一种全自动智能碾米装置、程控系统及其控制方法与流程

本发明涉及粮食加工设备，尤其是一种全自动智能碾米装置、程控系统及其控制方法。

背景技术：

1、目前，市场上出现的稻谷联合加工设备，如垄碾组合米机(新iii型)，型号:nzj-15/15-iii型、执行标准:jb/t 9818-2013，nzj-15/15-ii垄碾组合米机(新iii型)是取代原老型nzj15/15iii和ii型普碾组合米机的一种新型大米加工设备，其优点:本机采用排列式结构，关键部位作了重大改进，操作高度降低，更加直观、容易操作，日常维护方便，清理、去石效果可靠明显，整机性能更加稳定，其特点是既可进行农户少量加工，又可批量连续加工商品粮，是农村大米加工专业户的首选机型(产品适用于早灿稻、晚灿稻、粳稻及各种稻谷的加工)。其缺点在于：这些机器往往单独运行且单独控制，加工工序也就相对比较分散。这样的方式，会导致加工效率低下、无法集中控制和无法自动控制等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全自动智能碾米装置、程控系统及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种全自动智能碾米装置，包括谷斗装置、谷筛装置、垄谷装置、重力谷糙分离筛装置、碾米装置和出米装置，所述的谷斗装置、谷筛装置、垄谷装置、重力谷糙分离筛装置、碾米装置、出米装置通过一系列传感器、控制器分别与可编程序的总控制器固定连接。

4、所述的谷斗装置包括：谷斗、谷斗闸气缸、谷斗测、畚斗；去石比重机和单提机接触器、谷斗闸电磁阀、谷斗闸供气电磁阀、谷斗闸、限位调节螺丝、拉簧、谷斗闸。

5、所述的谷斗内设有谷斗测，谷斗测与启动键连接，启动键与去石比重机和单提机接触器连接；谷斗测与谷斗闸供气电磁阀固定连接，谷斗闸供气电磁阀与谷斗闸电磁阀固定连接，谷斗闸电磁阀与谷斗闸气缸固定连接，谷斗闸气缸通过限位调节螺丝、拉簧与谷斗闸活动连接。

6、所述的谷筛装置包括：谷筛、谷筛测、单联提升机、去杂去石机。

7、所述的单联提升机与去杂去石机固定连接，去杂去石机与谷筛固定连通，谷筛的出口对应着进料斗，谷筛内设有谷筛测。

8、所述的垄谷装置包括：垄谷斗、垄谷斗测、垄谷闸气缸、双联提升机、进料斗、垄谷机。

9、所述的进料斗与双联提升机固定连通，双联提升机与双提机接触器固定连接，双联提升机与垄谷斗固定连通，垄谷斗与垄谷机固定连通，垄谷机接触器与垄谷机固定连接，垄谷斗内设有垄谷斗测，垄谷机接触器与垄谷斗测固定连接，垄谷斗测与垄垄谷闸电磁阀固定连接，垄谷闸电磁阀与垄谷闸气缸固定连接，垄谷闸气缸与砻谷闸固定连接。

10、所述的重力谷糙分离筛装置包括：重力筛、分离筛右位测、分离筛前位测、分离调节板、分离调节板气缸、导轨、下糙闸、下糙闸气缸。

11、所述的垄谷机与双联提升机固定连通，双联提升机与重力筛固定连通，重力筛与分离筛接触器固定连接，重力筛的右边固定安装有分离筛右位测，重力筛的左边固定安装有分离筛前位测；分离筛前位测与下糙闸电磁阀固定连接，下糙闸电磁阀与下糙闸气缸固定连接，下糙闸气缸与下糙闸固定连接；重力筛内设有分离调节板、导轨、分离调节板气缸，所述的分离调节板的上、下端分别与导轨固定连接。

12、中封式电磁阀a端控制分离调节板向右移动至最右端；中封式电磁阀b端控制分离调节板向左移动至最左端；分离调节板中位测控制分离调节板向右或者向左停在中位。

13、分垄闸直垄位测与分垄闸电磁阀固定连接，分垄闸电磁阀与分垄闸气缸固定连接，分垄闸气缸与分垄闸固定连接。

14、尾料闸下料位测与尾料闸电磁阀固定连接，尾料闸电磁阀与尾料闸气缸固定连接，尾料闸气缸与尾料阀固定连接。

15、所述的碾米装置包括：米机斗、米机斗中位测、米机斗底位测、米机闸气缸、碾米机、碾米机电流控制电机、弹簧、限位挡板、螺丝、转轮、棉线、弹簧、拉米机压板。

16、所述的米机斗与碾米机固定连通；米机斗内设有米机斗底位测、米机斗中位测；米机斗底位测、米机斗中位测与米机闸电磁阀固定连接，米机闸电磁阀与米机闸气缸固定连接，固定连接与米机闸固定连接。

17、碾米机与电机固定连接，电机与转轮同轴转动，转轮的外周与棉线固定连接，棉线与弹簧固定连接，弹簧与拉米机压板固定连接，转轮的顶端与螺丝固定连接，螺丝与限位挡板固定连接；碾米机内设有碾米机电流测，碾米机电流测与电流检测器固定连接。

18、所述的出米装置包括：米斗、米斗满斗感应、米斗小位感应、出米闸气缸出米闸电磁阀。

19、所述的米斗内设有米斗满斗感应、米斗小位感应；米斗满斗感应、米斗小位感应与出米闸电磁阀固定连接，出米闸电磁阀与出米闸气缸固定连接，出米闸气缸与出米闸固定连接。

20、所述的分垄闸直垄位测、尾料闸下料位测、谷斗测、谷筛测、垄谷斗测、分离筛右位测、分离筛前位测、分离调节板中位测、米机斗中位测、米机斗底位测、碾米机电流测、米斗满斗感应、米斗小位感应均为传感器。

21、所述的总控制器包括：第1控制器和第2控制器；第1控制器与第2控制器固定连接，第1控制器型号是keyence基恩士的：kv-40dt，第2控制器是keyence基恩士的：kv-16dt。

22、一种全自动智能碾米装置的程控系统，所述的程控系统以可编程序的总控制器为中心，总控制器包括：第1控制器和第2控制器，第1控制器与第2控制器固定连接。

23、总控制器输入分配的构成包括：启动健、分离调节板小位测、分垄闸直垄位测、尾料闸下料位测、谷斗测、谷筛测、分离筛右位测、分离筛前位测、米机斗底位测、垄谷斗测、米机斗中位测、分离调节板中位测、满溢位测、碾米机电流测、下糙闸关位测、粉碎机电流测，所述的启动健至粉碎机电流测分别与第1控制器固定连接。

24、总控制器输出分配的构成包括：谷斗闸电磁阀、谷斗闸供气电磁阀、分垄闸电磁阀、尾料闸电磁阀、下糙闸电磁阀、米机闸电磁阀、垄谷闸电磁阀、中封式电磁阀、出米闸电磁阀、继电器输出回路；碾米机接触器、垄谷机接触器、粉碎机接触器、双提机接触器、去石比重机和单提机接触器、分离筛接触器、放米机压板；所述的谷斗闸电磁阀至继电器输出回路与第1控制器固定连接；所述的碾米机接触器至放米机压板与第2控制器固定连接。

25、所述的谷斗闸电磁阀与谷斗闸供气电磁阀固定连接，谷斗闸供气电磁阀与谷斗闸气缸固定连接；所述的分垄闸电磁阀与分垄闸气缸固定连接；所述的尾料闸电磁阀与尾料闸气缸固定连接；所述的下糙闸电磁阀与下糙闸气缸固定连接；所述的米机闸电磁与米机闸气缸固定连接；所述的垄谷闸电磁阀与垄谷闸气缸固定连接；所述的中封式电磁阀与分离调节板气缸固定连接；所述的出米闸电磁阀与出米闸气缸固定连接；所述的继电器输出回路与碾米机电流控制电机固定连接。

26、所述的谷斗测为谷斗感应传感器，分离筛右位测为谷糙分色感应大位测传感器，分离筛前位测为谷糙分色感应小位测传感器，米机斗底位测为米机斗小位感应传感器，垄谷斗测为垄谷半斗感应传感器。

27、所述的分离调节板小位测、分垄闸直垄位测、尾料闸下料位测、分离调节板中位测、下糙闸关位测均为磁性开关传感器，直接安装在气缸上，型号相同。

28、所述的谷斗测、垄谷斗测为对射型光电开关传感器；所述的谷筛测、分离筛右位测、米机斗中位测为反射型光电开关传感器。

29、所述的分离筛前位测、米机斗底位测为电容感应式开关传感器；所述的满溢位测为电容感应式开关传感器。

30、所述的碾米机电流测、粉碎机电流测为电流检测模块传感器；所述的第1控制器型号是keyence基恩士的：kv-40dt，第2控制器是keyence基恩士的：kv-16dt。

31、一种全自动智能碾米装置的控制方法，包括以下步骤：

32、步骤1： 稻谷入谷斗，谷斗测接通，按启动键接通，去石比重机和单提机接触器输出，比重去石机和单联提升机即单提机启动，延时1秒后，谷斗闸电磁阀得电输出，谷斗闸气缸充气，带动谷斗闸打开至最大，单提机上料。

33、谷物慢慢布满谷筛，谷筛测感应到谷物后接通，谷斗闸供气电磁阀输出；谷斗闸供气电磁阀得电排气；谷斗闸气缸排气，谷斗闸的拉簧将谷斗闸压至限位处，谷斗闸开度减少，上料速度减慢。

34、反之，谷筛测感应不到谷物后，谷斗闸供气电磁阀断开；谷斗闸供气电磁阀失电供气，谷斗闸气缸充气，气缸力克服弹簧压力，将谷斗闸开至最大；上料速度加快，如此循环，确保不同物料都能以限定速度上料；保证下一步工作正常。

35、步骤2：如果谷物杂物过多，不能上料，在所述的单提机工作30秒后，谷筛测都测不到物料的，整机暂停工作，总控制器显示输出组输出，总控制器系统显示所述的单提机不上料。

36、如果单提机供料过快，垄谷斗超过半斗，垄谷斗测接通，接通超过90秒，表示谷斗过满，谷斗闸电磁阀、谷斗闸供气电磁阀断开，谷斗闸关闭，延时一秒后，去石比重机和单提机接触器断开，所述的单提机停机，直至垄谷斗测断开，单提机恢复工作、供料；当谷斗测断开，表示谷斗物料上完，十秒后关闭谷斗闸，继续40秒后，单提机停止工作。

37、在单提机工作过程中，如果单提机上物料过快，形成谷筛满筛，满溢位测接通，显示输出组输出，在谷筛、砻谷机底、分离筛上小斗、风提米下小盘此四位置分别安装有的电容感应器，其输出端并联与满溢位测连接，满溢整机暂停工作。

38、步骤3：所述的单提机工作十秒后，双提机接触器输出，双联提升机即双提机启动，稻谷输送到垄谷斗；垄谷斗的物料到达半斗，垄谷斗测接通，垄谷机接触器输出，砻谷机启动，延时一秒后，垄谷闸电磁阀输出，砻谷闸打开，开始砻谷，同时，分离筛接触器输出，重力分离筛即重力筛启动；控制器开始计时计费，显示输出组输出，粉碎机接触器输出，粉碎机启动。

39、粉碎机电流检测器监测粉碎机工作电流，当超出额定值时，粉碎机电流测输出，垄谷闸电磁阀断开，关闭砻谷闸，待粉碎机电流降回额定值后，垄谷闸电磁阀输出；砻谷闸打开，重新砻谷，确保粉碎机安全。

40、步骤4：随着谷糙混合物逐渐布满分离筛，分离筛右位测感应到谷糙混合物，分离筛右位测接通，随后分离筛前位测感应到谷糙混合物，分离筛前位测接通，十秒后，下糙闸电磁阀输出，下糙闸电磁阀得电，下糙闸打开，十秒后，中封式电磁阀a端接通，中封式电磁阀a端得电输出，分离调节板向右移动至中点，分离调节板中位测接通，中封式电磁阀a端断开，分离调节板停在中位，十秒后，中封式电磁阀a端重新输出，分离调节板继续右移至最右端，十秒后，中封式电磁阀a端断开。

41、如果砻谷闸开启17秒后，分离筛右位测6感应不到谷糙混合物，则整机暂停工作，显示输出组输出，总控制器系统显示砻谷机故障。

42、机器正常工作中，如果分离筛右位测由正常感应到谷糙混合物直至感应不到谷糙混合物，而谷斗有谷，且单提机在工作，则中封式电磁阀b端输出，中封式电磁阀b端得电，分离调节板左移至最左的最左端，分离调节板小位测接通，中封式电磁阀b端断开；等到重力筛再次布满，分离筛右位测重新感应到谷糙混合物，2秒后，中封式电磁阀a端得电输出，分离调节板右移至最右端，10秒后，中封式电磁阀a端断开。

43、谷斗物料上完后，重力筛上物料逐渐减少，分离筛右位测感应不到物料，2秒后，中封式电磁阀b端输出，中封式电磁阀b端得电，分离调节板左移至中点，分离调节板中位测接通，中封式电磁阀b端断开，分离调节板停在中位；10秒后，中封式电磁阀b端输出，中封式电磁阀b端得电，分离调节板左移至左端，分离调节板小位测接通，分离调节板小位测接通，中封式电磁阀b端断开。

44、步骤5：随着重力筛上物料在减少，分离筛前位测感应不到物料，分离筛前位测断开，2秒后，下糙闸电磁阀断开，下糙闸电磁阀失电，下糙闸关闭，同时，分垄闸电磁阀输出，分垄闸电磁阀得电，分垄闸打开至直笼位，分垄闸直垄位测接通，直垄40秒后，尾料闸电磁阀输出，尾料闸电磁阀得电，尾料阀打开，下尾料，12秒后，尾料闸电磁阀断开，尾料阀关闭，同时分垄闸电磁阀断开，分垄闸关闭到原位，分离筛接触器断开，分离筛停机。

45、在砻谷过程中，如果砻谷机底堵塞，分离筛上小斗堵塞，满溢位测接通，整机暂停工作，显示输出组输出，在谷筛、砻谷机底、分离筛上小斗、风提米下小盘此四位置分别安装有的电容感应器，其输出端并联与满溢位测连接，满溢整机暂停工作。

46、步骤6：下糙闸打开后，糙米慢慢布满米机斗；米机斗底位测先感应到糙米，米机斗底位测接通；若下糙闸打开15秒后，米机斗底位测感应不到糙米，整机暂停工作，显示输出组输出，系统显示不能下糙，当米机斗中位测感应到糙米，米机斗中位测15接通。

47、接通6秒后，碾米机接触器输出，碾米机启动，延时2秒后，米机闸电磁阀输出，米机闸电磁阀得电，米机闸打开，碾米开始，碾米工况以碾米机电流调节，当碾米机电流大于额定值时，电流检测器输出，接通碾米机电流测，拉米机压板输出即脉冲输出，米机压板电机逆转，拉米机压板，直至碾米机电流减小至额定值为止。

48、当米机斗糙米碾米完，米机斗底位测感应不到糙米4秒后，放米机压板输出即脉冲输出，米机压板电机正转，放松米机压板；当下尾料完成，关闭尾料闸后，米机斗底位测感应不到糙米4秒后，关闭米机闸，再8秒后，进入关机程序，关闭碾米机、粉碎机、砻谷机、双提机、砻谷闸，系统显示本次加工费用，碾米加工结束。

49、在碾米过程中，正在砻谷，如果碾米过慢，米机斗中位测连续感应到糙米60秒，则暂关闭下糙闸，直至米机斗中位测感应不到糙米为止。

50、步骤7：白米从碾米机出来后，经风提米机提升至碎米筛再至米斗；风提米机随碾米机一起启停，碎米筛随碾米机一起启动，比碾米机延时40秒关闭。

51、本发明是在nzj-15/15-iii型垄碾组合式碾米机基础上，增加一系列传感器、控制器改装而成，可编程序总控制器plc根据各传感器检测到碾米工况，控制各器件协调工作，提高加工效率，可以集中控制和自动控制，达到全自动智能碾米效果。碾米操作者只需一键启动即可完成碾米加工全过程，大大减轻了不断变换稻谷品种碾米操作的劳动强度。对未来增设投币、扫码自助碾米，提供必要条件。

52、本发明以可编程序的总控制器plc为中心，总控制器plc包括：第1控制器plc1（型号：kv-40dt）和增加的扩展第2控制器plc2（型号：kv-16dt），利用光电、电容电流检测等传感器采集碾米加工过程中各器件工况，经总控制器plc分析、处理后，控制外接的中间继电器，控制各电磁阀、交流接触器、气缸、电动机工作。nzj-15/15-iii型垄碾组合式碾米机是国家农业部推广产品，畅销全国，远销东南亚国家,对此机增设全自动智能碾米系统，使此机具有更广阔的市场前景。