[發(fā)明專利]一種采棉機用棉花方模在線成型控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711313793.2
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107942811B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗中華;何創(chuàng)新;陶森林;徐舟舟;劉成良
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 44520 深圳市易美諾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 朱為甫

1.一種采棉機用棉花方模在線成型控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控單元、打包控制器、輸入機構(gòu)單元、執(zhí)行機構(gòu)單元、反饋單元；所述監(jiān)控單元通過CAN總線與打包控制器連接，打包控制器分別與輸入機構(gòu)單元、執(zhí)行機構(gòu)單元、反饋單元相連接；

所述監(jiān)控單元包括人機交互界面模塊以及底層通信模塊，所述的人機交互界面模塊用于將獲得的實時工作值和狀態(tài)量經(jīng)過轉(zhuǎn)換后顯示出來，同時監(jiān)控單元也可以向打包控制器發(fā)送數(shù)據(jù)與命令；所述底層通信模塊通過CAN總線與打包控制器通信，用于獲得打包控制器的實時數(shù)據(jù)以及向打包控制器傳輸數(shù)據(jù)；

所述打包控制器包括主處理器、DI輸入模塊、DO輸出模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、存儲模塊以及下層通信模塊；所述主處理器用于控制AD轉(zhuǎn)換模塊的正常工作并讀取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果、捕獲輸入機構(gòu)單元的開關(guān)量輸入、接收反饋單元的反饋信息，然后進行運算和邏輯處理及控制DO輸出模塊輸出正確的電平信號；所述DI輸入模塊、DO輸出模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊分別與主處理器直連；所述的AD轉(zhuǎn)換模塊的主芯片是模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，用于數(shù)字信號與模擬信號之間的轉(zhuǎn)換；所述存儲模塊通過IIC總線與主處理器通信，用于存儲打包控制器默認的工作參數(shù)和通過監(jiān)控單元的人機交互界面修改后的參數(shù)；所述下層通信模塊通過CAN總線與監(jiān)控單元連接，向下通過SPI總線與主處理器連接，用于進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與收發(fā)；

所述輸入機構(gòu)單元至少包括有六個接觸式機械開關(guān)，用于控制采棉機的棉箱中壓實器和攪龍的運動方向；其中，手動開關(guān)用于切換進入手動操作控制打包狀態(tài)；自動開關(guān)用于切換進入自動打包狀態(tài)；上升開關(guān)用于控制壓實器的上升；下降開關(guān)用于控制壓實器的下降；正轉(zhuǎn)開關(guān)用于控制攪龍的正轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)開關(guān)用于控制攪龍反轉(zhuǎn)；

所述執(zhí)行機構(gòu)單元包括有上升開關(guān)閥、下降開關(guān)閥、正轉(zhuǎn)開關(guān)閥和反轉(zhuǎn)開關(guān)閥；所述上升開關(guān)閥和下降開關(guān)閥分別用于啟動壓實器的上升和下降的機構(gòu)；所述正轉(zhuǎn)開關(guān)閥和反轉(zhuǎn)開關(guān)閥分別用于啟動攪龍的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的機構(gòu)；

所述反饋單元包括箱頂接近開關(guān)、箱底接近開關(guān)、壓實器壓力傳感器和攪龍壓力傳感器，箱頂接近開關(guān)和箱底接近開關(guān)直接與打包控制器的DI輸入模塊連接，壓實器壓力傳感器和攪龍壓力傳感器與打包控制器的AD轉(zhuǎn)換模塊連接；

所述箱頂接近開關(guān)安裝在棉箱的頂部，當壓實器上升到棉箱的頂部時，會觸發(fā)接近開關(guān)發(fā)出信號；所述箱底接近開關(guān)安裝在棉箱的底部，當壓實器下降到棉箱的底部時，會觸發(fā)接近開關(guān)發(fā)出信號；所述壓實器壓力傳感器安裝在壓實器上，在壓實器壓棉花的過程中實時的向打包控制器反饋當前壓力值，以便打包控制器控制壓實器的升降程度；所述攪龍壓力傳感器安裝在攪龍上，在攪龍旋轉(zhuǎn)過程中，隨著棉花的增多實時的向打包控制器反饋當前的攪龍承受的壓力，以便打包控制器控制啟動壓實器的工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采棉機用棉花方模在線成型控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主處理器為CycloneII系列的FPGA芯片，型號為EP2C8Q208C8的芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采棉機用棉花方模在線成型控制系統(tǒng)，其特征在于，所述AD轉(zhuǎn)換模塊的主芯片是AD7606，為16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，擁有8個模擬輸入通道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采棉機用棉花方模在線成型控制系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲模塊包括至少一片EEPROM芯片，芯片型號是AT24LC0281。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采棉機用棉花方模在線成型控制系統(tǒng)，其特征在于，所述下層通信模塊包括至少一片ARM芯片，芯片型號是STM32F103，其向上通過CAN總線與監(jiān)控單元的底層通信模塊連接，向下通過SPI總線與主處理器連接，主要工作是進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與收發(fā)。