本發(fā)明屬于棉花加工機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前在棉花加工行業(yè)軋花機(jī)控制及保護(hù)系統(tǒng)普遍采用傳統(tǒng)的繼電器控制。由于在整體控制中自動(dòng)化程度太低，沒(méi)有監(jiān)控、自動(dòng)聯(lián)鎖、智能保護(hù)等功能。在操作中不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，造成故障嚴(yán)重影響生產(chǎn)。其主要問(wèn)題是如下幾點(diǎn)：(1)清花刺輥經(jīng)常由于皮帶打滑或喂花不均等原因造成堵塞，不但會(huì)造成排雜網(wǎng)及排雜板變形，而且清理特別困難，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。(2)加工的籽棉由于收購(gòu)或存放等原因一致性差，在正常工作中如突然進(jìn)入棉箱的籽棉回潮率過(guò)高，操作工又不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成籽棉卷停轉(zhuǎn)，鋸片摩擦力增大，摩擦起火，有時(shí)甚至?xí)龎拿⒓跋挛粰C(jī)塵網(wǎng)等附件。(3)在喂花量調(diào)節(jié)方面，不能根據(jù)加工籽棉品級(jí)、回潮率設(shè)置所需調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)改變喂花調(diào)節(jié)量，經(jīng)常由于調(diào)節(jié)不靈敏，造成堵塞或者摩擦力增大出現(xiàn)火警。(4)由于電機(jī)電流過(guò)大，經(jīng)常燒壞電機(jī)，特別是開(kāi)合箱微型電機(jī)，有時(shí)電流過(guò)大不能及時(shí)停電，造成電機(jī)燒壞，更換困難，影響生產(chǎn)。(5)不能反映臺(tái)時(shí)生產(chǎn)量和設(shè)置限制最高產(chǎn)量，給生產(chǎn)中統(tǒng)計(jì)、維修、更換、保養(yǎng)帶來(lái)不便。有的加工廠在整個(gè)軋花系統(tǒng)中采用觸摸屏和PLC，操作中增加模擬量輸入輸出模塊來(lái)解決存在問(wèn)題，但由于造價(jià)太高，對(duì)實(shí)現(xiàn)單一的軋花機(jī)自動(dòng)控制是不現(xiàn)實(shí)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種操作方便，對(duì)運(yùn)行中的主要參數(shù)有監(jiān)控功能，對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)有智能保護(hù)功能的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明所提供的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)由主控單片機(jī)電路、外故障傳感器、檢測(cè)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、開(kāi)箱傳感器、合箱傳感器、檢測(cè)棉箱棉量傳感器、檢測(cè)籽棉回潮率傳感器、皮清刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、皮清給棉電機(jī)電流監(jiān)控電路、軋花鋸軸電機(jī)電流監(jiān)控電路、清花刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、開(kāi)合箱電機(jī)電流監(jiān)控電路、變頻器、皮清刺輥電機(jī)繼電器、皮清給棉電機(jī)繼電器、軋花鋸軸電機(jī)繼電器、清花刺輥電機(jī)繼電器、開(kāi)箱繼電器、合箱繼電器、參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路組成，由參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路對(duì)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速、清花刺輥轉(zhuǎn)速、籽棉回潮率、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量的工作極限值進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定皮清刺輥電機(jī)、皮清給棉電機(jī)、軋花鋸軸電機(jī)、清花刺輥電機(jī)、開(kāi)合箱電機(jī)的電流值范圍及喂花量范圍，并將這些設(shè)定值輸入至主控單片機(jī)電路內(nèi)，由檢測(cè)棉箱棉量傳感器、外故障傳感器、開(kāi)箱傳感器、合箱傳感器、檢測(cè)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)籽棉回潮率傳感器將實(shí)時(shí)檢測(cè)到的棉箱棉量、外故障信號(hào)、開(kāi)箱信號(hào)、合箱信號(hào)、皮清給棉軸轉(zhuǎn)速、清花刺輥轉(zhuǎn)速及籽棉回潮率輸入主控單片機(jī)電路，由變頻器將變頻器的控制電壓信號(hào)或故障信號(hào)輸給主控單片機(jī)，由皮清刺輥電機(jī)、皮清給棉電機(jī)、軋花鋸軸電機(jī)、清花刺輥電機(jī)、開(kāi)合箱電機(jī)的電流監(jiān)控電路對(duì)運(yùn)行中的皮清刺輥電機(jī)、皮清給棉電機(jī)、軋花鋸軸電機(jī)、清花刺輥電機(jī)、開(kāi)合箱電機(jī)的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并把監(jiān)測(cè)值輸入主控單片機(jī)電路，在程序的控制下主控單片機(jī)電路將變頻器的控制電壓及軋花鋸軸電機(jī)電流換算成臺(tái)時(shí)產(chǎn)量及喂花量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值，并將它們與其它實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值發(fā)送給參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路顯示，同時(shí)，將這些實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值與存入主控單片機(jī)內(nèi)相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給軋花機(jī)的變頻器和相應(yīng)的繼電器控制變頻器和相應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作。

本發(fā)明所提供的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用了傳感技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中的主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)軋花機(jī)外部設(shè)備的故障、控制喂花機(jī)工作的變頻器故障都進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，當(dāng)軋花機(jī)系統(tǒng)外的配套設(shè)備發(fā)生故障或變頻器發(fā)生故障時(shí)，都有相應(yīng)的信號(hào)輸送至主控單片機(jī)電路，接到這些信號(hào)后，主控單片機(jī)電路就會(huì)向變頻器發(fā)出控制信號(hào)，控制喂花電動(dòng)機(jī)的工作避免事故。由檢測(cè)棉箱棉量傳感器對(duì)棉箱中的棉量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)棉箱中無(wú)棉量輸出時(shí)，主控單片機(jī)電路在內(nèi)部程序的控制下，向變頻器發(fā)出控制信號(hào)，停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)的工作，同時(shí)啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器打開(kāi)箱門進(jìn)行檢查，當(dāng)檢測(cè)到棉箱中有棉量輸出時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。該軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置了對(duì)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速及清花刺輥轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)傳感器，當(dāng)所監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時(shí)，主控單片機(jī)電路發(fā)出故障信號(hào)，同時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，停止相應(yīng)的繼電器和電動(dòng)機(jī)的工作，啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器，開(kāi)箱檢查故障，故障排除后，在主控單片機(jī)的控制下系統(tǒng)再恢復(fù)正常工作。該自動(dòng)控制系統(tǒng)還設(shè)置了監(jiān)測(cè)籽棉回潮率的傳感器，對(duì)籽棉回潮率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)主控單片機(jī)電路接到的籽棉回潮率監(jiān)測(cè)值高于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并向變頻器輸出控制信號(hào)停止喂花電動(dòng)機(jī)的工作，同時(shí)啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器打開(kāi)箱門。避免因加工的籽棉一致性差，在正常工作中如突然進(jìn)入棉箱的籽棉回潮率過(guò)高，操作工又不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)，造成籽棉卷停轉(zhuǎn)，鋸片摩擦力增大，摩擦起火，甚至?xí)龎拿⒓跋挛粰C(jī)塵網(wǎng)等附件的惡劣事故發(fā)生。該自動(dòng)控制系統(tǒng)還設(shè)置了對(duì)皮清刺輥電機(jī)電流、皮清給棉電機(jī)電流、軋花鋸軸電機(jī)電流、清花刺輥電機(jī)電流、開(kāi)合箱電機(jī)電流的監(jiān)測(cè)電路，當(dāng)主控單片機(jī)電路接到某個(gè)電機(jī)的電流監(jiān)測(cè)值不在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，主控單片機(jī)電路就會(huì)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)停止該電機(jī)的繼電器、輸出相應(yīng)的控制信號(hào)停止變頻器和喂花電機(jī)的工作，啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器，進(jìn)行檢查，排除故障后系統(tǒng)再恢復(fù)正常工作，主控單片機(jī)還可對(duì)軋花系統(tǒng)的喂花量、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)喂花量大于設(shè)定值時(shí)，主控單片機(jī)可輸出相應(yīng)的控制電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)喂花量;當(dāng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量等于設(shè)定值時(shí)，主控單片機(jī)向變頻器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并輸出信號(hào)控制臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，如在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能有效地降低臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，主控單片機(jī)電路輸出控制信號(hào)停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)，并打開(kāi)箱門，避免事故。

本發(fā)明所提供的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用了傳感技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中的主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)軋花機(jī)外部設(shè)備的故障、控制喂花機(jī)工作的變頻器故障都進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，可以方便地對(duì)運(yùn)行中的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并有監(jiān)控功能，當(dāng)軋花機(jī)工作系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)及時(shí)輸出控制信號(hào)避免事故的發(fā)生。從以上分析可知本發(fā)明是一種操作方便，對(duì)運(yùn)行中的主要參數(shù)有監(jiān)控功能，對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)有智能保護(hù)功能，控制靈敏的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1、適應(yīng)棉花加工企業(yè)現(xiàn)狀的籽棉喂入模式的需要，是一種簡(jiǎn)單有效的機(jī)械自動(dòng)喂料模式，大大減少減輕用工的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了成本，避免了棉模喂棉模式的巨額資金投入；

2、有效地解決了傳統(tǒng)人工喂棉存在的產(chǎn)量低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高、喂棉不均勻的現(xiàn)狀，真正實(shí)現(xiàn)籽棉貨場(chǎng)的機(jī)械化自動(dòng)喂入；

3、實(shí)現(xiàn)籽棉貨場(chǎng)的機(jī)械化自動(dòng)喂入的同時(shí)，有效清理籽棉中的異性雜質(zhì)及其它雜質(zhì)，提高了棉花質(zhì)量；

4、對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的籽棉貨場(chǎng)狀況適應(yīng)性強(qiáng)，根據(jù)棉花加工廠的具體條件，能固定工作，也能行走工作。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理方框圖；

圖2為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中主控單片機(jī)電路的電路原理圖；

圖3為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一的電路原理圖；

圖4為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路二的電路原理圖；

圖5為回潮率傳感器的電路原理圖；

圖6為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制主程序框圖；

圖7為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速監(jiān)控子程序框圖；

圖8為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的外部故障、變頻器故障、開(kāi)合箱監(jiān)控子程序框圖；

圖9為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的電機(jī)電流、回潮率、一產(chǎn)量監(jiān)控子程序框圖。

具體實(shí)施措施

下面結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施。由圖1可知本發(fā)明所提供的軋花機(jī)控制系統(tǒng)由主控單片機(jī)電路、外故障傳感器、檢測(cè)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、開(kāi)箱傳感器、合箱傳感器、檢測(cè)棉箱棉量傳感器、檢測(cè)籽棉回潮率傳感器、皮清刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、皮清給棉電機(jī)電流監(jiān)控電路、軋花鋸軸電機(jī)電流監(jiān)控電路、清花刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、開(kāi)合箱電機(jī)電流監(jiān)控電路、變頻器、皮清刺輥電機(jī)繼電器、皮清給棉電機(jī)繼電器、軋花鋸軸電機(jī)繼電器、清花刺輥電機(jī)繼電器、開(kāi)箱繼電器、合箱繼電器、參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路組成，主控單片機(jī)電路的輸入接外故障傳感器、檢測(cè)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、開(kāi)箱傳感器、合箱傳感器、檢測(cè)棉箱棉量傳感器、檢測(cè)籽棉回潮率傳感器、皮清刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、皮清給棉電機(jī)電流監(jiān)控電路、軋花鋸軸電機(jī)電流監(jiān)控電路、清花刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、開(kāi)合箱電機(jī)電流監(jiān)控電路、參數(shù)設(shè)定運(yùn)行中參數(shù)顯示電路及變頻器，主控單片機(jī)電路的輸出接參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路、變頻器、皮清刺輥電機(jī)繼電器、皮清給棉電機(jī)繼電器、軋花鋸軸電機(jī)繼電器、清花刺輥電機(jī)繼電器、開(kāi)箱繼電器、合箱繼電器。

圖2為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中主控單片機(jī)電路的電路原理圖。所述的主控單片機(jī)電路由主控單片機(jī)" img-format="GIF" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no"/> 、，通訊接口電路、，級(jí)聯(lián)移位寄存器、與級(jí)聯(lián)移位寄存器、組成，主控單片機(jī)中P2口的兩位、，Pl口的三位，" img-format="GIF" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no"/> 、、，分別接主控單片機(jī)中P2口的兩位、，P1口的三位，、、，移位寄存器的串行輸入端SER接主控單片機(jī)中P2口的一位，移位寄存器的串行輸入端SER接主控單片機(jī)中P1口的一位，移位寄存器的數(shù)據(jù)輸出端接主控單片機(jī)中P2口的兩位、，P3口的一位及P1口的兩位、移位寄存器的數(shù)據(jù)輸出端-接主控單片機(jī)中P2口的兩位、，P3口的三位、、。

所述的檢測(cè)籽棉回潮率傳感器接主控單片機(jī)中A/D輸入口，檢測(cè)棉箱棉量傳感器、開(kāi)箱傳感器、合箱傳感器、檢測(cè)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、外故障傳感器-的輸出通過(guò)光耦合器-分別接主控單片機(jī)中P2口的一位，P1口的兩位、，P3口的三位、、。所述的皮清刺輥電機(jī)電流監(jiān)測(cè)電路由互感器、整流運(yùn)放構(gòu)成，皮清給棉電機(jī)電流監(jiān)測(cè)電路由互感器，整流運(yùn)放、構(gòu)成，軋花鋸軸電機(jī)電流監(jiān)測(cè)電路由互感器、整流運(yùn)放、構(gòu)成，清花刺輥電機(jī)電流監(jiān)測(cè)電路由互感器、整流運(yùn)放與、構(gòu)成，開(kāi)合箱電機(jī)電流監(jiān)測(cè)電路由互感器、整流運(yùn)放、構(gòu)成，這些電機(jī)電流監(jiān)控電路的輸出依次分別接主控單片機(jī)中P1口的五位-，它們都是主控單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器輸入口。主控單片機(jī)中P3口的一位通過(guò)反相器、運(yùn)放、接變頻器的外接電位器可調(diào)輸入端，變頻器的外接電位器可調(diào)輸入端還與主控單片機(jī)中P1口的一位相接，變頻器的故障信號(hào)輸出端，通過(guò)光電耦合器、接主控單片機(jī)中P2口的一位，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極管接變頻器的復(fù)位繼電器，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端。通過(guò)光電耦合器、三極管接變頻器的起停繼電器。所述的清花刺輥電機(jī)繼電器、、，皮清給棉電機(jī)繼電器，軋花鋸軸電機(jī)繼電器、、，清花刺輥電機(jī)繼電器，開(kāi)箱、合箱繼電、分別通過(guò)三極管-、光耦合器-接主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端-及移位寄存器的信號(hào)輸出端-，在繼電器-上分別并接報(bào)警指示發(fā)光二極管-。

圖3為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一的電路原理圖。由圖可知：由按鍵-、單片機(jī)、級(jí)聯(lián)移位寄存器-、數(shù)碼管-及通訊接口電路構(gòu)成了參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一，按鍵-、-、-接單片機(jī)中P1口的八位-，單片機(jī)通過(guò)其通訊接口電路與圖2中主控單片機(jī)的通訊接口電路相接。

圖4為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路二的電路原理圖。由圖可知：由按鍵-、單片機(jī)、級(jí)聯(lián)移位寄存器-、數(shù)碼管-及通訊接口電路構(gòu)成了參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路二，按鍵-、-、-接單片機(jī)中P1口的五位-，單片機(jī)通過(guò)其通訊接口電路與圖2中主控單片機(jī)的通訊接口電路相接。

參見(jiàn)圖6-圖9，圖6為軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制主程序框圖，圖7-圖9為子程序。這些程序存在主控單片機(jī)與的存儲(chǔ)器內(nèi)。系統(tǒng)開(kāi)通后，在程序的控制下軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備有序地開(kāi)展監(jiān)控工作。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所提供的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)開(kāi)通后，首先由參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一、二對(duì)運(yùn)行主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。參見(jiàn)圖3、圖4，參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一中由按鍵-對(duì)皮清給棉轉(zhuǎn)速、清花刺輥轉(zhuǎn)速、皮清刺輥電機(jī)電流、皮清給棉電機(jī)電流、清花刺輥電機(jī)電流、軋花鋸軸電機(jī)電流、籽棉回潮率及臺(tái)時(shí)產(chǎn)量進(jìn)行設(shè)置，將設(shè)定值輸入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)其通訊接口電路與主控單片機(jī)的通訊接口電路，將這些數(shù)據(jù)傳送給主控單片機(jī)，存入其內(nèi)的存儲(chǔ)器，按鍵- 依次為清花刺輥、皮清給棉、軋花鋸軸、清花刺輥繼電器啟、停按鍵，按鍵、分別為開(kāi)箱、合箱繼電器按鍵，按鍵、為手動(dòng)調(diào)節(jié)產(chǎn)量升、降按鍵，其余按鍵為備用按鍵。參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路二中由按鍵、對(duì)軋花鋸軸電機(jī)電流、喂花量進(jìn)行設(shè)置，將設(shè)定值輸入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)其通訊接口電路與主控單片機(jī)的通訊接口電路，將這些數(shù)據(jù)傳送給主控單片機(jī)存入其內(nèi)的存儲(chǔ)器，按鍵-依次為皮清刺輥、皮清給棉、軋花鋸軸、清花刺輥繼電器啟、停按鍵，按鍵、分別為開(kāi)箱、合箱繼電器按鍵，按鍵、為手動(dòng)調(diào)節(jié)產(chǎn)量升、降按鍵，其余按鍵為備用按鍵。參數(shù)設(shè)定后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控程序，監(jiān)控程序依次為轉(zhuǎn)速監(jiān)控子程序、棉箱棉量、外部故障、變頻器故障、開(kāi)合箱控制、電機(jī)電流、回潮率、產(chǎn)量監(jiān)控等子程序。

轉(zhuǎn)速監(jiān)控：檢測(cè)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器的監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)光電耦合器，從主控單片機(jī)外中斷0、1端口、送入主控單片機(jī)電路。當(dāng)所監(jiān)測(cè)的皮清給棉軸轉(zhuǎn)速、清花刺輥轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值時(shí)主控單片機(jī)電路發(fā)出正常運(yùn)行信號(hào)，軋花機(jī)系統(tǒng)維持正常運(yùn)行;當(dāng)所監(jiān)測(cè)的皮清給棉軸轉(zhuǎn)速或清花刺輥轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時(shí)，主控單片機(jī)電路通過(guò)移位寄存器的輸出端或移位寄存器的輸出端輸出故障控制信號(hào)點(diǎn)亮故障信號(hào)指示燈或故障信號(hào)指示燈停止皮清給棉電機(jī)繼電器或清花刺輥電機(jī)繼電器，同時(shí)，從移位寄存器的輸出端輸出故障控制信號(hào)點(diǎn)亮故障信號(hào)指示燈啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器，打開(kāi)箱門，待故障排除后，在主控單片機(jī)電路的控制下，軋花機(jī)系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

棉箱棉量監(jiān)測(cè)：檢測(cè)棉箱棉量傳感器的傳感信號(hào)通過(guò)光電耦合器從主控單片機(jī)一輸入口送入主控單片機(jī)電路。當(dāng)所監(jiān)測(cè)的棉箱中有棉量時(shí)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，當(dāng)棉箱中無(wú)棉量時(shí)，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極管輸出報(bào)警信號(hào)點(diǎn)亮發(fā)光二極管，同時(shí)向變頻器的起停繼電器發(fā)出控制信號(hào)，停止變頻器的輸出，停止喂花電動(dòng)機(jī)，同時(shí)，輸出故障控制信號(hào)點(diǎn)亮故障信號(hào)指示燈啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器，打開(kāi)箱門。當(dāng)故障排除后，棉箱中有棉量時(shí)，在主控單片機(jī)電路的控制下，軋花機(jī)系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

外故障、變頻器故障的監(jiān)測(cè)：主控單片機(jī)對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)外的配套設(shè)備發(fā)生的故障或變頻器發(fā)生故障都能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，外故障傳感器的信號(hào)從主控單片機(jī)一輸入口送入主控單片機(jī)電路，從變頻器的故障信號(hào)輸出端輸出的變頻器故障信號(hào)通過(guò)光電耦合器、從主控單片機(jī)的一個(gè)輸入口送入主控單片機(jī)電路，主控單片機(jī)電路接到這些信號(hào)后，經(jīng)主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光耦合器、三極管向變頻器的起停繼電器發(fā)出控制信號(hào)，停止變頻器、停止喂花電動(dòng)機(jī)的工作，同時(shí)啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器打開(kāi)箱門，延時(shí)10秒后，主控單片機(jī)電路經(jīng)移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極管向變頻器的復(fù)位繼電器輸出復(fù)位信號(hào)，變頻器復(fù)位，喂花電動(dòng)機(jī)恢復(fù)工作。當(dāng)主控單片機(jī)中P1口的一位接到合箱傳感器通過(guò)光耦合器發(fā)來(lái)的合箱門信號(hào)時(shí)，單片機(jī)軟件時(shí)鐘計(jì)時(shí)。當(dāng)主控單片機(jī)中A/D輸入口接到開(kāi)箱傳感器通過(guò)光耦合器發(fā)來(lái)的開(kāi)箱門信號(hào)時(shí)，主控單片機(jī)停止計(jì)時(shí)，當(dāng)再次合箱時(shí)主控單片機(jī)再恢復(fù)計(jì)時(shí)，同時(shí)，主控單片機(jī)將此信號(hào)通過(guò)主控單片機(jī)及其通訊接口電路傳遞給參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行顯示電路二中的單片機(jī)累計(jì)合箱時(shí)間并驅(qū)動(dòng)其顯示電路顯示。

電流監(jiān)控：皮清刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、皮清給棉電機(jī)電流監(jiān)控電路、清花刺輥電機(jī)電流監(jiān)控電路、開(kāi)合箱電機(jī)電流監(jiān)控電路的輸出整流運(yùn)放、、、依次分別接主控單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器輸入口、、、，這些電機(jī)電流監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)值經(jīng)主控單片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)各電流互感器變比計(jì)算出十進(jìn)制監(jiān)測(cè)電流值，一方面主控單片機(jī)通過(guò)其通訊接口電路將這些監(jiān)測(cè)電流值送至參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一中顯示；同時(shí)主控單片機(jī)將這些監(jiān)測(cè)值與相應(yīng)的電機(jī)電流設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)皮清刺輥電機(jī)電流、皮清給棉電機(jī)電流、清花刺輥電機(jī)電流、開(kāi)合箱電機(jī)電流的監(jiān)測(cè)值在所設(shè)定的范圍內(nèi)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，當(dāng)皮清刺輥電機(jī)電流監(jiān)測(cè)值在所定的范圍外連續(xù)5秒后，主控單片機(jī)電路發(fā)出故障信號(hào)，同時(shí)主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端-通過(guò)光電耦合器-發(fā)出控制信號(hào)停止皮清刺輥電機(jī)繼電器、、和皮清給棉電機(jī)繼電器，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極向變頻器的起停繼電器發(fā)控制信號(hào)停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器。當(dāng)皮清給棉電機(jī)電流監(jiān)測(cè)值在所設(shè)定的范圍外連續(xù)5秒后，主控單片機(jī)電路發(fā)出故障信號(hào)，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)出端-通過(guò)光電耦合器發(fā)出控制信號(hào)停止皮給棉電機(jī)繼電器、、和皮清給棉電機(jī)繼電器，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極管向變頻器的起停繼電器發(fā)控制信號(hào)停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器。當(dāng)清花刺輥電機(jī)電流監(jiān)測(cè)值在所設(shè)定的范圍外連續(xù)5秒后，主控單片機(jī)電路發(fā)出故障信號(hào)，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電藕合器發(fā)出控制信號(hào)停止清花刺輥電機(jī)繼電器，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三級(jí)管向變頻器的起停繼電器發(fā)控制信號(hào)停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器。當(dāng)開(kāi)合箱電機(jī)電流監(jiān)測(cè)值在所設(shè)定的范圍外連續(xù)5秒后，主控單片機(jī)電路發(fā)出故障信號(hào)，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極管向變頻器的起停繼電器發(fā)控制信號(hào)停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)，停止開(kāi)箱、合箱繼電器，停止開(kāi)合箱電機(jī)。

軋花鋸軸電機(jī)電流與喂花量監(jiān)測(cè)：軋花鋸軸電機(jī)電流監(jiān)測(cè)電路的輸出信號(hào)從運(yùn)算放大器凡進(jìn)入主控單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器輸入口，經(jīng)主控單片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)電流互感器變比計(jì)算出十進(jìn)制監(jiān)測(cè)電流值，主控單片機(jī)電路根據(jù)軋花鋸軸電機(jī)電流的變化自動(dòng)調(diào)整喂花量采用比例積分PID算法，計(jì)算出喂花量，并分別和軋花鋸軸電機(jī)電流、喂花量設(shè)定值進(jìn)行比，使其穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。其原理是：(說(shuō)明：喂花量是根據(jù)加工籽棉的品級(jí)和回潮率及生產(chǎn)出皮棉品級(jí)情況確定的，通過(guò)操作面板產(chǎn)量升降按鍵調(diào)整到需要值。加工產(chǎn)量相同，如果籽棉的品級(jí)和回潮率不同鋸軸電機(jī)工作電流也會(huì)不同，相同產(chǎn)量品級(jí)高和回潮率低的籽棉，鋸軸電機(jī)工作電流小，品級(jí)低和回潮率高的籽棉鋸軸電機(jī)工作電流相應(yīng)大。)在正常工作狀態(tài)下軋花鋸軸電機(jī)電流都小于其設(shè)定值，但是由于籽棉的品級(jí)和回潮率一致性差或入為調(diào)整喂花量過(guò)大時(shí)，會(huì)使軋花鋸軸電機(jī)電流過(guò)大，當(dāng)電流大于設(shè)定值時(shí)主控單片機(jī)電路通過(guò)內(nèi)部比例積分PID算法對(duì)主控單片機(jī)中PWM輸出口的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)反相器、運(yùn)放、輸出控制變頻器的頻率來(lái)控制喂花電機(jī)轉(zhuǎn)速減少喂花量，使其達(dá)到穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。避免因喂花量不均造成堵塞或者摩擦力增大出現(xiàn)火警。當(dāng)軋花鋸軸電機(jī)電流監(jiān)測(cè)值在所設(shè)定的范圍外連續(xù)5秒后，主控單片機(jī)電路發(fā)出故障信號(hào)，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端、移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、、出控制信號(hào)停止軋花鋸軸電機(jī)繼電器、、，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極管變頻繼電器發(fā)控制信號(hào)停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器。

回潮率監(jiān)控：圖5所示為回潮率傳感器的電路原理圖。由圖可知：回潮率傳感器由裝在棉箱內(nèi)的回潮率探頭和由整流運(yùn)放、及其外圍電阻、電容、晶體管構(gòu)成的變送器組成，進(jìn)入軋花機(jī)的籽棉經(jīng)過(guò)棉箱里的回潮率探頭，由于進(jìn)入棉箱的籽棉含水率不同(即電阻率不同)，會(huì)在變送器輸入端產(chǎn)生變化的電壓，變化的電壓經(jīng)整流運(yùn)放、放大后，經(jīng)三極管變?yōu)殡娏鬏敵?為減少遠(yuǎn)程傳輸干擾)，變送器輸出電流經(jīng)與其輸出端相接的電阻產(chǎn)生壓降，變?yōu)橄鄳?yīng)電壓值進(jìn)入主控單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)推器輸入口進(jìn)入主控單片機(jī)，主控單片機(jī)將回潮率監(jiān)測(cè)值與設(shè)定值比較，當(dāng)監(jiān)測(cè)值小于設(shè)定值，系統(tǒng)正常運(yùn)行，當(dāng)監(jiān)測(cè)值大于設(shè)定值，主控單片機(jī)電路中移位寄存器的信號(hào)輸出端通過(guò)光電耦合器、三極管向變頻都的起停繼電器發(fā)控制信號(hào)停止變頻器、喂花電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)開(kāi)箱繼電器。

軋花產(chǎn)量監(jiān)控：因?yàn)檐埢C(jī)軋花產(chǎn)量取決于喂花輥轉(zhuǎn)速，而喂花輥轉(zhuǎn)速又取決于變頻器外接電位器輸入端、間的控制電壓，外接電位器輸入端、間的控制電壓由主控單片機(jī)的PWM輸出口輸出電壓所控制，所以只要改變主控單片機(jī)的PWM輸出口輸出電壓就可以改變喂花輥轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖冘埢óa(chǎn)量。由變頻器外接電位器的可調(diào)端向主控單片機(jī)中P1口的A/D輸入口輸送變頻器的控制電壓信號(hào)，主控單片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)該控制電壓信號(hào)與喂花轉(zhuǎn)速關(guān)系計(jì)算出十進(jìn)制產(chǎn)量值，通過(guò)主控單片機(jī)， 通訊接口電路、及參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一、二中單片機(jī)，的通訊接口電路、單片機(jī)、通訊，參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一、二將十進(jìn)制產(chǎn)量值顯示出來(lái)，同時(shí)，主控單片機(jī)電路將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的產(chǎn)量監(jiān)測(cè)值與產(chǎn)量設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)產(chǎn)量監(jiān)測(cè)值小于產(chǎn)量設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，產(chǎn)量監(jiān)測(cè)值較低時(shí)，操作入員還可以按參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一、二中的產(chǎn)量上升鍵，參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行中參數(shù)顯示電路一、二中的單片機(jī)、通過(guò)其通訊接口、將信號(hào)傳遞給主控單片機(jī)電路，主控單片機(jī)的PWM輸出口輸出電壓增加，通過(guò)反相器、整流運(yùn)放、進(jìn)入變頻器的外接電位器可調(diào)端，增加外接電位器輸入端、間的電壓，從而增加產(chǎn)量，當(dāng)產(chǎn)量監(jiān)測(cè)值等于產(chǎn)量設(shè)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)再按產(chǎn)量上升鍵不起作用。由于目前各廠生產(chǎn)的軋花機(jī)沒(méi)有產(chǎn)量限制裝置，而加工不同品級(jí)及水分的籽棉要求在不同的產(chǎn)量范圍內(nèi)生產(chǎn)，如超出產(chǎn)量范圍將嚴(yán)重影響加工質(zhì)量，大部分廠在生產(chǎn)中都采用按件記資，所以在生產(chǎn)中操作工很難在要求的產(chǎn)量范圍內(nèi)生產(chǎn)。本系統(tǒng)在生產(chǎn)前可根據(jù)軋花要求設(shè)定最高限值(質(zhì)檢員設(shè)定修改限值需輸入密碼)，當(dāng)生產(chǎn)中調(diào)整產(chǎn)量大于設(shè)定最高限值時(shí)，輸出產(chǎn)量報(bào)警，指示燈閃爍，操作工按參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行參數(shù)顯示電路一或二中的手動(dòng)降產(chǎn)量鍵，參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行參數(shù)顯示電路一或二中的單片機(jī)，通過(guò)其通訊接口、將此信號(hào)傳遞給主控單片機(jī)電路，主控單片機(jī)的PWM輸出口輸出電壓降低并通過(guò)反相器、整流運(yùn)放、向變頻器的外接電位器可調(diào)端發(fā)送信號(hào)，降低變頻器外接電位器輸入端、間的電壓，從而降低產(chǎn)量，如操作工在5秒內(nèi)不能將產(chǎn)量調(diào)整小于限值的話，將自動(dòng)打開(kāi)箱門，停止軋花。本發(fā)明還可以很方便地統(tǒng)計(jì)累計(jì)鋸軸工作時(shí)間，當(dāng)軋花機(jī)合箱軋花時(shí)，合箱傳感器輸出12V電壓使光電耦合器導(dǎo)通，單片機(jī)軟件時(shí)鐘計(jì)時(shí)。由于軋花機(jī)工作中經(jīng)常開(kāi)、合箱門，在原來(lái)沒(méi)有計(jì)時(shí)系統(tǒng)情況下，很難統(tǒng)計(jì)每班或全年軋花工作時(shí)間，給生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)更換鋸片、保養(yǎng)等帶來(lái)不便。該計(jì)時(shí)裝置可通過(guò)按鍵清零，顯示每班計(jì)時(shí)或隨意計(jì)時(shí)，另外可通過(guò)按鍵查看累及計(jì)時(shí)，可通過(guò)查看累及計(jì)時(shí)對(duì)軋花鋸片清洗、更換，各部件保養(yǎng)提供依據(jù)，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)掉電不丟失。

本發(fā)明所提供的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用了傳感技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中的主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)軋花機(jī)外部設(shè)備的故障、變頻器故障都進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，可以方便地對(duì)運(yùn)行中的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、監(jiān)控，當(dāng)軋花機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，本發(fā)明會(huì)及時(shí)輸出控制信號(hào)避免事故的發(fā)生，對(duì)系統(tǒng)有智能保護(hù)功能。主控單片機(jī)電路中主控單片機(jī)、采用了89C5410高速、低功耗單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)設(shè)有8路A/D轉(zhuǎn)換器，因此，進(jìn)入主控單片機(jī)電路的模擬信號(hào)可直接從這八路A/D轉(zhuǎn)換器輸入口進(jìn)入。由于主控單片機(jī)中P2口的兩位、P1口的三位分另分別接主控單片機(jī)中P2口的兩位、P1口的三位，做到了兩個(gè)單片機(jī)、的輸入信號(hào)共有，輸出信號(hào)也可統(tǒng)一調(diào)度，主控單片機(jī)也可采用一個(gè)功能強(qiáng)大、管腳足夠多的單片機(jī)。主控單片機(jī)電路中的四個(gè)級(jí)聯(lián)移位寄存器、、、采用74HC595，主控單片機(jī)電路發(fā)送的各種控制信號(hào)就從這四個(gè)級(jí)聯(lián)移位寄存器的數(shù)據(jù)輸出端輸出。進(jìn)、出主控單片機(jī)電路的強(qiáng)、弱電信號(hào)之間都采用光電藕合器P521隔離，避免了強(qiáng)、弱電信號(hào)間的干擾。本發(fā)明設(shè)置了兩個(gè)參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行參數(shù)顯示電路分別設(shè)置在總操作臺(tái)和軋花機(jī)機(jī)身上，使操作更為方便。兩個(gè)參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行參數(shù)顯示電路由兩個(gè)單片機(jī)、通過(guò)它們的通訊接口電路主控單片機(jī)電路進(jìn)行通訊，將所設(shè)置的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值或設(shè)定范圍傳送給主控單片機(jī)，主控單片機(jī)通過(guò)其通訊接口電路將傳感器輸送的傳感信號(hào)、監(jiān)測(cè)電路輸送的監(jiān)測(cè)值傳遞給兩個(gè)參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行參數(shù)顯示電路，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況。單片機(jī)、分別采用STC89C52. 89C5410，單片機(jī)、級(jí)聯(lián)移位寄存器、數(shù)碼管及通訊接口電路構(gòu)成了運(yùn)行參數(shù)顯示電路，參數(shù)設(shè)定與運(yùn)行參數(shù)顯示電路一、二中的級(jí)聯(lián)移位寄存器-、 -采用74HC595數(shù)碼管-采用SM4105通訊接口電路、采用RS4850為便于操作工對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，還設(shè)置了一些手動(dòng)調(diào)節(jié)按鍵。檢測(cè)棉箱棉量傳感器采用紅外傳感器放在棉箱底部，檢測(cè)皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器S：與檢測(cè)清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器采用NPN型接近開(kāi)關(guān)分別安裝在皮清給棉軸、清花刺輥的附近。開(kāi)箱、合箱傳感器、采用行程開(kāi)關(guān)。外故障傳感器由外部配套設(shè)備的繼電器擔(dān)任，軋花機(jī)外部配套設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，由配套設(shè)備的繼電器向主控單片機(jī)電路發(fā)送開(kāi)關(guān)信號(hào)。

本發(fā)明所提供的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用了傳感技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中的主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)軋花機(jī)外部設(shè)備的故障、控制喂花機(jī)工作的變頻器故障都進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，可以方便地對(duì)運(yùn)行中的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并有監(jiān)控功能，當(dāng)軋花機(jī)工作系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)及時(shí)輸出控制信號(hào)避免事故的發(fā)生。從以上分析可知本發(fā)明是一種操作方便，對(duì)主要運(yùn)行參數(shù)有監(jiān)控功能，對(duì)軋花機(jī)系統(tǒng)有智能保護(hù)功能，控制靈敏的軋花機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。