[發(fā)明專利]采棉機(jī)智能控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210570723.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103019123A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗中華;李振華;昝鵬;趙聞;周廣興
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能農(nóng)業(yè)機(jī)械采棉機(jī)的控制系統(tǒng)，特別涉及一種采棉機(jī)智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是采用基于CAN總線的PC104微電腦控制器和基于LabView編寫人機(jī)交互界面的圖文顯示器的采棉機(jī)行駛控制、狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測、故障報警、漢字顯示的裝置和方法。?

背景技術(shù)

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(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的采棉機(jī)。?

現(xiàn)有的采棉機(jī)由分禾器作為引導(dǎo)器，由它將棉株扶起并導(dǎo)入采摘室，棉株寬度被擠壓至60厘米，在采棉指內(nèi)，旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的脫棉盤，與采棉摘錠呈相反的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)遇到摘錠上的籽棉時，把籽棉反方向旋轉(zhuǎn)脫下。脫下的籽棉，借助風(fēng)力輸棉系統(tǒng)的風(fēng)力氣流的強(qiáng)大力量，將籽棉從集棉室吹送進(jìn)入風(fēng)筒，再高速吹送進(jìn)入裝棉箱內(nèi)，然后棉株經(jīng)柵板退出采摘室，摘錠再旋轉(zhuǎn)到淋潤板，經(jīng)過水壓系統(tǒng)噴水淋洗后，達(dá)到降溫和清洗的效果，摘錠再重新的采棉。目前，采棉機(jī)有一種是使用水平摘錠式采棉機(jī)，其采摘率較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)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(jī)，其結(jié)構(gòu)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(jī)采籽棉的含雜率高，質(zhì)量等級較手摘籽棉顯著降低。?

還有一種采棉機(jī)，該機(jī)采用智能控制系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對采棉機(jī)狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測，實現(xiàn)在線測產(chǎn)、自動對行、行走速度自動調(diào)節(jié)等一系列的自動化的監(jiān)測與控制。然而，該采棉機(jī)控制系統(tǒng)自動化程度低，采用LED燈和儀器儀表對采棉機(jī)的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行顯示，二次開發(fā)性差，系統(tǒng)笨重復(fù)雜，可靠性低。并且該系統(tǒng)由眾多傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，主控制器與各部件之間的信息通訊非常復(fù)雜，采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡的通訊方式給系統(tǒng)增加了大量引腳和導(dǎo)線，進(jìn)一步降低了信息傳遞的可靠性。?

傳統(tǒng)采棉機(jī)智能控制系統(tǒng)的缺點是自動化程度低，采用LED燈和儀器儀表對采棉機(jī)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行顯示，通訊復(fù)雜，傳遞信息不可靠，人機(jī)交互界面不是很好，監(jiān)測功能少，在線測產(chǎn)誤差率高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種采棉機(jī)智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能提高采棉機(jī)的智能化、信息化性能，尤其是能提高采棉機(jī)狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)控和采棉機(jī)自動對行、在線測產(chǎn)、行走速度控制。采用人機(jī)交互界面，實現(xiàn)采棉機(jī)最優(yōu)化控制。?

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。?

一種采棉機(jī)智能控制系統(tǒng)，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(jī)進(jìn)行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)，其人機(jī)交互界面是采用LabView進(jìn)行編寫的，該系統(tǒng)包括：PC104微電腦控制器(1)、采棉機(jī)自動對行子系統(tǒng)(2)、棉花在線測產(chǎn)子系統(tǒng)?(3)、采棉機(jī)行走速度自動控制子系統(tǒng)(4)、采棉機(jī)參數(shù)檢測和狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)(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(tǒng)(2)、棉花在線測產(chǎn)子系統(tǒng)(3)、行走速度自動控制子系統(tǒng)(4)、參數(shù)檢測和狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)(5)、圖文顯示器(6)發(fā)出來的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理或邊界條件的比較，實現(xiàn)采棉機(jī)的控制；采棉機(jī)自動對行子系統(tǒng)(2)，用于實現(xiàn)采棉機(jī)自動對行；棉花在線測產(chǎn)子系統(tǒng)(3)?用于監(jiān)測棉花產(chǎn)量數(shù)據(jù)，采用棉花流量傳感器測量棉花流量，并發(fā)出數(shù)字信號，通過CAN總線發(fā)送到PC104微電腦控制器（1）進(jìn)行棉花產(chǎn)量計算，并在圖文顯示器（6）上顯示棉花產(chǎn)量；采棉機(jī)行走速度自動控制子系統(tǒng)(4)?用于自動調(diào)整和顯示采棉機(jī)行走速度；參數(shù)檢測和狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)(5)?用于對采棉機(jī)參數(shù)、狀態(tài)進(jìn)行檢測判定，如果采棉機(jī)參數(shù)大于或小于設(shè)定參數(shù)，系統(tǒng)則報警；圖文顯示器(6)?用于實時顯示監(jiān)測的采棉機(jī)運(yùn)行參數(shù)；CAN總線（7）用于PC104微電腦控制器（1）與各個子系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信息傳遞，將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC104微電腦控制器（1）中進(jìn)行處理，處理后發(fā)送給圖文顯示器進(jìn)行顯示。?

本發(fā)明的采棉機(jī)智能控制系統(tǒng)的主控制流程如下：?

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

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

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