片机23再对光电传感器1采集回来的料斗4中籽棉量变化进行分析处理，当料斗4内籽棉量增加，单片机23驱动I2C总线调节数字电位器24的阻值，控制数字电位器24进行模拟量电压输出，进料电机3的变频器外接模拟量与数字电位器24的模拟输出端相接并设置成外部模拟量进行调速，降低进料电机3转速；当轧花机料斗4内籽棉量减小，单片机23驱动I2C总线调节数字电位器24的阻值，控制数字电位器24进行模拟量电压输出，进料电机3的变频器外接模拟量与数字电位器24的模拟输出端相接并设置成外部模拟量进行调速，增加进料电机3转速，从而达到籽棉轧花均匀进料的目的。

Claims (7)

1.一种棉花加工进料智能控制系统，其特征是主要由光电传感器、中央处理器和进料电机组成，光电传感器设置在料斗顶部，中央处理器由整流滤波器、A/D转换器、单片机和数字电位器依次连接组成，光电传感器的信号输出端与中央处理器的信号输入端相连，中央处理器的信号输出端与进料电机的信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的棉花加工进料智能控制系统，其特征是光电传感器设置在棉籽剥绒车间二道绒工序的最后一台剥绒机的料斗顶部；或者设置在籽棉加工车间的最后一台轧花机的料斗顶部。
3.根据权利要求1所述的棉花加工进料智能控制系统，其特征是光电传感器的安装位置与料斗的进料口距离在10厘米左右。
4.根据权利要求1所述的棉花加工进料智能控制系统，其特征是中央处理器的数字电位器输出端与进料电机的变频器输入端相连。
5.根据权利要求1所述的棉花加工进料智能控制系统，其特征是光电传感器设置防尘罩。
6.根据权利要求1所述的棉花加工进料智能控制系统，其特征是中央处理器设置有滤波磁环。
7.根据权利要求1所述的棉花加工进料智能控制系统，其特征是中央处理器的数字电位器为Maxim公司生产的DS3501型高电压非易失数字I2C电位器。
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