CN207396995U - 智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统 - Google Patents

智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统 Download PDF

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王诚
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Abstract

本实用新型涉及农业机械领域,公开了一种智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统,包括控制模块和与控制模块相配合的喷洒装置,所述的控制模块包括:检测模块、智能监测模块、第一信号转换模块、PID模糊处理模块、数据处理模块、第二信号转换模块、执行模块。本实用新型能够在青贮饲料的制备过程中,对秸秆等物料的喂入量进行计算,从而达到对青贮添加剂的添加量进行精确控制。

Description

智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统
(一)技术领域
本实用新型涉及农业机械领域,特别是涉及一种智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统。
(二)背景技术
2004年以来,我国粮食播种面积增加了1.99亿亩,其中玉米就增加了1.95亿亩;玉米产量从1.16亿吨增长到2.25亿吨。存在巨大的阶段性库存压力。《全国种植业结构调整规划》提出,到2020年饲草面积发展到9500万亩,其中青贮玉米面积要达到2500万亩。
对粮食种植户来说,青贮比普通种植的收入要高;对于养殖户来说,饲料青贮有营养,水分大,适口性也较好,奶牛产奶量提高,肉牛、肉羊的增重也很明显,肉质也好一些,不仅如此还节约大量的饲料成本;青贮饲料将秸秆用于畜牧业的优质饲料,还可以解决秸秆燃烧产生的环境污染问题。
青贮饲料需要一定的技术保障,饲料收获后要经过发酵处理,在包裹之前要加入菌群,操作不当就会发酵失败,造成浪费。因此,在“粮改饲”的推广中,必须加强技术指导,增强科技支撑能力。
随着我国养殖厂逐渐实现规模化的发展,利用青贮解决饲料资源短缺问题具有重大意义,因此掌握正确的收割、揉搓、打捆、喷淋添加剂等技术是提高饲料青贮合理开发利用的关键。促进农业和农村的发展,也是科学技术转化为现实生产力的具有决定意义的环节,在我国现农业发展阶段具有重要的意义。
在制备青贮饲料的过程中,青贮添加剂的喷洒量难以进行控制。山东农业大学李法德教授研制的青贮添加剂喷洒装置自动控制仪,通过测量铡草机电流和转速等信息监测喂入量,通过控制步进电机来控制流量调节阀,进而控制青贮添加剂的喷淋量。虽然此种方式可一定程度上控制喷力量,但由于控制系统采用开环控制,导致控制精度效果不是很理想;洛阳工学院介战老师研究的喂入量传感器测试模型虽然一定程度上能测量物料的喂入量,但该装置采用的是对过桥底板的挤压力测试喂入量,不能有效规避机器振动对传感器的影响;霍英军设计的青贮乳酸菌活性剂喷洒装置仅仅是设计了一种类似打药机的喷淋设备,且还是开环控制,既不能测定物料的喂入量,也不能形成闭环控制网络达到精确控制。
(三)发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够在青贮饲料的制备过程中,对秸秆等物料的喂入量进行计算,从而达到对青贮添加剂的添加量进行精确控制的智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:
一种智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统,包括控制模块和与控制模块相配合的喷洒装置,所述的控制模块包括:
检测模块,用于检测喷洒装置的送料传送机的扭矩输出量、水管内的压力值,并将数据传递给第一信号转换模块;
智能监测模块,用于监测药液桶中药液量、监测送料传送机的工作状态、监测水管内压力变化,并将数据传递给第一信号转换模块;
第一信号转换模块,用于将检测模块和智能监测模块传递过来的信号进行数据的转换,并将转换后的数据传递给PID模糊处理模块;
PID模糊处理模块,接收第一信号转换模块传递过来的数据,通过对检测模块和智能监测模块收集的数据的分析,通过扭矩输出量和送料传送机的工作状态对物料运送量进行模糊推理预测,并根据计算得到的物料运送量对喂入药液的量进行计算;通过药液喂入量与水管水压间的对应关系,与现在的水管内测得的压力值进行对比;将上述计算结果传递给数据处理模块;
数据处理模块,接收PID模糊处理模块的数据,对各数据进行计算分析,与既定单位物料需要喷洒药液的量进行对比,对药液输送速率进行调整,并将这一信息传递给第二信号转换模块;
第二信号转换模块,用于将数据处理模块传递过来的信号进行数据的转换,转换成各执行模块能够识别的电信号,并将转换后的数据传递给执行模块;
执行模块,能够接收第二信号转换模块的数据,并对药液的输出量、物料的传输速度进行调节。
在本实用新型的具体实施例中,所述的喷洒装置包括箱体和控制器,在箱体的左右两端分别设有进料口和出料口,在箱体进料口的左侧设有一送料传送机;在送料传送机上设有一扭矩传感器和一旋转编码器;在箱体内设有一刀箱,在刀箱与进料口之间设有一进料传送机,在刀箱与出料口之间设有一出料传送机;在箱体上设有电机,电机能够为刀箱的运转提供动力;在箱体内进料传送机的上方设有若干均匀分布的喷头;所述的智能化全自动青贮变量喷洒装置还包括一菌液桶,在菌液桶上设有一警报器,在菌液桶内设有一水位传感器;菌液桶通过一水管与各喷头相连;在水管上设有一水泵和一电磁阀;在电磁阀与水泵之间的水管上设有第一压力传感器,在电磁阀与喷头之间的水管上设有第一压力传感器;所述的检测模块包括扭矩传感器、第一压力传感器;所述的智能监测模块包括旋转编码器、水位传感器、第二压力传感器;所述的第一信号转换模块、PID模糊处理模块、数据处理模块、第二信号转换模块设于控制器中;所述的执行模块包括水泵、电磁阀、送料传送机、进料传送机、出料传送机、电机、警报器;所述的送料传送机、进料传送机、出料传送机、电机、扭矩传感器、旋转编码器、水位传感器、水泵、电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、警报器分别与控制器电连接。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:
本实用新型提供了一种智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统,能够在青贮饲料的制备过程中,对秸秆等物料的喂入量进行计算,从而达到对青贮添加剂的添加量进行精确控制。
检测模块能够对整体的秸秆喂入量、青贮添加剂的药液输送量进行检测,在第一信号转换模块转换成相应的电信号后反馈给PID模糊处理模块进行处理;同样的,智能监测模块也会将其所检测的菌液桶内的药液量、管道内实际药液的传输压力、秸秆喂入时送料传送机的工作状态等参数进行监视,在第一信号转换模块转换成相应的电信号后反馈给PID模糊处理模块进行处理;PID模糊处理模块会根据PID模糊处理理论,根据事先构建的数据模型,对传送至PID模糊处理模块的数据进行处理,计算出送料传送机的实际秸秆运送量,并换算呈需要喷洒的药液的量,将这一数据传递给数据处理模块;数据处理模块根据PID模糊处理模块传送的数据与喷洒要求数据进行比对,将需要喷洒的药液的量换算成水泵的功率数据,并将这一数据传递给第二信号转换模块;第二信号转换模块将得到的数据进行处理,将数据变成水泵、送料传送机等执行机构能够识别的电信号,传递给执行机构;执行机构根据收到的信号,进行一定的调整,从而使得秸秆的输入量与药液的喷洒量符合要求,达到对青贮添加剂的添加量进行精确控制的目的。
本实用新型选用铡草机切割秸秆后进行人工喷淋青贮添加剂,在送料传送机上安设扭矩传感器和旋转编码器,一方面完成了对进料物料量的检测与回馈,而且能够有效的规避机器震动对传感器的影响;另一方面能够对送料传送机的工作状况进行监测;而青贮添加剂则通过水泵从菌液桶内传送给均匀分布的喷头上,再通过喷头喷洒到进料传送机上运输的秸秆上,秸秆通过进料传送机进入到刀箱后,在刀箱内进行破碎,同时,也在一定程度上完成了对喷洒于秸秆上青贮添加剂于秸秆进行充分的混合搅拌的目的,最终完成破碎的秸秆由出料传送机传送出箱体,完成青贮饲料的制备。
电磁阀的设置能够对青贮添加剂的添加进行控制,防止由于虹吸效应而导致无法止住青贮添加剂的喷洒。
通过第一压力传感器和第二压力传感器来检测电磁阀前后两侧的青贮添加剂的的压力,进而可以得到青贮添加剂的添加量,从而精确的对青贮添加剂的添加量进行有效的控制。
水位传感器能够对菌液桶内的青贮添加剂的药液量进行测定,在药液量过少时,通过控制系统控制警报器响起,通知使用者进行药液的补充。
当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
(四)附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的模块流程示意图;
图2是本实用新型实施例的结构示意图;
图3是图2的剖视结构示意图。
图中,1、检测模块,2、智能监测模块,3、第一信号转换模块,4、PID模糊处理模块,5、数据处理模块,6、第二信号转换模块,7、执行模块,8、扭矩传感器,9、刀箱,10、进料口,11、进料传送机,12、出料口,13、出料传送机,14、喷头,15、电磁阀,16、第一压力传感器,17、第二压力传感器,18、旋转编码器,19、水位传感器,20、箱体,21、控制器,22、送料传送机,23、电机,24、菌液桶,25、水管,26、水泵,27、警报器。
(五)具体实施方式
针对现有技术在进行青贮饲料制备过程中青贮添加剂无法按照精确的比例与秸秆进行混合的缺陷,本实用新型提供了一种智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统,下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的描述。
参见图1-图3,本实施例中的智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统包括:
控制模块和与控制模块相配合的喷洒装置,所述的控制模块包括:
检测模块1,用于检测喷洒装置的送料传送机22的扭矩输出量、水管25内的压力值,并将数据传递给第一信号转换模块3;
智能监测模块2,用于监测药液桶中药液量、监测送料传送机22的工作状态、监测水管25内压力变化,并将数据传递给第一信号转换模块3;
第一信号转换模块3,用于将检测模块1和智能监测模块2传递过来的信号进行数据的转换,并将转换后的数据传递给PID模糊处理模块4;
PID模糊处理模块4,接收第一信号转换模块3传递过来的数据,通过对检测模块1和智能监测模块2收集的数据的分析,通过扭矩输出量和送料传送机22的工作状态对物料运送量进行模糊推理预测,并根据计算得到的物料运送量对喂入药液的量进行计算;通过药液喂入量与水管25水压间的对应关系,与现在的水管25内测得的压力值进行对比;将上述计算结果传递给数据处理模块5;
数据处理模块5,接收PID模糊处理模块4的数据,对各数据进行计算分析,与既定单位物料需要喷洒药液的量进行对比,对药液输送速率进行调整,并将这一信息传递给第二信号转换模块6;
第二信号转换模块6,用于将数据处理模块5传递过来的信号进行数据的转换,转换成各执行模块7能够识别的电信号,并将转换后的数据传递给执行模块7;
执行模块7,能够接收第二信号转换模块6的数据,并对药液的输出量、物料的传输速度进行调节。
在本实用新型的具体实施例中,所述的喷洒装置包括箱体20和控制器21,在箱体20的左右两端分别设有进料口10和出料口12,在箱体20进料口10的左侧设有一送料传送机22;在送料传送机22上设有一扭矩传感器8和一旋转编码器18;在箱体20内设有一刀箱9,在刀箱9与进料口10之间设有一进料传送机11,在刀箱9与出料口12之间设有一出料传送机13;在箱体20上设有电机23,电机23能够为刀箱9的运转提供动力;在箱体20内进料传送机11的上方设有若干均匀分布的喷头14;所述的智能化全自动青贮变量喷洒装置还包括一菌液桶24,在菌液桶24上设有一警报器27,在菌液桶24内设有一水位传感器19;菌液桶24通过一水管25与各喷头14相连;在水管25上设有一水泵26和一电磁阀15;在电磁阀15与水泵26之间的水管25上设有第一压力传感器16,在电磁阀15与喷头14之间的水管25上设有第一压力传感器16;所述的检测模块1包括扭矩传感器8、第一压力传感器16;所述的智能监测模块2包括旋转编码器18、水位传感器19、第二压力传感器17;所述的第一信号转换模块3、PID模糊处理模块4、数据处理模块5、第二信号转换模块6设于控制器21中;所述的执行模块7包括水泵26、电磁阀15、送料传送机22、进料传送机11、出料传送机13、电机23、警报器27;所述的送料传送机22、进料传送机11、出料传送机13、电机23、扭矩传感器8、旋转编码器18、水位传感器19、水泵26、电磁阀15、第一压力传感器16、第二压力传感器17、警报器27分别与控制器21电连接。
本实施例的工作过程如下:
在进行青贮饲料的制备时,先将所需单位秸秆上喷洒的青贮添加剂的药液量通过控制器21输入到数据处理模块5中;将原料秸秆通过送料传送机22传送进入到箱体20内,在传送过程中,检测模块1的扭矩传感器8会对送料传送机22的扭矩进行检测,智能监测模块2的旋转编码器18会对送料传送机22的旋转速度进行监测;扭矩传感器8和旋转编码器18会将数据传递给内设第一信号转换模块3、PID模糊处理模块4、数据处理模块5、第二信号转换模块6的控制器21,控制器21中的PID模糊处理模块4会通过扭矩传感器8和旋转编码器18回传的数据与送料传送机22空转时的扭矩大小进行比对,对进料量进行计算,再以此为数据基础进行喷洒青贮添加剂的添加量进行计算;秸秆通过送料传送机22从进料口10处进入到箱体20后,通过箱体20内部设置的进料传送机11将秸秆传送进入到刀箱9内;设于进料传送机11上侧的喷头14能够将经过控制器21中的PID模糊处理模块4计算后传递给数据处理模块5,并在数据处理模块5中进行换算、计算的喷洒量在第二信号转换模块6中进行转换后,传递给作为执行模块7的水泵26,对水泵26的功率进行调节,通过水管25,将定量的青贮添加剂喷洒到进料传送机11上的秸秆物料上;青贮添加剂储存在菌液桶24内,控制器21通过控制水泵26开启,将菌液桶24内的青贮添加剂通过水管25输送到喷头14处,对进料传送机11上的秸秆进行药液的喷洒;设于水管25上的第一压力传感器16和第二压力传感器17负责对水管25中的压力进行监测,并将数据传递回控制器21,控制器21通过第一压力传感器16和第二压力传感器17回传的数据对水管25内青贮添加剂的流量进行换算,并进而换算成青贮添加剂的添加量,通过对作为执行模块7的水泵26的功率的调节,从而达到对喷洒的青贮添加剂的量进行精确控制的效果;通过控制器21控制电磁阀15的开合,可以对水管25内青贮添加剂的流动进行控制,并能防止因虹吸效应造成的无法及时停止水管25内药液的流动的情况的发生;喷洒完青贮添加剂的秸秆通过进料传送机11运送至刀箱9内,在电机23为刀箱9的运转提供的动力下,喷洒完青贮添加剂的秸秆在刀箱9内进行破碎,并在这一过程中完成一定的混合后,通过出料传送机13自出料口12传出箱体20,完成青贮饲料的制备。
当菌液桶24内的药液较少时,智能监测模块2的水位传感器19会将这一信息传递给控制器21,并通过执行模块7警报器27将这一信息通知给使用者。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (2)

1.一种智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统,包括控制模块和与控制模块相配合的喷洒装置,其特征在于,所述的控制模块包括:
检测模块,用于检测喷洒装置的送料传送机的扭矩输出量、水管内的压力值,并将数据传递给第一信号转换模块;
智能监测模块,用于监测药液桶中药液量、监测送料传送机的工作状态、监测水管内压力变化,并将数据传递给第一信号转换模块;
第一信号转换模块,用于将检测模块和智能监测模块传递过来的信号进行数据的转换,并将转换后的数据传递给PID模糊处理模块;
PID模糊处理模块,接收第一信号转换模块传递过来的数据,通过对检测模块和智能监测模块收集的数据的分析,通过扭矩输出量和送料传送机的工作状态对物料运送量进行模糊推理预测,并根据计算得到的物料运送量对喂入药液的量进行计算;通过药液喂入量与水管水压间的对应关系,与现在的水管内测得的压力值进行对比;将上述计算结果传递给数据处理模块;
数据处理模块,接收PID模糊处理模块的数据,对各数据进行计算分析,与既定单位物料需要喷洒药液的量进行对比,对药液输送速率进行调整,并将这一信息传递给第二信号转换模块;
第二信号转换模块,用于将数据处理模块传递过来的信号进行数据的转换,转换成各执行模块能够识别的电信号,并将转换后的数据传递给执行模块;
执行模块,能够接收第二信号转换模块的数据,并对药液的输出量、物料的传输速度进行调节。
2.根据权利要求1所述的智能化全自动青贮变量喷洒装置控制系统,其特征在于,所述的喷洒装置包括箱体和控制器,在箱体的左右两端分别设有进料口和出料口,在箱体进料口的左侧设有一送料传送机;在送料传送机上设有一扭矩传感器和一旋转编码器;在箱体内设有一刀箱,在刀箱与进料口之间设有一进料传送机,在刀箱与出料口之间设有一出料传送机;在箱体上设有电机,电机能够为刀箱的运转提供动力;在箱体内进料传送机的上方设有若干均匀分布的喷头;所述的智能化全自动青贮变量喷洒装置还包括一菌液桶,在菌液桶上设有一警报器,在菌液桶内设有一水位传感器;菌液桶通过一水管与各喷头相连;在水管上设有一水泵和一电磁阀;在电磁阀与水泵之间的水管上设有第一压力传感器,在电磁阀与喷头之间的水管上设有第一压力传感器;所述的检测模块包括扭矩传感器、第一压力传感器;所述的智能监测模块包括旋转编码器、水位传感器、第二压力传感器;所述的第一信号转换模块、PID模糊处理模块、数据处理模块、第二信号转换模块设于控制器中;所述的执行模块包括水泵、电磁阀、送料传送机、进料传送机、出料传送机、电机、警报器;所述的送料传送机、进料传送机、出料传送机、电机、扭矩传感器、旋转编码器、水位传感器、水泵、电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、警报器分别与控制器电连接。
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