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

背景技術(shù)：

目前在棉花加工行業(yè)軋花機控制及保護系統(tǒng)普遍采用傳統(tǒng)的繼電器控制。由于在整體控制中自動化程度太低，沒有監(jiān)控、自動聯(lián)鎖、智能保護等功能。在操作中不但勞動強度大，而且不易及時發(fā)現(xiàn)問題，造成故障嚴(yán)重影響生產(chǎn)。其主要問題是如下幾點：(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或存放等原因一致性差，在正常工作中如突然進入棉箱的籽棉回潮率過高，操作工又不能及時發(fā)現(xiàn)，造成籽棉卷停轉(zhuǎn)，鋸片摩擦力增大，摩擦起火，有時甚至?xí)龎拿⒓跋挛粰C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、回潮率設(shè)置所需調(diào)節(jié)參數(shù)來改變喂花調(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)由于電機電流過大，經(jīng)常燒壞電機，特別是開合箱微型電機，有時電流過大不能及時停電，造成電機燒壞，更換困難，影響生產(chǎn)。(5)不能反映臺時生產(chǎn)量和設(shè)置限制最高產(chǎn)量，給生產(chǎn)中統(tǒng)計、維修、更換、保養(yǎng)帶來不便。有的加工廠在整個軋花系統(tǒng)中采用觸摸屏和PLC，操作中增加模擬量輸入輸出模塊來解決存在問題，但由于造價太高，對實現(xiàn)單一的軋花機自動控制是不現(xiàn)實的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種操作方便，對運行中的主要參數(shù)有監(jiān)控功能，對軋花機系統(tǒng)有智能保護功能的軋花機自動控制系統(tǒng)。

本發(fā)明所提供的軋花機自動控制系統(tǒng)由主控單片機電路、外故障傳感器、檢測皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、開箱傳感器、合箱傳感器、檢測棉箱棉量傳感器、檢測籽棉回潮率傳感器、皮清刺輥電機電流監(jiān)控電路、皮清給棉電機電流監(jiān)控電路、軋花鋸軸電機電流監(jiān)控電路、清花刺輥電機電流監(jiān)控電路、開合箱電機電流監(jiān)控電路、變頻器、皮清刺輥電機繼電器、皮清給棉電機繼電器、軋花鋸軸電機繼電器、清花刺輥電機繼電器、開箱繼電器、合箱繼電器、參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路組成，由參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路對皮清給棉軸轉(zhuǎn)速、清花刺輥轉(zhuǎn)速、籽棉回潮率、臺時產(chǎn)量的工作極限值進行設(shè)定，設(shè)定皮清刺輥電機、皮清給棉電機、軋花鋸軸電機、清花刺輥電機、開合箱電機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電路內(nèi)，由檢測棉箱棉量傳感器、外故障傳感器、開箱傳感器、合箱傳感器、檢測皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、檢測籽棉回潮率傳感器將實時檢測到的棉箱棉量、外故障信號、開箱信號、合箱信號、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電路，由變頻器將變頻器的控制電壓信號或故障信號輸給主控單片機，由皮清刺輥電機、皮清給棉電機、軋花鋸軸電機、清花刺輥電機、開合箱電機的電流監(jiān)控電路對運行中的皮清刺輥電機、皮清給棉電機、軋花鋸軸電機、清花刺輥電機、開合箱電機的電流進行實時監(jiān)控，并把監(jiān)測值輸入主控單片機電路，在程序的控制下主控單片機電路將變頻器的控制電壓及軋花鋸軸電機電流換算成臺時產(chǎn)量及喂花量的實時監(jiān)測值，并將它們與其它實時監(jiān)測值發(fā)送給參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路顯示，同時，將這些實時監(jiān)測值與存入主控單片機內(nèi)相應(yīng)的運行參數(shù)設(shè)定值進行比較，輸出相應(yīng)的控制信號給軋花機的變頻器和相應(yīng)的繼電器控制變頻器和相應(yīng)電動機的工作。

本發(fā)明所提供的軋花機自動控制系統(tǒng)采用了傳感技術(shù)和單片機技術(shù)對軋花機系統(tǒng)運行中的主要參數(shù)進行監(jiān)控，對軋花機外部設(shè)備的故障、控制喂花機工作的變頻器故障都進行了監(jiān)測，當(dāng)軋花機系統(tǒng)外的配套設(shè)備發(fā)生故障或變頻器發(fā)生故障時，都有相應(yīng)的信號輸送至主控單片機電路，接到這些信號后，主控單片機電路就會向變頻器發(fā)出控制信號，控制喂花電動機的工作避免事故。由檢測棉箱棉量傳感器對棉箱中的棉量進行監(jiān)測，當(dāng)棉箱中無棉量輸出時，主控單片機電路在內(nèi)部程序的控制下，向變頻器發(fā)出控制信號，停止變頻器、喂花電動機的工作，同時啟動開箱繼電器打開箱門進行檢查，當(dāng)檢測到棉箱中有棉量輸出時系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。該軋花機自動控制系統(tǒng)設(shè)置了對皮清給棉軸轉(zhuǎn)速及清花刺輥轉(zhuǎn)速的監(jiān)測傳感器，當(dāng)所監(jiān)測的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時，主控單片機電路發(fā)出故障信號，同時發(fā)出控制信號，停止相應(yīng)的繼電器和電動機的工作，啟動開箱繼電器，開箱檢查故障，故障排除后，在主控單片機的控制下系統(tǒng)再恢復(fù)正常工作。該自動控制系統(tǒng)還設(shè)置了監(jiān)測籽棉回潮率的傳感器，對籽棉回潮率進行實時監(jiān)測，當(dāng)主控單片機電路接到的籽棉回潮率監(jiān)測值高于設(shè)定值時，發(fā)出報警信號，并向變頻器輸出控制信號停止喂花電動機的工作，同時啟動開箱繼電器打開箱門。避免因加工的籽棉一致性差，在正常工作中如突然進入棉箱的籽棉回潮率過高，操作工又不能及時發(fā)現(xiàn)時，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塵網(wǎng)等附件的惡劣事故發(fā)生。該自動控制系統(tǒng)還設(shè)置了對皮清刺輥電機電流、皮清給棉電機電流、軋花鋸軸電機電流、清花刺輥電機電流、開合箱電機電流的監(jiān)測電路，當(dāng)主控單片機電路接到某個電機的電流監(jiān)測值不在設(shè)定范圍內(nèi)時，主控單片機電路就會輸出相應(yīng)的控制信號停止該電機的繼電器、輸出相應(yīng)的控制信號停止變頻器和喂花電機的工作，啟動開箱繼電器，進行檢查，排除故障后系統(tǒng)再恢復(fù)正常工作，主控單片機還可對軋花系統(tǒng)的喂花量、臺時產(chǎn)量進行監(jiān)控，當(dāng)喂花量大于設(shè)定值時，主控單片機可輸出相應(yīng)的控制電壓自動調(diào)節(jié)喂花量;當(dāng)臺時產(chǎn)量小于設(shè)定值時，系統(tǒng)正常運行，臺時產(chǎn)量等于設(shè)定值時，主控單片機向變頻器發(fā)出報警信號，并輸出信號控制臺時產(chǎn)量，如在規(guī)定的時間內(nèi)不能有效地降低臺時產(chǎn)量，主控單片機電路輸出控制信號停止變頻器、喂花電動機，并打開箱門，避免事故。

本發(fā)明所提供的軋花機自動控制系統(tǒng)采用了傳感技術(shù)和單片機技術(shù)對軋花機系統(tǒng)運行中的主要參數(shù)進行監(jiān)控，對軋花機外部設(shè)備的故障、控制喂花機工作的變頻器故障都進行了監(jiān)測，可以方便地對運行中的主要參數(shù)進行設(shè)定，并有監(jiān)控功能，當(dāng)軋花機工作系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時軋花機自動控制系統(tǒng)會及時輸出控制信號避免事故的發(fā)生。從以上分析可知本發(fā)明是一種操作方便，對運行中的主要參數(shù)有監(jiān)控功能，對軋花機系統(tǒng)有智能保護功能，控制靈敏的軋花機自動控制系統(tǒng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

1、適應(yīng)棉花加工企業(yè)現(xiàn)狀的籽棉喂入模式的需要，是一種簡單有效的機械自動喂料模式，大大減少減輕用工的數(shù)量和勞動強度，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、勞動強度大、生產(chǎn)成本高、喂棉不均勻的現(xiàn)狀，真正實現(xiàn)籽棉貨場的機械化自動喂入；

3、實現(xiàn)籽棉貨場的機械化自動喂入的同時，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、對我國現(xiàn)有的籽棉貨場狀況適應(yīng)性強，根據(jù)棉花加工廠的具體條件，能固定工作，也能行走工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的軋花機自動控制系統(tǒng)的原理方框圖；

圖2為軋花機自動控制系統(tǒng)中主控單片機電路的電路原理圖；

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

圖4為軋花機自動控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)定與運行中參數(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為軋花機自動控制系統(tǒng)的控制主程序框圖；

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

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

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

具體實施措施

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

圖2為軋花機自動控制系統(tǒng)中主控單片機電路的電路原理圖。所述的主控單片機電路由主控單片機" img-format="GIF" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no"/> 、，通訊接口電路、，級聯(lián)移位寄存器、與級聯(lián)移位寄存器、組成，主控單片機中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接主控單片機中P2口的一位，移位寄存器的串行輸入端SER接主控單片機中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-接主控單片機中P2口的兩位、，P3口的三位、、。

所述的檢測籽棉回潮率傳感器接主控單片機中A/D輸入口，檢測棉箱棉量傳感器、開箱傳感器、合箱傳感器、檢測皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器、外故障傳感器-的輸出通過光耦合器-分別接主控單片機中P2口的一位，P1口的兩位、，P3口的三位、、。所述的皮清刺輥電機電流監(jiān)測電路由互感器、整流運放構(gòu)成，皮清給棉電機電流監(jiān)測電路由互感器，整流運放、構(gòu)成，軋花鋸軸電機電流監(jiān)測電路由互感器、整流運放、構(gòu)成，清花刺輥電機電流監(jiān)測電路由互感器、整流運放與、構(gòu)成，開合箱電機電流監(jiān)測電路由互感器、整流運放、構(gòu)成，這些電機電流監(jiān)控電路的輸出依次分別接主控單片機中P1口的五位-，它們都是主控單片機的A/D轉(zhuǎn)換器輸入口。主控單片機中P3口的一位通過反相器、運放、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中P1口的一位相接，變頻器的故障信號輸出端，通過光電耦合器、接主控單片機中P2口的一位，主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端通過光電耦合器、三極管接變頻器的復(fù)位繼電器，主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端。通過光電耦合器、三極管接變頻器的起停繼電器。所述的清花刺輥電機繼電器、、，皮清給棉電機繼電器，軋花鋸軸電機繼電器、、，清花刺輥電機繼電器，開箱、合箱繼電、分別通過三極管-、光耦合器-接主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端-及移位寄存器的信號輸出端-，在繼電器-上分別并接報警指示發(fā)光二極管-。

圖3為軋花機自動控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路一的電路原理圖。由圖可知：由按鍵-、單片機、級聯(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)定與運行中參數(shù)顯示電路一，按鍵-、-、-接單片機中P1口的八位-，單片機通過其通訊接口電路與圖2中主控單片機的通訊接口電路相接。

圖4為軋花機自動控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路二的電路原理圖。由圖可知：由按鍵-、單片機、級聯(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)定與運行中參數(shù)顯示電路二，按鍵-、-、-接單片機中P1口的五位-，單片機通過其通訊接口電路與圖2中主控單片機的通訊接口電路相接。

參見圖6-圖9，圖6為軋花機自動控制系統(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與的存儲器內(nèi)。系統(tǒng)開通后，在程序的控制下軋花機自動控制系統(tǒng)對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備有序地開展監(jiān)控工作。

下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明所提供的軋花機自動控制系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)開通后，首先由參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路一、二對運行主要參數(shù)進行設(shè)定。參見圖3、圖4，參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路一中由按鍵-對皮清給棉轉(zhuǎn)速、清花刺輥轉(zhuǎn)速、皮清刺輥電機電流、皮清給棉電機電流、清花刺輥電機電流、軋花鋸軸電機電流、籽棉回潮率及臺時產(chǎn)量進行設(shè)置，將設(shè)定值輸入單片機，單片機通過其通訊接口電路與主控單片機的通訊接口電路，將這些數(shù)據(jù)傳送給主控單片機，存入其內(nèi)的存儲器，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、分別為開箱、合箱繼電器按鍵，按鍵、為手動調(diào)節(jié)產(chǎn)量升、降按鍵，其余按鍵為備用按鍵。參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路二中由按鍵、對軋花鋸軸電機電流、喂花量進行設(shè)置，將設(shè)定值輸入單片機，單片機通過其通訊接口電路與主控單片機的通訊接口電路，將這些數(shù)據(jù)傳送給主控單片機存入其內(nèi)的存儲器，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、分別為開箱、合箱繼電器按鍵，按鍵、為手動調(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、開合箱控制、電機電流、回潮率、產(chǎn)量監(jiān)控等子程序。

轉(zhuǎn)速監(jiān)控：檢測皮清給棉軸轉(zhuǎn)速傳感器、檢測清花刺輥轉(zhuǎn)速傳感器的監(jiān)測信號通過光電耦合器，從主控單片機外中斷0、1端口、送入主控單片機電路。當(dāng)所監(jiān)測的皮清給棉軸轉(zhuǎn)速、清花刺輥轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值時主控單片機電路發(fā)出正常運行信號，軋花機系統(tǒng)維持正常運行;當(dāng)所監(jiān)測的皮清給棉軸轉(zhuǎn)速或清花刺輥轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時，主控單片機電路通過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點亮故障信號指示燈或故障信號指示燈停止皮清給棉電機繼電器或清花刺輥電機繼電器，同時，從移位寄存器的輸出端輸出故障控制信號點亮故障信號指示燈啟動開箱繼電器，打開箱門，待故障排除后，在主控單片機電路的控制下，軋花機系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。

棉箱棉量監(jiān)測：檢測棉箱棉量傳感器的傳感信號通過光電耦合器從主控單片機一輸入口送入主控單片機電路。當(dāng)所監(jiān)測的棉箱中有棉量時，系統(tǒng)正常運行，當(dāng)棉箱中無棉量時，主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端通過光電耦合器、三極管輸出報警信號點亮發(fā)光二極管，同時向變頻器的起停繼電器發(fā)出控制信號，停止變頻器的輸出，停止喂花電動機，同時，輸出故障控制信號點亮故障信號指示燈啟動開箱繼電器，打開箱門。當(dāng)故障排除后，棉箱中有棉量時，在主控單片機電路的控制下，軋花機系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。

外故障、變頻器故障的監(jiān)測：主控單片機對軋花機系統(tǒng)外的配套設(shè)備發(fā)生的故障或變頻器發(fā)生故障都能進行監(jiān)測，外故障傳感器的信號從主控單片機一輸入口送入主控單片機電路，從變頻器的故障信號輸出端輸出的變頻器故障信號通過光電耦合器、從主控單片機的一個輸入口送入主控單片機電路，主控單片機電路接到這些信號后，經(jīng)主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端通過光耦合器、三極管向變頻器的起停繼電器發(fā)出控制信號，停止變頻器、停止喂花電動機的工作，同時啟動開箱繼電器打開箱門，延時10秒后，主控單片機電路經(jīng)移位寄存器的信號輸出端通過光電耦合器、三極管向變頻器的復(fù)位繼電器輸出復(fù)位信號，變頻器復(fù)位，喂花電動機恢復(fù)工作。當(dāng)主控單片機中P1口的一位接到合箱傳感器通過光耦合器發(fā)來的合箱門信號時，單片機軟件時鐘計時。當(dāng)主控單片機中A/D輸入口接到開箱傳感器通過光耦合器發(fā)來的開箱門信號時，主控單片機停止計時，當(dāng)再次合箱時主控單片機再恢復(fù)計時，同時，主控單片機將此信號通過主控單片機及其通訊接口電路傳遞給參數(shù)設(shè)定與運行顯示電路二中的單片機累計合箱時間并驅(qū)動其顯示電路顯示。

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

軋花鋸軸電機電流與喂花量監(jiān)測：軋花鋸軸電機電流監(jiān)測電路的輸出信號從運算放大器凡進入主控單片機的A/D轉(zhuǎn)換器輸入口，經(jīng)主控單片機內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)電流互感器變比計算出十進制監(jiān)測電流值，主控單片機電路根據(jù)軋花鋸軸電機電流的變化自動調(diào)整喂花量采用比例積分PID算法，計算出喂花量，并分別和軋花鋸軸電機電流、喂花量設(shè)定值進行比，使其穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。其原理是：(說明：喂花量是根據(jù)加工籽棉的品級和回潮率及生產(chǎn)出皮棉品級情況確定的，通過操作面板產(chǎn)量升降按鍵調(diào)整到需要值。加工產(chǎn)量相同，如果籽棉的品級和回潮率不同鋸軸電機工作電流也會不同，相同產(chǎn)量品級高和回潮率低的籽棉，鋸軸電機工作電流小，品級低和回潮率高的籽棉鋸軸電機工作電流相應(yīng)大。)在正常工作狀態(tài)下軋花鋸軸電機電流都小于其設(shè)定值，但是由于籽棉的品級和回潮率一致性差或入為調(diào)整喂花量過大時，會使軋花鋸軸電機電流過大，當(dāng)電流大于設(shè)定值時主控單片機電路通過內(nèi)部比例積分PID算法對主控單片機中PWM輸出口的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，通過反相器、運放、輸出控制變頻器的頻率來控制喂花電機轉(zhuǎn)速減少喂花量，使其達到穩(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)軋花鋸軸電機電流監(jiān)測值在所設(shè)定的范圍外連續(xù)5秒后，主控單片機電路發(fā)出故障信號，主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端、移位寄存器的信號輸出端通過光電耦合器、、出控制信號停止軋花鋸軸電機繼電器、、，主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端通過光電耦合器、三極管變頻繼電器發(fā)控制信號停止變頻器、喂花電動機，啟動開箱繼電器。

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放、及其外圍電阻、電容、晶體管構(gòu)成的變送器組成，進入軋花機的籽棉經(jīng)過棉箱里的回潮率探頭，由于進入棉箱的籽棉含水率不同(即電阻率不同)，會在變送器輸入端產(chǎn)生變化的電壓，變化的電壓經(jīng)整流運放、放大后，經(jīng)三極管變?yōu)殡娏鬏敵?為減少遠程傳輸干擾)，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)電壓值進入主控單片機的A/D轉(zhuǎn)推器輸入口進入主控單片機，主控單片機將回潮率監(jiān)測值與設(shè)定值比較，當(dāng)監(jiān)測值小于設(shè)定值，系統(tǒng)正常運行，當(dāng)監(jiān)測值大于設(shè)定值，主控單片機電路中移位寄存器的信號輸出端通過光電耦合器、三極管向變頻都的起停繼電器發(fā)控制信號停止變頻器、喂花電動機，啟動開箱繼電器。

軋花產(chǎn)量監(jiān)控：因為軋花機軋花產(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的PWM輸出口輸出電壓所控制，所以只要改變主控單片機的PWM輸出口輸出電壓就可以改變喂花輥轉(zhuǎn)速從而改變軋花產(chǎn)量。由變頻器外接電位器的可調(diào)端向主控單片機中P1口的A/D輸入口輸送變頻器的控制電壓信號，主控單片機內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)該控制電壓信號與喂花轉(zhuǎn)速關(guān)系計算出十進制產(chǎn)量值，通過主控單片機， 通訊接口電路、及參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路一、二中單片機，的通訊接口電路、單片機、通訊，參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路一、二將十進制產(chǎn)量值顯示出來，同時，主控單片機電路將實時監(jiān)測的產(chǎn)量監(jiān)測值與產(chǎn)量設(shè)定值進行比較，當(dāng)產(chǎn)量監(jiān)測值小于產(chǎn)量設(shè)定值時，系統(tǒng)正常運行，產(chǎn)量監(jiān)測值較低時，操作入員還可以按參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路一、二中的產(chǎn)量上升鍵，參數(shù)設(shè)定與運行中參數(shù)顯示電路一、二中的單片機、通過其通訊接口、將信號傳遞給主控單片機電路，主控單片機的PWM輸出口輸出電壓增加，通過反相器、整流運放、進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)測值等于產(chǎn)量設(shè)定值時，發(fā)出報警信號，此時再按產(chǎn)量上升鍵不起作用。由于目前各廠生產(chǎn)的軋花機沒有產(chǎn)量限制裝置，而加工不同品級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，輸出產(chǎn)量報警，指示燈閃爍，操作工按參數(shù)設(shè)定與運行參數(shù)顯示電路一或二中的手動降產(chǎn)量鍵，參數(shù)設(shè)定與運行參數(shù)顯示電路一或二中的單片機，通過其通訊接口、將此信號傳遞給主控單片機電路，主控單片機的PWM輸出口輸出電壓降低并通過反相器、整流運放、向變頻器的外接電位器可調(diào)端發(fā)送信號，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，將自動打開箱門，停止軋花。本發(fā)明還可以很方便地統(tǒng)計累計鋸軸工作時間，當(dāng)軋花機合箱軋花時，合箱傳感器輸出12V電壓使光電耦合器導(dǎo)通，單片機軟件時鐘計時。由于軋花機工作中經(jīng)常開、合箱門，在原來沒有計時系統(tǒng)情況下，很難統(tǒng)計每班或全年軋花工作時間，給生產(chǎn)統(tǒng)計更換鋸片、保養(yǎng)等帶來不便。該計時裝置可通過按鍵清零，顯示每班計時或隨意計時，另外可通過按鍵查看累及計時，可通過查看累及計時對軋花鋸片清洗、更換，各部件保養(yǎng)提供依據(jù)，計時數(shù)據(jù)掉電不丟失。

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

本發(fā)明所提供的軋花機自動控制系統(tǒng)采用了傳感技術(shù)和單片機技術(shù)對軋花機系統(tǒng)運行中的主要參數(shù)進行監(jiān)控，對軋花機外部設(shè)備的故障、控制喂花機工作的變頻器故障都進行了監(jiān)測，可以方便地對運行中的主要參數(shù)進行設(shè)定，并有監(jiān)控功能，當(dāng)軋花機工作系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時軋花機自動控制系統(tǒng)會及時輸出控制信號避免事故的發(fā)生。從以上分析可知本發(fā)明是一種操作方便，對主要運行參數(shù)有監(jiān)控功能，對軋花機系統(tǒng)有智能保護功能，控制靈敏的軋花機自動控制系統(tǒng)。