一种皮棉清理机组的电气控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种皮棉清理机组的电气控制系统，它包括输入模块、主控模块、人机交互模块和输出模块；输入模块将检测到的信号传输至主控模块内，与主控模块内预置的轴温保护值、电机的工作电流范围和延时时间等参数阈值比较得到相应的控制信号、故障信号和报警信号；主控模块将相应控制信号传输至输出模块，控制信号通过输出模块分别控制锯齿皮清机集棉风机变频调速以及控制轧花机喂花控制模块调节喂花量；故障信号和报警信号分别通过人机交互模块进行显示和报警，参数阈值通过人机交互模块传输至主控模块内进行存储。由于本实用新型具有操作简便、扩展性强、自动化程度高、安全可靠性高等优点，因此本实用新型可以广泛应用于皮棉清理机中。
【专利说明】一种皮棉清理机组的电气控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电气控制系统，特别是关于一种皮棉清理机组的电气控制系统。
【背景技术】
[0002]籽棉经轧花加工后的棉纤维统称皮棉，为了得到较高质量的皮棉，需要对皮棉内含有的尘土、叶片、不孕籽和破籽等杂质进行清理。现有加工工艺系统中采用气流式皮棉清理机、一级锯齿式皮棉清理机和二级锯齿式皮棉清理机对皮棉进行清理。现有技术中的皮棉清理机电气控制系统只是对气流式皮棉清理机中的刺钉滚筒电机和锯齿式皮棉清理机中的尘笼电机的启停、转速等进行控制和调整，这样使得现有技术中的皮棉清理机电气控制系统功能简单、不易实现对皮棉加工工艺系统的连锁闭环控制。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种操作简便、扩展性强以及能够对皮棉加工工艺系统进行连锁闭环控制的皮棉清理机组的电气控制系统。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:包括输入模块、主控模块、人机交互模块和输出模块；所述输入模块将检测到的信号传输至所述主控模块内，与所述主控模块内预置的参数阈值进行比较得到控制信号、故障信号和报警信号；所述主控模块将控制信号传输至所述输出模块，控制锯齿皮清机集棉风机变频调速以及控制轧花机喂花控制模块调节喂花量；故障信号和报警信号分别通过所述人机交互模块进行显示和报警，参数阈值由所述人机交互模块设定并传输至所述主控模块内。
[0005]所述输入模块包括若干刺钉辊筒轴温检测传感器、刺钉辊筒电机电流检测传感器、尘笼轴温检测传感器和尘笼电机电流检测传感器；各所述刺钉辊筒轴温检测传感器分别设置在气流皮清机刺钉辊筒轴附近、1#锯齿皮清机刺钉辊筒轴附近和2#锯齿皮清机刺钉辊筒轴附近；各所述刺钉辊筒电机电流检测传感器分别设置在气流皮清机刺钉辊筒电机控制电路中、1#锯齿皮清机刺钉辊筒电机控制电路中和2#锯齿皮清机刺钉辊筒电机控制电路中；各所述尘笼轴温检测传感器分别设置在1#锯齿皮清机尘笼轴附近和2#锯齿皮清机尘笼轴附近；各所述尘笼电机电流检测传感器分别设置在1#锯齿皮清机尘笼电机控制电路中和2#锯齿皮清机尘笼电机控制电路中；各所述传感器分别将检测到的轴温信号、电机电流信号传输至所述主控模块内进行处理。
[0006]所述主控模块包括微处理器以及微处理器的外围连接电路A/D转换器和I/O电路；所述A/D转换器将从所述输入模块接收的轴温信号和电机电流信号转换成数字信号后输入所述微处理器内，所述微处理器将处理得到的控制信号通过所述I/O电路传输至所述输出模块，所述微处理器将故障信号和报警信号传输至所述人机交互模块。
[0007]所述输出模块包括若干集棉风机变频控制模块、启停接触传感器和轧花机喂花控制模块；所述微处理器根据检测到的轴温及电机电流输出控制信号，分别控制各集棉风机变频控制模块、启停接触传感器和轧花机喂花控制模块工作。
[0008]所述人机交互模块包括通讯电路和人机界面；所述主控模块输出的故障信号和报警信号通过所述通讯电路传输至所述人机界面进行显示和报警；通过所述人机界面输入的各参数阈值通过所述通讯电路传输至所述主控模块中进行存储。
[0009]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型由于包括输入模块、主控模块、人机交互模块和输出模块；输入模块将检测到的信号传输至主控模块内，与主控模块内预置的参数阈值进行比较得到相应的控制信号、故障信号和报警信号；主控模块将相应控制信号传输至输出模块，控制信号通过输出模块分别控制锯齿皮清机集棉风机变频调速以及控制轧花机喂花控制模块调节喂花量；故障信号和报警信号分别通过人机交互模块进行显示和报警，参数阈值通过人机交互模块传输至主控模块内进行存储；因此本实用新型操作简单、扩展性强、能够对皮棉加工工艺系统进行连锁闭环控制。2、本实用新型中由于主控模块将输入模块检测到的轴温或电机电流与主控模块中预置的参数阈值进行比较，并根据比较结果输出控制信号，控制相应位置的启停接触传感器，自动停止1#锯齿皮棉清理机或2#锯齿皮棉清理机并连锁控制停止气流皮清机，同时控制轧花机，从而将皮棉清理机组与轧花机组进行连锁控制；因此本实用新型自动化程度高、安全可靠性高。
3、本实用新型由于根据工艺流程、产量、风机型号、加工棉花的回潮率等因素，操作人员可以通过人机交互模块预置各轴温保护值、电机的工作电流范围和延时时间等参数阈值以及皮棉清理工艺流程的控制程序，预置的各参数阈值和皮棉清理工艺流程的控制程序传输至主控模块中进行存储；通过人机界面选择相应的皮棉清理工艺流程；因此本实用新型能够提高清杂效率、减少纤维损伤，提高皮棉质量和加工企业的经济效益。基于以上优点，本实用新型可以广泛应用于棉花加工工艺中的皮棉清理机中。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图
[0011]图2是皮棉清理工艺中的设备布置示意图
[0012]图3是本实用新型的皮棉清理工艺流程图
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0014]基于本 申请人:专利号为:ZL200920350806.8、名称为“锯齿式皮棉清理机”和专利号为:ZL200920350805.3、名称为“气流式皮棉清理机”的专利中描述的皮棉清理机组，本实用新型提出了一种皮棉清理机组电气控制系统。
[0015]如图1所示，本实用新型包括输入模块1、主控模块2、人机交互模块3和输出模块
4。输入模块I将检测到的信号传输至主控模块2内，与主控模块2内预置的各参数阈值进行比较得到相应的控制信号、故障信号和报警信号。主控模块2将相应控制信号传输至输出模块4，控制信号通过输出模块4分别控制锯齿皮清机集棉风机变频调速以及控制轧花机喂花控制模块调节喂花量；故障信号和报警信号分别通过人机交互模块3进行显示和报警，阈值通过人机交互模块3传输至主控模块2内进行存储。[0016]如图1、图2所示，输入模块I包括若干刺钉辊筒轴温检测传感器10、刺钉辊筒电机电流检测传感器11、尘笼轴温检测传感器12和尘笼电机电流检测传感器13。各刺钉辊筒轴温检测传感器10分别设置在气流皮清机刺钉辊筒轴附近、1#锯齿皮清机刺钉辊筒轴附近和2#锯齿皮清机刺钉辊筒轴附近。各刺钉辊筒电机电流检测传感器11分别设置在气流皮清机刺钉辊筒电机控制电路中、1#锯齿皮清机刺钉辊筒电机控制电路中和2#锯齿皮清机刺钉辊筒电机控制电路中。各尘笼轴温检测传感器12分别设置在1#锯齿皮清机尘笼轴附近和2#锯齿皮清机尘笼轴附近。各尘笼电机电流检测传感器13分别设置在1#锯齿皮清机尘笼电机控制电路中和2#锯齿皮清机尘笼电机控制电路中。上述各传感器分别将检测到的轴温信号、电机电流信号传输至主控模块2内进行处理。
[0017]如图1所示，主控模块2包括微处理器21以及微处理器21的外围连接电路A/D转换器22和I/O电路23。微处理器21内预置有轴温保护值、电机的工作电流范围和延时时间等参数阈值。A/D转换器22将从输入模块I接收的轴温信号和电机电流信号转换成数字信号后输入微处理器21内，分别与预置在微处理器21内的各参数阈值进行比较，微处理器21根据比较结果输出相应的控制信号、故障信号和报警信号，通过I/O电路23将控制信号传输至输出模块4,微处理器21将故障信号和报警信号传输至人机交互模块3。
[0018]如图1所示，人机交互模块3包括通讯电路31和人机界面32。主控模块2输出的故障信号和报警信号通过通讯电路31传输至人机界面32进行显示和报警。通过人机界面32输入的轴温保护值、电机的工作电流范围和延时时间等参数阈值通过通讯电路31传输至主控模块2中进行存储。
[0019]如图3所示，本实用新型的皮棉清理工艺流程可以根据籽棉内杂质含量、配车参数和设备状态设置为三种工艺:(I)轧花机104 —气流皮棉清理机101 — 1#锯齿皮棉清理机102 —总集棉机105 ; (2)轧花机104 —气流皮棉清理机101 — 2#锯齿皮棉清理机103 —总集棉机105 ; (3)轧花机104 —气流皮棉清理机101 — 1#锯齿皮棉清理机102 — 2#锯齿皮棉清理机103 —总集棉机105。通过人机交互模块3将三种皮棉清理工艺流程的控制程序传输至主控模块2中进行存储，根据籽棉含杂率、配车参数和设备状态操作人员通过人机界面32选择相应的皮棉清理工艺流程，使皮棉清理机组按照存储的工艺流程工作。
[0020]如图1、图2所示，输出模块4包括若干集棉风机变频控制模块41、启停接触传感器42和轧花机喂花控制模块43。微处理器21根据检测到的轴温及电机电流，输出相应控制信号并控制相应位置的集棉风机电机变频控制模块41，使相应位置的集棉风机电机变频控制模块41对相应位置的集棉风机电机的转速进行调节；微处理器21输出的控制信号同时控制轧花机喂花控制模块43，使轧花机喂花控制模块43对轧花机的喂花量进行调节，以防止皮棉清理机组堵塞。当检测到的轴温或电机电流超出预置在微处理器21内的轴温保护值和电机的工作电流范围并且在预置的延时时间内不能恢复到预置的工作电流范围内时，微处理器21输出控制信号，控制相应位置的停止接触传感器42，自动停止(也可以通过人机界面32进行手动停止)1#锯齿皮棉清理机102或2#锯齿皮棉清理机103并连锁控制停止气流皮棉清理机101，同时控制轧花机喂花控制模块43。
[0021]本实用新型的皮棉清理机组的电气控制系统具体的控制过程描述如下:
[0022]影响皮棉清理机清理效果的因素是多种多样的，如皮棉的回潮率、产量、棉胎及配车参数等，清理效果主要是通过调整待轧花的籽棉回潮率、因花配车以及皮棉清理机中各部件之间的间隙来实现的。
[0023]在皮棉清理机工作过程中，最大的问题是皮棉清理机容易堵塞且清理困难，严重时甚至烧毁电机，停机检修影响生产。本实用新型通过在各电机轴上安装轴温检测传感器、在各电机控制电路中设置电机电流检测传感器，可以随时采集各轴温及电机电流，并通过A/D转换器22转换为数字信号传输给微处理器21，在微处理器21中分别与预置的轴温保护值、电机的工作电流范围进行比较，当检测到的各轴温及电机电流超出预置的轴温保护值、电机的工作电流范围时，说明相应棍筒处皮棉输送不畅甚至发生堵塞，微处理器21发出控制信号、故障信号和报警信号，控制信号通过I/O电路23传输至输出模块4，故障信号和报警信号均传输至人机交互模块3。微处理器21发出的控制信号控制相应位置的集棉风机电机变频控制模块41对相应位置的集棉风机电机的转速进行调节，同时控制轧花机的喂花控制模块43对轧花机的喂花量进行调节，以便尽快将皮清机中的皮棉吸走，同时减少进入皮棉清理机的皮棉量，防止皮棉清理机组堵塞。如果检测到的轴温或电机电流超出预置的轴温保护值或电机工作电流范围，并且在预置的延时时间内不能恢复到预置的轴温保护值或电机工作电流范围内，说明皮棉清理机组的堵塞严重，必须停机处理，此时，微处理器21输出控制信号，控制相应位置的启停接触传感器42，自动停止(也可以通过人机界面32进行手动停止)1#锯齿皮棉清理机102或2#锯齿皮棉清理机103并连锁控制停止气流皮清机，同时控制轧花机喂花控制模块43，使轧花机104停止喂花，人工处理堵塞设备。故障信号和报警信号分别通过通讯电路31传输给人机界面32进行显示和报警，提醒操作人员发生故障的部位及故障原因，以便对故障进行处理。
[0024]根据工艺流程、产量、风机型号、加工棉花的回潮率等因素，操作人员可以通过人机界面32预置各轴温保护值、电机的工作电流范围和延时时间等参数阈值，预置的各参数阈值通过通讯电路31传输至微处理器21中进行存储。在人机界面32中有手动和自动两种开关机模式。当选择自动开关机模式时，操作人员通过人机界面32设置皮棉清理工艺流程的指令，该指令通过通讯电路31发送给微处理器21，微处理器21通过其内部预先设定的开关机程序产生相应的开关机信号，该信号通过I/O接口电路23分别发送给1#或2#锯齿皮清机的启停接触传感器42，使1#或2#锯齿皮棉清理机启动或停机，并连锁控制气流皮清机启动或停机，同时控制轧花机喂花控制模块43，使其启动或停止喂花。当选择手动开关机模式时，操作人员按照自动开关机模式下的开关机顺序在人机界面32上进行操作，可以单独启停某一个电机。自动模式下的开机顺序为:操作人员输入开机指令一2#锯齿皮清机集棉风机启动一2#锯齿皮清机刺钉滚筒启动一2#锯齿皮清机尘笼启动一1#锯齿皮清机集棉风机启动一1#锯齿皮清机刺钉滚筒启动一1#锯齿皮清机尘笼启动一气流皮清机刺钉滚筒启动一轧花机启动；自动模式下的关机顺序为:操作人员输入关机指令一轧花机停止一气流皮清机刺钉滚筒停止一1#锯齿皮清机尘笼停止一1#锯齿皮清机刺钉滚筒停止—1#锯齿皮清机集棉风机停止一2#锯齿皮清机尘笼停止一2#锯齿皮清机刺钉滚筒停止—2#锯齿皮清机集棉风机停止。
[0025]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:包括输入模块、主控模块、人机交互模块和输出模块；所述输入模块将检测到的信号传输至所述主控模块内，与所述主控模块内预置的参数阈值进行比较得到控制信号、故障信号和报警信号；所述主控模块将控制信号传输至所述输出模块，控制锯齿皮清机集棉风机变频调速以及控制轧花机喂花控制模块调节喂花量；故障信号和报警信号分别通过所述人机交互模块进行显示和报警，参数阈值由所述人机交互模块设定并传输至所述主控模块内。
2.如权利要求1所述的一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:所述输入模块包括若干刺钉辊筒轴温检测传感器、刺钉辊筒电机电流检测传感器、尘笼轴温检测传感器和尘笼电机电流检测传感器；各所述刺钉辊筒轴温检测传感器分别设置在气流皮清机刺钉辊筒轴附近、1#锯齿皮清机刺钉辊筒轴附近和2#锯齿皮清机刺钉辊筒轴附近；各所述刺钉辊筒电机电流检测传感器分别设置在气流皮清机刺钉辊筒电机控制电路中、1#锯齿皮清机刺钉辊筒电机控制电路中和2#锯齿皮清机刺钉辊筒电机控制电路中；各所述尘笼轴温检测传感器分别设置在1#锯齿皮清机尘笼轴附近和2#锯齿皮清机尘笼轴附近；各所述尘笼电机电流检测传感器分别设置在1#锯齿皮清机尘笼电机控制电路中和2#锯齿皮清机尘笼电机控制电路中；各所述传感器分别将检测到的轴温信号、电机电流信号传输至所述主控模块内进行处理。
3.如权利要求1或2所述的一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:所述主控模块包括微处理器以及微处理器的外围连接电路A/D转换器和I/O电路；所述A/D转换器将从所述输入模块接收的轴温信号和电机电流信号转换成数字信号后输入所述微处理器内，所述微处理器将处理得到的控制信号通过所述I/O电路传输至所述输出模块，所述微处理器将故障信号和报警信号传输至所述人机交互模块。
4.如权利要求3所述的一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:所述输出模块包括若干集棉风机变频控制模块、启停接触传感器和轧花机喂花控制模块；所述微处理器根据检测到的轴温及电机电流输出控制信号，分别控制各集棉风机变频控制模块、启停接触传感器和轧花机喂花控制模块工作。
5.如权利要求3所述的一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:所述输出模块包括若干集棉风机变频控制模块、启停接触传感器和轧花机喂花控制模块；所述微处理器根据检测到的轴温及电机电流输出控制信号，分别控制各集棉风机变频控制模块、启停接触传感器和轧花机喂花控制模块工作。
6.如权利要求1或2或5所述的一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:所述人机交互模块包括通讯电路和人机界面；所述主控模块输出的故障信号和报警信号通过所述通讯电路传输至所述人机界面进行显示和报警；通过所述人机界面输入的各参数阈值通过所述通讯电路传输至所述主控模块中进行存储。
7.如权利要求3所述的一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:所述人机交互模块包括通讯电路和人机界面；所述主控模块输出的故障信号和报警信号通过所述通讯电路传输至所述人机界面进行显示和报警；通过所述人机界面输入的各参数阈值通过所述通讯电路传输至所述主控模块中进行存储。
8.如权利要求4所述的一种皮棉清理机组的电气控制系统，其特征在于:所述人机交互模块包括通讯电路和人机界面；所述主控模块输出的故障信号和报警信号通过所述通讯电路传输至所述 人机界面进行显示和报警；通过所述人机界面输入的各参数阈值通过所述通讯电路传输至所述主控模块中进行存储。
【文档编号】G05B19/418GK203480294SQ201320583974
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】冯凌阁, 李文侠, 赵建森, 赵云, 胡保林 申请人:北京中棉工程技术有限公司, 冯凌阁