CN201309982Y

CN201309982Y - 绞龙配棉节能自动控制系统

Info

Publication number: CN201309982Y
Application number: CNU2008201751510U
Authority: CN
Inventors: 左敬东; 左振
Original assignee: ANHUI TIANYUAN COTTON MACHINERY AUTOMATION RESEARCH Co Ltd
Current assignee: Anhui Province Zhenyu Machinery Automation Co., Ltd.
Priority date: 2008-11-08
Filing date: 2008-11-08
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2018-11-08

Abstract

本实用新型属于棉花加工领域，涉及一种绞龙配棉自动节能控制系统。由吸籽棉风机、风阀、籽棉分离器电机、吸籽棉风机电机、籽棉分离器电机、配棉绞龙电机，配棉绞龙，籽棉箱，吸棉管道组成，其特点是风阀装在吸籽棉风机的进风口处，在每个籽棉箱上装一光电传感器，由控制电路控制系统中各电机及风阀控制器的工作，控制电路由电源电路、单片机电路、操作与显示电路，籽棉箱棉量、电机电流检测电路，输出控制电路组成，系统实时检测籽棉箱的棉量和各电机的运行电流，当籽棉箱满时，关闭风阀停止吸棉，省去了庞大的溢棉装置，当风机电机电流小于节能阈值时，控制风机电机进入星形运行，电机在降压节能方式运行。

Description

绞龙配棉节能自动控制系统

所属技术领域：

本实用新型属于棉花加工领域，涉及一种绞龙配棉节能自动控制系统。

技术背景：

目前在棉花加工工艺中，配棉方式主要有两种形式，绞龙配棉和三管气流配棉，目前国内普遍采用的是四台型轧花机为其配套的绞龙配棉系统由两个吸籽棉风机、两个风阀、两个号籽棉分离器、两个吸籽棉风机电机、两个风阀控制器、两个籽棉分离器电机、配棉绞龙电机、配棉绞龙、四个籽棉箱、两个吸棉管道、溢流棉管、溢流棉风机、溢流棉风机电机、溢流箱，溢流棉分离器及溢流棉分离器电机组成。由两个籽棉风机电机带动两个吸籽棉风机将籽棉吸入两个吸棉管道进入两个籽棉分离器，又通过配棉绞龙电机带动配棉绞龙将籽棉绞入四个籽棉箱，当四个籽棉箱全满后，多余籽棉进入溢流箱，然后通过拨棉辊拨入溢流棉管内，又通过溢流棉风机吸入溢流棉分离器然后再通过配棉绞龙进入轧花机籽棉箱，如此循环输送。如溢流箱满后，还要及时采用人工控制打开吸籽棉管后面的两个气阀旁路大气来停止吸籽棉。目前工艺主要存在的问题是由于溢流棉循环输送，不但需庞大的溢流设备，而且还需很大动力输出。溢流部分动力所消耗的电能等于是白白浪费。同时在生产中溢流籽棉箱溢满时靠人工操作控制气阀的开闭，由于人工操作在溢流籽棉箱满时不能及时停止吸花，经常造成配棉绞龙被挤坏现象。而且在溢流籽棉箱空时不能及时吸花，常出现籽棉箱轧空现象，严重影响正常生产。目前的工艺停止吸籽棉是靠打开吸籽棉管后面气阀来旁路大气的办法，目前吸籽棉普遍采用离心风机，通过离心风机功率N与风量Q和压力H的关系式N＝Q*H/102*3600可看出采用旁路大气的办法由于管路缩短使空气进入风机阻力减小相应风量增大使输入功率相应增加，所以目前采用旁路大气的办法来停止吸花也会造成很大一部分电能浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种绞龙配棉节能自动控制系统，该系统不但省去原庞大的溢流棉机构增加了车间空间，还可实现大幅度地节能降耗。

本实用新型绞龙配棉自动节能控制系统由吸籽棉风机，风阀，籽棉分离器，吸籽棉风机电机，籽棉分离器电机，配棉绞龙电机，配棉绞龙，籽棉箱、吸棉管道组成，其特点是所述的风阀为电动风阀，装在吸籽棉风机的进风口处，在每个籽棉箱的上方安装一只光电传感器，系统中有一控制电路，其输出接吸籽棉风机电机、风阀控制器、籽棉分离器电机和配棉绞龙电机的继电器，所述的控制电路由电源电路、单片机电路、操作与显示电路、籽棉箱棉量检测电路、吸籽棉风机电机电流检测电路、籽棉分离器电机电流检测电路、配棉绞龙电机电流检测电路，输出控制电路组成，籽棉箱棉量检测电路、配棉绞龙电机电流检测电路、吸籽棉风机电流检测电路，籽棉分离器电机电流检测电路、操作与显示电路的输出接单片机电路，单片机电路的输出接操作与显示电路并通过输出控制电路接配棉绞龙电机、吸籽棉风机、籽棉分离器电机和风阀控制器的继电器。

本实用新型所提供的绞龙配棉自动节能控制系统工作原理如下：在控制系统投入运行前，首先通过操作与显示电路对系统所有运行参数进行设置，运行参数有：各电机过流保护值，风机电机节能行运阈值：风阀开启延时值。参数设置后，将自动存入单片机电路内，掉电不丢失。设置参数后按工作顺序先后启动配棉绞龙电机、籽棉分离器电机，吸籽棉风机电机，由安装在每个籽棉箱上方的光电传感器检测籽棉箱的棉量，经籽棉箱棉量检测电路将把棉量信号输送给单片机电路，如果轧花机上的籽棉箱全空，单片机电路会通过输出控制电路输出控制信号将使风阀控制器动作，开启装在吸籽棉风机进风口处的两个风阀，籽棉通过输送管进入籽棉分离器，然后进入配棉绞龙，分别绞入各籽棉箱。籽棉箱棉量检测电路将棉量检测信号输入单片机电路，经单片机电路识别后通过输出控制电路控制风阀的动作，如果光电传感器检测籽棉箱全满，单片机电路通过输出控制电路将风阀全关闭。还可根据轧花机产量调整风阀的开启延时值，如产量高时减少延时值，产量低时增加延时值，以减少风门动作频率。由配棉绞龙电机电流检测电路、吸籽棉风机电流检测电路，籽棉分离器电机电流检测电路对各电机工作电流进行实时检测，并将这些检测值输送给单片机电路，当检测到某一电机的电流值不在设定范围内，单片机电路即通过输出控制电路输出控制信号给相应的继电器控制该电机关闭，本系统采用了节电运行方式，当吸籽棉风机电机电流检测电路检测到小于设定的节能阈值时，单片机电路将通过输出控制电路自动将该风机电机三角形运行转换为星形运行。根据三相电原理可知电机三角形运行转为星形运行空载电流可降为1/3倍。由此可见将原工艺中在输送管后采用通大气阀控制的办法，改为风机前关闭风阀控制风量的办法，再加上电机降压节电运行方式应用，停止吸籽棉时风机电机由原来的三角形运行转换为星形运行，系统的节能是相当显著的。该系统所有电机通过实时电流检测，通过和设定值计算比较，具有过流、缺相堵转保护功能，如出现故障，系统会停止相应的电机和风阀，确保任何部位不会堵塞。

本实用新型所提供的绞龙配棉自动节能控制系统，在籽棉箱上安装光电传感器，采用了光电检测原理检测籽棉箱中的棉量，不但省去了原庞大的溢流棉机构，减少了建厂或改造的成本，增加了车间空间，而且节约了能源，同时，由于将原工艺中在输送管后采用人工通大气阀控制的办法，改为风机前进风口处关闭风阀控制风量的办法，可以自动调节风量控制籽棉的流量，通过吸籽棉风机电机电流检测电路实时检测吸籽棉风机电机的电流，当风机电机电流小于设定的节能阈值时，系统自动将风机电机从三角形运行方式调整为星形运行方式，节约了待机运行的能耗，与现有技术相比系统节电在40％以上，同时，由于各电机电流检测电路实时检测系统中各电机的运行电流，避免了一些恶性事故的发生。

图1是目前国内普遍采用的四台型轧花机绞龙配棉工艺示意图；

图2是本实用新型为四台型轧花机所提供的绞龙配棉自动节能控制系统中的机械结构的示意图；

图3、是本实用新型为四台型轧花机所提供的绞龙配棉自动节能控制系统中控制电路的原理方框图；

图4是本实用新型为四台型轧花机所提供绞龙配棉自动节能控制系统中控制电路的电原理图之一；

图5是本实用新型为四台型轧花机所提供绞龙配棉自动节能控制系统中控制电路的电原理图之二；

图6是本实用新型为四台型轧花机所提供绞龙配棉自动节能控制系统中控制电路的电原理图之三；

图7、是本实用新型实施检测控制及操作显示程序流程图之一；

图8、是本实用新型实施检测控制及操作显示程序流程图之二。

图1、图2中1、溢流棉风机，2、1号吸籽棉风机，3、2号吸籽棉风机，4、溢流棉分离器电机，5、溢流棉风机电机，6、1号风阀，7、2号风阀，8、溢流棉分离器，9、1号吸籽棉分离嚣，10、2号吸籽棉分离器，11、配棉绞龙，12、1号籽棉箱，13、2号籽棉箱，14、3号籽棉箱，15、4号籽棉箱，16、溢流籽棉箱，17、1号籽棉箱上方的光电传感器，18、2号籽棉箱上方的光电传感器，19、3号籽棉箱上方的光电传感器，20、4号籽棉箱上方的光电传感器，21、1号轧花机，22、2号轧花机，23、3号轧花机，24、4号轧花机，25、溢流棉管道，26、1号吸籽棉管，27、2号吸籽棉管，28、拨籽棉辊，29、拨籽棉辊电机，M1、配棉绞龙电机，M2、1号籽棉分离器电机，M3、2号籽棉分离器电机，M4、1号吸籽棉风机电机，M5、2号吸籽棉风机电机，FM1、1号风阀控制器，FM2、2号风阀控制器。

具体实施方式：

下面结合附图说明本实用新型的实施。图1是目前国内普遍采用的为四台型轧花机配套的绞龙配棉设备示意图。从图中可看出现有技术中轧花机1-4号籽棉箱12、13、14、15全满后，多余棉进入溢流籽棉箱16，然后通过拨棉辊28拨入溢流棉管道25内又通过溢流棉风机1吸入溢流棉分离器8然后又通过配棉绞龙11进入轧花机籽棉箱，如此循环输送。如溢流籽棉箱16装满后，还要及时采用人工控制打开吸籽棉管上通大气阀6、7来停止吸籽棉。目前工艺主要存在的问题是由于溢流棉循环输送，不但需庞大的溢流设备，而且还需很大动力输出。溢流部分动力所消耗的电能等于是白白浪费。同时在生产中溢流籽棉箱装满时靠人工操作控制大气阀的开闭，由于人工操作在溢流籽棉箱装满时不能及时停止吸花，经常造成配棉绞龙被挤坏。而且在溢流籽棉箱空时不能及时吸花，常出现轧花机籽棉箱轧空现象，严重影响正常生产。从图1中还可看出现有技术中停止吸籽棉是靠打开吸籽棉管26、27后面通大气阀6、7来旁路大气的办法，目前吸籽棉普遍采用离心风机，通过离心风机功率N与风量Q和压力H的关系式N＝Q*H/102*3600可看出采用旁路大气的办法由于管路缩短使空气进入风机阻力减小相应风量增大使输入功率相应增加，所以目前采用旁路大气的办法来停止吸花也会造成很大一部分电能的浪费。

图2是本实用新型为四台型轧花机所提供的绞龙配棉自动节能控制系统中的机械结构的示意图。可以看到，在每台轧花机籽棉箱上方安装一只光电传感器17-20，1号、2号电动风阀6、7安装在1号、2号吸籽棉风机2、3的进风口处，该绞龙配棉系统设备中省去了溢流籽棉箱16、拨籽棉辊28、溢流棉管道25、溢流棉风机1、溢流棉风机电机5、溢流棉分离器8和溢流棉分离器电机4等溢流棉设备，节约了设备成本和大量空间，也降低了许多能耗。

图3是本实用新型为四台型轧花机所提供的绞龙配棉自动节能控制系统中控制电路的原理方框图。参见图3，该节能控制系统中控制电路由电源电路、单片机电路、1-4号籽棉箱棉量检测电路、1-2号吸籽棉风机电流检测电路、1-2号籽棉分离器电机电流检测电路、配棉绞龙电机电流检测电路、操作与显示电路、输出控制电路组成，1-4号籽棉箱棉量检测电路、配棉绞龙电机电流检测电路、1-2号吸籽棉风机电流检测电路、1-2号籽棉分离器电机电流检测电路、操作与显示电路的输出接单片机电路，单片机电路的输出接操作与显示电路，同时通过输出控制电路接配棉绞龙电机、1-2号吸籽棉风机电机、1-2号籽棉分离器电机、1-2号风阀控制器的继电器。

图4、图5、图6是本实用新型为四台型轧花机所提供绞龙配棉自动节能控制系统中控制电路的电原理图。该控制电路放在电气控制柜内，操作与显示电路放在操作台内。参见图4、图6：控制电路中电源电路由变压器B₆、B₇，整流二极管D₁₂-D₁₅，D₁₆-D₁₉，D₃₃-D₃₆，三端稳压器IC₁₀、IC₁₁，IC₁₂、IC₁₃、IC₁₈，电压变换器IC₉组成。由变压器B₆输出12V、15V电压一路经整流二极管D₁₂-D₁₅整流后经三端稳压器IC₁₀稳压输出+9V直流电压，又经三端稳压器IC₁₁稳压后输出+5V直流电压，+9V电压经电压变换器IC₉变换后输出-9V直流电压，供电机电流检测电路的运放使用。+5V电压供单片机电路使用。另一路由整流二极管D₁₆-D₁₉整流后经三端稳压器IC₁₂、IC₁₃稳压输出12V、5V直流电压，12V供光电传感器、继电器及输出控制电路使用，5V供通讯接口芯片IC₁₄、IC₁₇使用。电源变压器B₇输出9V电压经整流二极管D₃₃-D₃₆整流，经三端稳压器稳压后输出5V直流电压，供操作与显示电路使用。

参见图4单片机电路是系统的控制核心，单片机电路由单片机IC₁、通讯接口芯片IC₁₄、级联移位寄存器IC₇、IC₈、晶振X1组成，移位寄存器IC₇的串行输入端SER接单片机IC₁中P1口的一位P_1.5，晶振X1的输出接单片机IC₁的晶振引线XTAL₁、XTAL₂，单片机IC₁的接收输入、发送输出和发送接收控制端RXD、TXD、VRT、分别接光电耦合器V₅收光管的集电极与光电耦合器V₆、V₇发光管的负极，光电耦合器V₅发光管的负极接通讯接口芯片IC₁₄中接收器的输出RO，光电耦合器V₆、V₇收光管的发射极接通讯接口芯片IC₁₄中接收、发射的使能端RE、DE，光电耦合器V₆、V₇收光管的集电极接通讯接口芯片IC₁₄驱动器的输入端DI。

参见图6：操作与显示电路操作与显示电路由单片机IC₁₅、晶振X₂、X₃、时钟芯片IC₁₆、通讯接口芯片IC₁₇、按键S₁-S₂₁、液晶显示屏LCD组成，晶振X₂的输出接单片机IC₁₅的晶振引线XTAL₁、XTAL₂，晶振X₃的输出接时钟芯片IC₁₆的振荡源，时钟芯片IC₁₆的三线接口SCLK、I/O、RST接单片机IC₁₅的三位P_3.6、P_1.7、P_3.5，按键S₁-S₂₁组成矩阵式键盘，行线分别进入单片机IC₁₅中P2口的两位P_2.0、P_2.1，P3口的一位P_3.7，列线分别进入单片机IC₁₅中P1口的七位P_1.0-P_1.6，液晶显示屏LCD各控制脚分别进入单片机IC₁₅中P2口的六位P_2.2-P_2.7，其数据输入端分别进入单片机IC₁₅中P0口的八位P_0.0-P_0.7，单片机IC₁₅的接收输入、发送输出RXD、TXD、分别接通讯接口芯片IC₁₇中接收器的输出、驱动器的输入端RO、DI，单片机IC₁₅的外中断请求INT0接通讯接口芯片IC₁₇中接收、发射的使能端RE、DE，通讯接口芯片IC₁₇的接收、发送差分信号端A、B与单片机IC₁的通讯接口芯片IC₁₄的接收、发送差分信号端A、B相接。由按键设定的参数进入单片机IC₁₅通过通讯芯片IC₁₇、IC₁₄与单片机IC₁通讯，将设定的参数放入单片机IC₁的内存储器中。单片机IC₁的通讯信号通过单片机IC₁接收输入RXD、发送输出TXD，和发送接收控制VRT，通过光电耦合器V₅-V₇隔离后进入通讯接口芯片IC₁₄，用双绞线和操作显示电路通讯接口IC₁₇芯片相连，完成运行状态数据显示，修改参数及启停电机等任务，时钟芯片IC₁₆使系统可以实时显示时间，并记录有关事件的时间。

参见图4：籽棉箱棉量检测电路分别由光电传感器17(图中省略)、电阻R₁、R₂、稳压二极管DW₁、发光二极管LED₁、电容C₁光电耦合器V₁，光电传感器18(图中省略)、电阻R₃、R₄、稳压二极管DW₂、发光二极管LED₂、电容C₂光电耦合器V₂，光电传感器19(图中省略)、电阻R₅、R₆、稳压二极管DW₃、发光二极管LED₃、电容C₃、光电耦合器V₃，光电传感器20(图中省略)、电阻R₇、R₈、稳压二极管DW₄、发光二极管LED₄、电容C₄、光电耦合器V₄组成，光电传感器17-20(图中省略)通过光电传感器接口J₁-J₄依次接电阻R₁、R₃、R₅、R₇，稳压二极管DW₁-DW₄发光二极管LED₁-LED₄接光电耦合器V₁-V₄发光管的正极，电容C₁-C₄分别接在稳压二极管DW₁-DW₄的正极与地之间，光电耦合器V₁-V₄收光管的集电极分别接单片机IC₁中P2口的四位P_2.0-P_2.3。

配棉绞龙电机电流检测电路由电流互感器TA₁、电流变换器B₁、可调电阻W₁、运放IC₂及外围电阻R₉-R₁₆、二极管D₁、D₂、电容C₅、C₆组成，1-2号籽棉分离器电机电流检测电路分别由电流互感器B₂可调电阻W₂、运放IC₃及外围电阻R₁₇-R₂₄、二极管D₃、D₄、电容C₇、C₈与电流互感器TA₃、电流变换器B₃、可调电阻W₃、运放IC₄及外围电阻R₂₅-R₃₂、二极管D₅、D₆、电容C₉、C₁₀构成，1-2号吸籽棉风机电机电流检测电路分别由电流互感器B₄可调电阻W₄、运放IC₅及外围电阻R₃₃-R₄₀、二极管D₇、D₈、电容C₁₁、C₁₂与电流互感器TA₅、电流变换器B₅、可调电阻W₅、运放IC₆及外围电阻R₄₁-R₄₈、二极管D₉、D₁₀、电容C₁₃、C₁₄构成，这些电机电流检测电路的输出依次分别接接单片机IC₁中P1口的P_1.0-P_1.4。

参见图5：输出控制电路由光电耦合器V₈-V₂₀、晶体管U₁-U₁₃、配棉绞龙电机继电器JK₁，1-2号籽棉分离器电机继电器JK₂、JK₃，1-2号吸籽棉风机电机继电器JK₄-JK₆、JK₇-JK₉，1-2号风阀控制器继电器JK₁₀-JK₁₃组成，光电耦合器V₈-V₂₀发光管的负极分别接单片机电路中移位寄存器IC₇的信号输出端O₁-O₇，移位寄存器IC₈的信号输出端O₀-O₅，晶体管U₁-U₁₃的基极分别接光电耦合器V₈-V₂₀收光管的发射极，继电器JK₁-JK₁₃分别与晶体管U₁-U₁₃的集电极相接。

在系统运行前，通过控制电路中的操作与显示电路也就是通过按键与显示屏配合对系统中的主要运行参数进行设定，运行参数有：各电机过流保护值，1号、2号风机电机节能行运阈值：1号、2号风阀开启延时值。参数设置后，通过操作按键将所有电机启动后，系统通过籽棉箱棉量检测电路首先检测3号籽棉箱及4号籽棉箱棉量，光电传感器17-20的籽棉箱棉量检测信号通过光电传感器接口J₁、J₂、J₃、J₄分别进入降压电阻R₁、R₃、R₅、R₇且又经钳位干扰信号稳压管DW₁、DW₂、DW₃、DW₄，通过发光指示二极管LED₁、LED₂、LED₃、LED₄进入光电耦合器V₁、V₂、V₃、V₄隔离后分别进入单片机IC₁中P2口的四位P_2.0-P_2.4，由单片机进行逻辑运算与分析。如果某一籽棉箱的棉量到达其上方光电传感器位置时，该光电传感器输出正电压，籽棉箱棉量检测电路通过光电耦合器隔离使输出信号为零，进入单片机IC₁分析。当3号箱、4号籽棉箱棉量检测输出全为零时，单片机IC₁通过输出控制电路控制2号风阀关闭，当3号箱、4号箱不全为零时，通过一定延时，又将2号风阀开启。由于1号风机在配棉绞龙输送上位，系统必须同时对1、2、3、4号箱进行检测，当1、2、3、4号箱的籽棉箱棉量检测电路输出同时为零时，单片机IC₁通过输出控制电路控制1号风阀也关闭，当不全为零时，通过一定延时再次开启1号风阀。当某一电机故障或人为停机时，单片机IC₁通过输出控制电路会自动关闭两个风阀。该系统的电流检测电路对各个电机的工作电流进行实时检测，配棉绞龙电机M₁，1-2号籽棉分离器电机M₂、M₃，1-2号吸籽棉风机M₄、M₅的电流通过电流互感器TA₁、TA₂、TA₃、TA₄、TA₅输出0-5A电流后分别经电流变换器B₁、B₂、B₃、B₄、B₅变换成0-5V电压，进入运放IC₂、IC₃、IC₄、IC₅、IC₆和D₁-D₁₀放大整流后通过电容C₅-C₁₄、电阻R₁₆、R₃₂、R₄₀、R₄₈进入单片机I C₁中P1口的P_1.0-P_1.4，进行内部AD转换，控制数据输出通过单片机IC₁中P1口的P_1.5-P_1.7分别进入移位寄存器IC₇，级联IC₈后并行输出，分别进入光耦V₈-V₂₀进行隔离后进入驱动三极管U₁-U₁₃控制继电器JK₁-JK₁₃的通断(其中：配棉绞龙电机继电器JK₁，1-2号籽棉分离器电机继电器JK₂、JK₃，1-2号吸籽棉风机电机继电器JK₄-JK₆、JK₇-JK₉，1-2号风阀控制器继电器JK₁₀-JK₁₃)，来控制电机交流接触器KB₁-KB₉(其中：配棉绞龙电机交流接触器KB₁，1-2号籽棉分离器电机交流接触器KB₂、KB₃，1-2号吸籽棉风机电机交流接触器KB₄-KB₉)和风阀控制器FM₁、FM₂。当某一电机发生故障运行电流不在设置范围内，单片机IC₁通过输出控制电路会自动关闭该电机，达到保护目的。系统同时对1、2号吸籽棉风机电机运行电流与节能阈值进行实时比较，当运行电流大于设定阈值时(风门开启)，进入三角形运行，当运行电流小于阈值时(风阀关闭)系统进入星形运行，电机在降压节能方式运行。当1号吸籽棉风机电机M4运行电流大于节能阈值时(风阀1开启)单片机IC₁通过输出控制电路控制继电器JK4、JK5吸合，继电器JK6断开系统进入三角形运行，当其运行电流小于节能阈值时(风阀1关闭)单片机IC₁通过输出控制电路控制继电器JK4、JK6吸合，继电器JK5断开1号吸籽棉风机电机进入星形运行，系统处于降压节能方式运行。当2号吸籽棉风机电机M5运行电流大于节能阈值时(风阀2开启)单片机IC₁通过输出控制电路控制继电器JK7、JK8吸合，继电器JK9断开系统进入三角形运行，当其运行电流小于节能阈值时(风阀2关闭)单片机IC₁通过输出控制电路控制继电器JK7、JK9吸合，继电器JK8断开，2号吸籽棉风机电机进入星形运行，系统处于降压节能方式运行。

本实用新型将现有技术中在输送管道后采用旁通大气控制的办法，改为风机前关闭风阀控制风量的办法在加上在风阀关闭时采用降压节能方式运行，在为四台型轧花机所提供的绞龙配棉自动节能控制系统中停止吸籽棉时风机电机的运行电流由原来的85A左右降为25A左右，可见节能是相当显著的。该系统对所有电机电流进行实时检测，通过和设定值计算比较，具有过流、缺相堵转保护功能，如出现故障，系统会停止相应的电机和风阀，确保任何部位不会堵塞，避免恶性事故。该节能自动控制系统采用了光电检测原理，省去了原庞大的溢棉机构，节约了建厂成本，增加了车间空间。

图7所示是本实用新型所提供的绞龙配棉自动节能控制系统自动配棉工作流程图，通过操作按键将所有电机启动后，系统通过光电传感器首先检测3号棉箱及4号棉箱棉量，如果棉箱棉量到达光电传感器位置，光电传感器输出正电压，通过光耦隔离使输出信号为零，通过单片机逻辑换算。当3号箱、4号箱输出全为零时，2号风阀关闭，当3号箱、4号箱不全为零时，通过一定延时，又将2号风阀开启。由于1号风机在绞龙输送上位，系统必须同时对1、2、3、4号箱进行逻辑运算，当1、2、3、4号箱输出同时为零时，1号风阀关闭，当不全为零时，通过一定延时再次开启1号风阀。从流程图还可看出，当某一机故障或人为停机时，系统会自动关闭1、2号风阀。

图8所示是电流检测及节能运行流程图，从图中可看出，系统对每个电机实时检测运行电流是否在设定值范围内，当发生故障运行电流不在设置范围内，系统会自动判断停机，达到保护目的。从流程图还可看出系统同时对1、2号吸籽棉风机电机运行电流与节能阈值进行实时比较，当运行电流大于设定阈值时(风门开启)，进入三角形运行，当运行电流小于阈值时(风阀关闭)系统进入星形运行，电机在降压节能方式运行。

Claims

1、一种绞龙配棉节能自动控制系统，由吸籽棉风机、吸籽棉风机电机、风阀、风阀控制器、籽棉分离器、籽棉分离器电机、配棉绞龙电机，配棉绞龙，籽棉箱、吸棉管道组成，其特征是所述的风阀装在吸籽棉风机的进风口处，在每个籽棉箱的上方安装一只光电传感器，系统中有一控制电路，其输出接吸籽棉风机电机、风阀控制器、籽棉分离器电机和配棉绞龙电机的继电器，所述的控制电路由电源电路、单片机电路、操作与显示电路、籽棉箱棉量检测电路、吸籽棉风机电机电流检测电路、籽棉分离器电机电流检测电路、配棉绞龙电机电流检测电路，输出控制电路组成，籽棉箱棉量检测电路、配棉绞龙电机电流检测电路、吸籽棉风机电流检测电路，籽棉分离器电机电流检测电路、操作与显示电路的输出接单片机电路，单片机电路的输出接操作与显示电路并通过输出控制电路接配棉绞龙电机、吸籽棉风机、籽棉分离器电机和风阀控制器的继电器。

2、根据权利要求1所述的绞龙配棉节能自动控制系统，其特征是所述的单片机电路由单片机(IC₁)、通讯接口芯片(IC₁₄)、级联移位寄存器(IC₇、IC₈)、晶振(X1)组成，移位寄存器(IC₇)的串行输入端(SER)接单片机(IC₁)P1口的一位(P_1.5)，晶振(X1)的输出接单片机(IC₁)的晶振引线(XTAL₁、XTAL₂)，单片机(IC₁)的接收输入、发送输出和发送接收控制端(RXD、TXD、VRT)、分别接光电耦合器(V₅)收光管的集电极与光电耦合器(V₆、V₇)发光管的负极，光电耦合器(V₅)发光管的负极接通讯接口芯片(IC₁₄)中接收器的输出(RO)，光电耦合器(V₆、V₇)收光管的发射极接通讯接口芯片(IC₁₄)中接收、发射的使能端(RE、DE)，光电耦合器(V₆、V₇)收光管的集电极接通讯接口芯片(IC₁₄)驱动器的输入端(DI)。

3、根据权利要求1或2所述的绞龙配棉节能自动控制系统，其特征是所述的四个籽棉箱棉量检测电路分别由光电传感器(17)、电阻(R₁、R₂)、稳压二极管(DW₁)发光二极管(LED₁)、电容(C₁)光电耦合器(V₁)，光电传感器(18)、电阻(R₃、R₄)、稳压二极管(DW₂)发光二极管(LED₂)电容(C₂)光电耦合器(V₂)，光电传感器(19)、电阻(R₅、R₆))、稳压二极管(DW₃)发光二极管(LED₃)电容(C₃)光电耦合器(V₃)，光电传感器(20)、电阻(R₇、R₈))、稳压二极管(DW₄)发光二极管(LED₄)电容(C₄)光电耦合器(V₄)组成，光电传感器(17-20)通过光电传感器接口(J₁-J₄)依次接电阻(R₁、R₃、R₅、R₇)，稳压二极管(DW₁)、发光二极管(LED₁)，稳压二极管(DW₂)、发光二极管(LED₂)，稳压二极管(DW₃)、发光二极管(LED₃)，稳压二极管(DW₄)、发光二极管(LED₄)，分别接光电耦合器(V₁-V₄)发光管的正极，电容(C₁-C₄)分别接在稳压二极管(DW₁-DW₄)的正极与地之间，光电耦合器(V₁-V₄)收光管的集电极分别接单片机(IC₁)P2口的四位(P_2.0-P_2.3)。

4、根据权利要求1或2所述的绞龙配棉节能自动控制系统，其特征是所述的配棉绞龙电机电流检测电由电流互感器(TA₁)、电流变换器(B₁)可调电阻(W₁)、运放(IC₂)及外围电阻(R₉-R₁₆)、二极管(D₁、D₂)、电容(C₅、C₆)组成，两个籽棉分离器电机电流检测电路分别由电流互感器(TA₂)、电流变换器(B₂)、可调电阻(W₂)、运放(IC₃)及外围电阻(R₁₇-R₂₄)、二极管(D₃、D₄)、电容(C₇、C₈)与电流互感器(TA₃)、电流变换器(B₃)、可调电阻(W₃)、运放(IC₄)及外围电阻(R₂₅-R₃₂)、二极管(D₅、D₆)、电容(C₉、C₁₀)组成，两个吸籽棉风机电机电流检测电路分别由电流互感器(TA₄)、电流变换器(B₄)、可调电阻(W₄)、运放(IC₅)及外围电阻(R₃₃-R₄₀)、二极管(D₇、D₈)、电容(C₁₁、C₁₂)与电流互感器(TA₅)、电流变换器(B₅)、可调电阻(W₅)、运放(IC₆)及外围电阻(R₄₁-R₄₈)、二极管(D₉、D₁₀)、电容(C₁₃、C₁₄)组成，这些电机电流检测电路的输出依次分别接单片机(IC₁)内部A/D转换器(P_1.0-P_1.4)。

5、根据权利要求1或2所述的绞龙配棉节能自动控制系统，其特征是所述的操作与显示电路由单片机(IC₁₅)、晶振(X₂、X₃)、时钟芯片(IC₁₆)、通讯接口芯片(IC₁₇)、按键(S₁-S₂₁)、液晶显示屏(LCD)组成，晶振(X₂)的输出接单片机(IC₁₅)的晶振引线(XTAL₁、XTAL₂)，晶振(X₃)的输出接时钟芯片(IC₁₆)的振荡源，时钟芯片(IC₁₆)的三线接口(SCLK、I/O、RST)接单片机(IC₁₅)的三位(P_3.6、P_1.7、P_3.5)，按键(S₁-S₂₁)组成矩阵式键盘，行线分别进入单片机(IC₁₅)中P2口的两位(P_2.0、P_2.1)，P3口的一位(P_3.7)，列线分别进入单片机(IC₁₅)中P1口的七位(P_1.0、-P_1.6)，液晶显示屏LCD各控制脚分别进入单片机(IC₁₅)中P2口的六位(P_2.2-P_2.7)，其数据输入端分别进入单片机(IC₁₅)中P0口的八位(P_0.0-P_0.7)，单片机(IC₁₅)的接收输入、发送输出(RXD、TXD)、分别接通讯接口芯片(IC₁₇)中接收器的输出、驱动器的输入、端(RO、DI)，单片机(IC₁₅)的外中断请求(INT0)接通讯接口芯片(IC₁₇)中接收、发射的使能端(RE、DE)，通讯接口芯片(IC₁₇)的接收、发送差分信号端(A、B)与单片机(IC₁)通讯接口芯片(IC₁₄)的接收、发送差分信号端(A、B)相接。

6、根据权利要求1或2所述的绞龙配棉节能自动控制系统，其特征是所述的输出控制电路由光电耦合器(V₈-V₂₀)、晶体管(U₁-U₁₃)组成，光电耦合器(V₈-V₂₀)发光管的负极分别接单片机电路中移位寄存器(IC₇)的信号输出端(O₁-O₇)、移位寄存器(IC₈)的信号输出端(O₀-O₅)，晶体管(U₁-U₁₃)的基极分别接光电耦合器(V₈-V₂₀)收光管的发射极，配棉绞龙电机继电器(JK₁)，1-2号籽棉分离器电机继电器(JK₂、JK₃)，1-2号吸籽棉风机电机继电器(JK₄-JK₆、JK₇-JK₉)，1-2号风阀控制器继电器(JK₁₀-JK₁₃)分别与晶体管(U₁-U₁₃)的集电极相接。