智能化谷物干燥机控制器的制作方法

文档序号:6329549
专利名称:智能化谷物干燥机控制器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种农业机械,尤其是涉及一种智能化谷物干燥机控制器。
背景技术
谷物干燥机是农业机械的重要组成部分。由于缺乏干燥设备,收获后谷物因不能及时干燥到安全水分而造成霉烂变质,一般年景损失达250万吨,灾年损失高达1000万吨。 谷物干燥机时关系到丰产丰收,保证粮食品质的大事。国外谷物干燥设备的研究开发时间比较早,到20世纪90年代,干燥技术的研究已经达到较高水平,产品达到系列化、标准化, 性能稳定,质量好、自动化水平高。我国谷物干燥机起步较晚,虽然形成了一定的生产能力和使用能力,但还存在着很多问题同国外还有一定的差距,主要是干燥机数量少,干燥机械化水平低,制造质量差,干燥机型号多、类型杂等,其中最主要的问题是干燥机的自动控制水平低,很多都没有水分在线测试装置,使干燥机出口的粮食水分不能准确控制。谷物烘干过程控制在国际范围内,处于计算机指导操作阶段,还没有达到计算机完全代替人来工作。目前对粮食干燥理论的研究还没达到真正认识干燥过程物理本质的程度,这使得建立起放映生产实际的系统物理模型不可能,因此无法实现对烘干过程的计算机控制。影响粮食水分检测的因素比较多,对水分检测很难达到规定的精度水平,所以无法为系统提供可靠的数据。在谷物干燥过程中,谷物颗粒在自重和排粮板的作用下向下运动, 而湿空气通过五角盒排出到大气中。因此,如何能够利用现有的技术和理论来实现谷物干燥过程的控制是急需解决的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化谷物干燥过程控制器,弥补了现有一些谷物干燥过程控制方法比较复杂,设备过于庞大的缺陷,同时也解决了复谷物干燥过程不能控制问题。本发明采用的技术方案是
本发明包括用于测量谷物干燥机出口谷物水分的谷物水分测量电路、用于测量干燥机内气流温度的风温测量电路、单片机处理单元、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和用来控制排粮速度的电机控制电路;谷物水分测量电路、风温测量电路、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和电机控制电路分别与单片机处理单元相连。所述谷物水分测量电路由CAV444芯片及其周围电路构成,其中测量水分的电容式传感器接CAV444芯片的第12脚,电容式传感器的电容信号经CAV444芯片处理后由第5 脚接单片机处理单元AT89S5X芯片的P3. 0 口。所述的风温测量电路由电阻式温度传感器PT100及其周围处理电路构成,温度变化的电阻信号经AD0P07和AD620AD两级放大处理后通过TCL2543芯片转换接单片机处理单元AT89S5X芯片的P1.0 口。所述的单片机处理单元采用AT89S5X系列单片机。
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所述的按键为4*4矩阵式输入键盘,键盘上的八根引线分别与单片机AT89S5X芯片的P0. 0-P0. 7 口相连。所述的过限报警电路由蜂鸣器Bl和发光二极管DSl构成,与单片机处理单元 AT89S5X 芯片的 P3. 2,P3. 3 口相连。所述的液晶显示器型号为LM2068,液晶显示器上的八根数据引线DB(TDB7分别与单片机AT89S5X芯片的P. 2. (ΓΡ2. 7相连,液晶显示器的CS,RS, WR, RD, RST引线接单片机处理单元 AT89S5X 芯片的 P3. 6,P3. 7,P2. 7,PSEN, ALE 口。所述的电机控制电路包括PWM发生电路和电机驱动隔离电路,其中PWM发生电路由SG3525芯片及其周围电路构成,通过P3. 4 口与单片机处理单元AT89S5X芯片相连,产生的PWM波通过SG3525芯片的第11管脚输送给由光电耦合器PS2705构成的电机驱动隔离电路,通过光电耦合器PS2705的U2-70脚接运粮机电机。本发明具有的有益效果是
本发明电路简单,仅仅使用了一个AT89S5X系列芯片以及一些简单的外围器件,通过采集干燥空气温度,出口谷物水分含量来控制干燥时间从而达到干燥过程控制,同时还具备干燥条件超标报警显示作用,具有较高的灵活性和实用性。本发明可安装在通用的谷物干燥机上,是一种实用的、价格非常低廉的智能化谷物干燥控制器。


图1是智能化谷物干燥过程控制器装置结构框图。图2是本发明的谷物水分测量电路图。图3是本发明的风温测量电路图。图4是本发明的单片机处理单元电路图。图5是本发明的键盘输入电路图。图6是本发明的过限报警电路图。图7是本发明的液晶显示电路图。图8是本发明的电机控制电路图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。如图1所示,本发明包括用于测量谷物干燥机出口谷物水分的谷物水分测量电路、用于测量干燥机内气流温度的风温测量电路、单片机处理单元、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和用来控制排粮速度的电机控制电路;谷物水分测量电路、风温测量电路、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和电机控制电路分别与单片机处理单元相连。如图2所示,所述谷物水分测量电路由CAV444芯片及其周围电路构成,其中测量水分的电容式传感器接CAV444芯片的第12脚,电容式传感器的电容信号经CAV444芯片处理后由第5脚接单片机处理单元AT89S5X芯片的P3. 0 口。谷物水分测量电路将反映水分含量的电容信号转换为电压信号,再与单片机处理单元连接,信号转换电路由CAV44芯片内部构成多谐振电路实现了 C/F变换,其谐振频率公式为fx =1. 44/RCx(Cx为所求电容量,R为电阻值),用压频——频压变换器的频压电路进行 F/V转换,有^=1 ; (mv) (fx单位(Hz),M为常量),经过这样的变换将电容信号转换成电压信号Vx。如图3所示,所述的风温测量电路由电阻式温度传感器PT100及其周围处理电路构成,温度变化的电阻信号经AD0P07和AD620AD两级放大处理后通过TCL2543芯片转换接单片机处理单元AT89S5X芯片的Pl. 0 口。如图4所示,所述的单片机处理单元采用AT89S5X系列单片机。如图5所示,所述的按键为4*4矩阵式输入键盘,键盘上的八根引线分别与单片机 AT89S5X芯片的P0.0-P0.7 口相连。通过键盘输入不同待测谷物种类代码以及期望的水分含量值,单片机会根据输入值来确定。如图6所示,所述的过限报警电路由蜂鸣器Bl和发光二极管DSl构成,与单片机处理单元AT89S5X芯片的P3. 2,P3. 3 口相连,不同种类谷物的干燥环境要求是不同的,因此限值会根据键盘输入而变化。如图7所示,所述的液晶显示器型号为LM2068,液晶显示器上的八根数据引线 DB0 DB7分别与单片机AT89S5X芯片的P. 2. 0 Ρ2· 7相连,液晶显示器的CS, RS, WR, RD, RST 引线接单片机处理单元AT89S5X芯片的Ρ3. 6,Ρ3. 7,Ρ2. 7,PSEN, ALE 口。如图8所示,所述的电机控制电路包括PWM发生电路和电机驱动隔离电路,其中 PWM发生电路由SG3525芯片及其周围电路构成,通过Ρ3. 4 口与单片机处理单元AT89S5X芯片相连,产生的PWM波通过SG3525芯片的第11管脚输送给由光电耦合器PS2705构成的电机驱动隔离电路,通过光电耦合器PS2705的U2-70脚接运粮机电机。单片机根据当期谷物水分值和设定水分值的差值通过SG3525及其周围电路调节输出脉宽调制波,该电路与单片机相连,通过控制电机的转速来调节谷物干燥时间。本发明的工作原理
当谷物干燥机在工作时,智能化谷物干燥过程控制器液晶显示屏幕会显示“请输入待干燥谷物种类和水分设定值”字样,不同种类的谷物物料对应不同的代码,比如A为小麦,B 为玉米等,以小麦为例,这时候需要现场人员通过按键将A输入,然后接将预期设定的湿度值也输入,将这两个参数输入后,控制器会显示“当前干燥的谷物是小麦”,“湿度设定值为 **%”字样,这时候控制器的谷物水分电路和风温测量电路开始采集水分和温度信号,并将这两个数值输送给控制器单片机处理单元,单片机会根据当前干燥机内温度值,以及比较当前谷物水分值和设定值的差值来得出此刻谷物的需要的干燥时间,该控制过程的实现是通过单片机根据输入参数来输出脉宽调制波,通过调节脉宽调制波的占空比来达到对运粮机电机转速的控制,在这样一个不断反馈调整控制的过程中就实现了当前温度趋于设定值的功能。同时由于不同种类在干燥过程有着不同的温度需求,温度过低时干燥不充分,温度过高时谷物大量爆腰,影响品质,针对不同种类的谷物设定不同的干燥温度范围,当谷物干燥温度超过设定范围时会有报警提示并有灯光闪烁。该控制器装置简单,操作方便,通过设定初始值即可自动完成内部智能化调节控制并有温度过限报警提示。
权利要求
1.一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于包括用于测量谷物干燥机出口谷物水分的谷物水分测量电路、用于测量干燥机内气流温度的风温测量电路、单片机处理单元、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和用来控制排粮速度的电机控制电路;谷物水分测量电路、风温测量电路、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和电机控制电路分别与单片机处理单元相连。
2.根据权利要求1中所述的一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于所述的其特征在于所述谷物水分测量电路由CAV444芯片及其周围电路构成,其中测量水分的电容式传感器接CAV444芯片的第12脚,电容式传感器的电容信号经CAV444芯片处理后由第5脚接单片机处理单元AT89S5X芯片的P3. 0 口。
3.根据权利要求1中所述的一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于所述的风温测量电路由电阻式温度传感器PT100及其周围处理电路构成,温度变化的电阻信号经 AD0P07和AD620AD两级放大处理后通过TCL2543芯片转换接单片机处理单元AT89S5X芯片的 P1.0 口。
4.根据权利要求1中所述的一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于所述的单片机处理单元采用AT89S5X系列单片机。
5.根据权利要求1中所述的一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于所述的按键为4*4矩阵式输入键盘,键盘上的八根引线分别与单片机AT89S5X芯片的P0. 0-P0. 7 口相连。
6.根据权利要求1中所述的一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于所述的过限报警电路由蜂鸣器Bl和发光二极管DSl构成,与单片机处理单元AT89S5X芯片的P3. 2, P3. 3 口相连。
7.根据权利要求1中所述的一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于所述的液晶显示器型号为LM2068,液晶显示器上的八根数据引线DB(TDB7分别与单片机AT89S5X芯片的P. 2. (ΓΡ2. 7相连,液晶显示器的CS,RS, WR, RD, RST引线接单片机处理单元AT89S5X芯片的 P3. 6,P3. 7,P2. 7,PSEN, ALE 口。
8.根据权利要求1中所述的一种智能化谷物干燥机控制器,其特征在于所述的电机控制电路包括PWM发生电路和电机驱动隔离电路,其中PWM发生电路由SG3525芯片及其周围电路构成,通过P3. 4 口与单片机处理器AT89S5X芯片相连,产生的PWM波通过SG3525 芯片的第11管脚输送给由光电耦合器PS2705构成的电机驱动隔离电路,通过光电耦合器 PS2705的U2-70脚接运粮机电机。
全文摘要
本发明公开了一种智能化谷物干燥机控制器。包括用于测量谷物干燥机出口谷物水分的谷物水分测量电路、用于测量干燥机内气流温度的风温测量电路、单片机处理单元、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和用来控制排粮速度的电机控制电路;谷物水分测量电路、风温测量电路、键盘输入电路、过限报警电路、液晶显示电路和电机控制电路分别与单片机处理单元相连。本发明仅使用一个AT89S5X系列芯片以及一些外围器件,通过采集干燥空气温度,出口谷物水分含量来控制干燥时间从而达到干燥过程控制,同时还具备干燥条件超标报警显示作用,具有较高的灵活性和实用性。安装在通用的谷物干燥机上,是一种价格非常低廉的智能化谷物干燥控制器。
文档编号G05B19/042GK102508448SQ201110311248
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者王剑平, 盖玲, 高飞 申请人:浙江大学
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