[發明專利]采棉機智能控制系統

有效

• 申請號: 201210570723.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103019123A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 苗中華;李振華;昝鵬;趙聞;周廣興
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明屬于智能農業機械采棉機的控制系統，特別涉及一種采棉機智能控制系統。該系統是采用基于CAN總線的PC104微電腦控制器和基于LabView編寫人機交互界面的圖文顯示器的采棉機行駛控制、狀態參數監測、故障報警、漢字顯示的裝置和方法。?

背景技術

目前在我國使用的僅有美國迪爾公司與凱斯公司以及中國平水機械有限責任公司生產的采棉機。?

現有的采棉機由分禾器作為引導器，由它將棉株扶起并導入采摘室，棉株寬度被擠壓至60厘米，在采棉指內，旋轉的摘錠同開裂的棉鈴相遇，垂直插入被擠壓的棉株，這時摘錠溝齒掛住籽棉，把吐絮棉瓣從開裂的棉鈴中拉出來，并纏繞在身上。高速旋轉的脫棉盤，與采棉摘錠呈相反的方向運轉，當遇到摘錠上的籽棉時，把籽棉反方向旋轉脫下。脫下的籽棉，借助風力輸棉系統的風力氣流的強大力量，將籽棉從集棉室吹送進入風筒，再高速吹送進入裝棉箱內，然后棉株經柵板退出采摘室，摘錠再旋轉到淋潤板，經過水壓系統噴水淋洗后，達到降溫和清洗的效果，摘錠再重新的采棉。目前，采棉機有一種是使用水平摘錠式采棉機，其采摘率較高，但結構復雜、制造精度要求和成本高；另一種是使用垂直摘錠式采棉機，其結構較簡單、成本較低，但采摘率較低、落地棉較多、對棉株損傷較大。機采籽棉的含雜率高，質量等級較手摘籽棉顯著降低。?

還有一種采棉機，該機采用智能控制系統，通過該系統可以實現對采棉機狀態參數的監測，實現在線測產、自動對行、行走速度自動調節等一系列的自動化的監測與控制。然而，該采棉機控制系統自動化程度低，采用LED燈和儀器儀表對采棉機的狀態參數進行顯示，二次開發性差，系統笨重復雜，可靠性低。并且該系統由眾多傳感器和執行機構組成，主控制器與各部件之間的信息通訊非常復雜，采用傳統數據采集卡的通訊方式給系統增加了大量引腳和導線，進一步降低了信息傳遞的可靠性。?

傳統采棉機智能控制系統的缺點是自動化程度低，采用LED燈和儀器儀表對采棉機狀態參數進行顯示，通訊復雜，傳遞信息不可靠，人機交互界面不是很好，監測功能少，在線測產誤差率高。?

發明內容

本發明目的是提供一種采棉機智能控制系統，該系統能提高采棉機的智能化、信息化性能，尤其是能提高采棉機狀態參數的監控和采棉機自動對行、在線測產、行走速度控制。采用人機交互界面，實現采棉機最優化控制。?

本發明的目的是這樣實現的。?

一種采棉機智能控制系統，其特征在于，控制器采用基于CAN總線的PC104微電腦控制器，采用圖文顯示器對采棉機進行監視和控制的系統，其人機交互界面是采用LabView進行編寫的，該系統包括：PC104微電腦控制器(1)、采棉機自動對行子系統(2)、棉花在線測產子系統?(3)、采棉機行走速度自動控制子系統(4)、采棉機參數檢測和狀態監測子系統(5)、圖文顯示器(6)、CAN總線(7)，其中：PC104微電腦控制器(1)，該控制器(1)通過CAN總線（7）接收來自自動對行子系統(2)、棉花在線測產子系統(3)、行走速度自動控制子系統(4)、參數檢測和狀態監測子系統(5)、圖文顯示器(6)發出來的數據信息，經過數據處理或邊界條件的比較，實現采棉機的控制；采棉機自動對行子系統(2)，用于實現采棉機自動對行；棉花在線測產子系統(3)?用于監測棉花產量數據，采用棉花流量傳感器測量棉花流量，并發出數字信號，通過CAN總線發送到PC104微電腦控制器（1）進行棉花產量計算，并在圖文顯示器（6）上顯示棉花產量；采棉機行走速度自動控制子系統(4)?用于自動調整和顯示采棉機行走速度；參數檢測和狀態監測子系統(5)?用于對采棉機參數、狀態進行檢測判定，如果采棉機參數大于或小于設定參數，系統則報警；圖文顯示器(6)?用于實時顯示監測的采棉機運行參數；CAN總線（7）用于PC104微電腦控制器（1）與各個子系統的傳感器、執行機構的信息傳遞，將采集的數據發送到PC104微電腦控制器（1）中進行處理，處理后發送給圖文顯示器進行顯示。?

本發明的采棉機智能控制系統的主控制流程如下：?

第一步：采棉機智能控制系統通電后，對PC104微電腦控制器的輸入、輸出端口及CAN總線進行初始化；

第二步：對棉花在線測產子系統(3)、行走速度自動控制子系統(4)?中的棉花流量傳感器進行初始化；

第三步：PC104微電腦控制器(1)接收自動對行子系統(2)、棉花在線測產子系統?(3)、行走速度自動控制子系統(4)、參數檢測和狀態監測子系統(5)通過CAN總線(7)傳輸上來的數據，并通過編寫的LabView程序顯示相關的檢測狀態；