专利名称：滚针式地膜打孔机控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地膜打孔机控制系统，属于农业机械领域。
背景技术：
·为了提高水果的品质和产量，果农们在果树下铺设具有反射效果的地膜，利用地膜对阳光的反射保证树的下部果实朝地那一面也能受到阳光的照射。但是，在树下铺满地膜后，会出现三个问题，一是树根透气性不好；ニ是下雨期间及下雨后雨水不能及时渗透到地下；三是雨水对地膜有损害作用。为了解决这ー问题，就需要在地膜上打出大小和间距合理的小孔。传统的地膜打孔方式是手工打孔，打出来的孔大小不一，排列不规则，这样会影响地膜的光照效果，且打孔效率低下。因此，有必要研制出既能提高打孔效率，又不影响透气和反光效果的地膜打孔设备，控制系统是其关键组成部分。控制系统用以协调卷辊、针辊及毡辊有机联动，处理卷辊转动过程中回转半径不断变化所帯来的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，为了保证地膜上打出孔的孔径符合要求、分布均匀，打孔效率高，需要控制打孔机卷辊转速、针辊转速，保证地膜的线速度与针辊针尖处的线速度一致。控制毡辊的升降时机，保证在地膜的线速度与针辊针尖处的线速度一致吋，毡辊才能升起。滚针式地膜打孔机控制系统由打孔机控制模块、速度设置模块、速度測量模块、控制信号模块、毡辊控制模块、针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块组成。在工作开始时首先通过速度设置模块设置打孔时地膜的线速度，然后利用控制信号模块发出启动打孔信号。打孔机控制模块接收到启动信号后，以默认频率启动变频器和电动机，这时地膜的实际线速度还没有和设定的线速度达到同歩。电动机转动后，打孔机控制模块通过速度測量模块采集到当前的线速度数据，并利用当前线速度数据计算出卷辊的当前直径，根据卷辊直径和针辊直径计算变频器的输出频率。打孔机控制模块将计算得到的变频器输出频率传输给针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块，并及时更新两个变频器的工作频率。针辊变频器和卷辊变频器工作频率得到更新后，实际线速度和设置线速度达到同步，升起毡辊，开始打孔。当打孔机控制模块接收到停止信号后，先落下毡辊，然后停止变频器和电动机的工作。本技术解决方案一种较好的实施方式是，这种结构的滚针式地膜打孔机控制系统，既能够保地膜上打出孔的孔径符合要求、分布均匀，又能保证打孔效率高。
图1——滚针式地膜打孔机控制系统流程示意图
图2-卷辊、针辊电动机控制电路原理图
图3——转速测量控制电路原理图 图4——租辊控制电路原理图
具体实施例方式下面结合附图给出本发明的实施例，用来进ー步说明技术解决方案。由图1看出，滚针式地膜打孔机控制系统由控制模块、速度设置模块、速度测量模块、控制信号模块、毡辊控制模块、针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块等组成。滚针式地膜打孔机控制系统工作原理为在工作开始时首先通过速度设置模块设置打孔时地膜的线速度，然后利用控制信号模块发出启动打孔信号。打孔机控制模块接收到启动信号后，以默认频率启动变频器和电动机。电动机刚启动吋，实际线速度还没有和设定的线速度达到同歩。电动机转动后，打孔机控制模块通过速度測量模块采集到当前的线速度数据，并利用当前线速度数据计算出卷辊的当前直径，根据卷辊直径和针辊直径计算变频器的输出频率。打孔机控制模块将计算得到的变频器输出频率传输给针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块，并及时更新两个变频器的工作频率。针辊变频器和卷辊变频器工作频率得到更新后，实际线速度和设置线速度达到同歩，升起毡辊，开始打孔。当打孔机控制模块接收到停止信号后，先落下毡辊，然后停止变频器和电动机的工作。图2为卷辊和针辊变频器控制模块的部分电路，其中QFO为总开关，KMl和KM2分别为卷辊电动机和针辊电动机控制电路中的接触器，MIl和DCM为变频器启停控制外部端子，二者之间的开关由PLC输出信号控制。当总开关QFO闭合时，卷辊变频器、针辊变频器和PLC均通电运行，两个变频器的初始频率由外部通讯设置，启停由变频器外部端子控制。PLC上电后，会首先给两个变频器传送ー个默认频率。当需要启动电动机吋，要给PLC输入ー个启动控制信号，PLC接收到启动控制信号后，闭合相应变频器的外部端子开关，启动电动机。打孔机处于打孔模式吋，PLC比较测量得到的地膜线速度和设置线速度，根据测量结果动态修调两个变频器的工作频率值，并通过通讯将相应频率值传输到相应的变频器。当需要停止电动机吋，要给PLC输入ー个停止控制信号，PLC接收到停止控制信号后，断开相应变频器的外部端子开关，停止电动机。图3为速度測量和设置模块的部分电路，其中开关电源为向两个转速传感器供电的电源。当总开关QFO闭合后，PLC上电工作，两个转速传感器通电，当相应的被測量轴转动时，传感器把脉冲信号传送给PLC，PLC根据收到的脉冲信号的数量和相应的时间来计算被測量轴的转速，然后结合被测量轴的直径，计算地膜的线速度。图4为毡辊控制模块的部分电路。PLC接收到毡辊升起的控制信号后，输出信号使开关闭合，毡辊升起。
权利要求
1.滚针式地膜打孔机控制系统机，由打孔机控制模块、速度设置模块、速度测量模块、 控制信号模块、毡辊控制模块、针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块组成，其特征是，打孔机控制模块与速度设置模块、速度测量模块、控制信号模块、毡辊控制模块、针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块相连通。
2.根据权利要求1所述的滚针式地膜打孔机控制系统，其特征是，速度设置模块由开关电源，卷辊变频器，针辊变频器，接触器KMl和KM2组成。
3.根据权利要求1所述的滚针式地膜打孔机控制系统，其特征是，速度测量模块由开关电源，转速传感器组成。
全文摘要
本发明公开了滚针式地膜打孔机控制系统，它由控制模块、速度设置模块、速度测量模块、控制信号模块、毡辊控制模块、针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块组成。首先通过速度设置模块设置打孔时地膜的线速度，然后利用控制信号模块发出启动打孔信号。打孔机控制模块通过速度测量模块采集到当前的线速度数据，并计算出卷辊的当前直径，根据卷辊直径和针辊直径计算变频器的输出频率，将计算得到的变频器输出频率传输给针辊变频器控制模块和卷辊变频器控制模块，并及时更新变频器的工作频率。针辊变频器和卷辊变频器工作频率得到更新后，实际线速度和设置线速度达到同步，通过毡辊控制模块控制毡辊升起，开始打孔。
文档编号B26D5/00GK103009422SQ20121037900
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者王亮申, 刘其福, 李刚, 高鹏, 李元元 申请人:鲁东大学