專利名稱：智能化谷物干燥機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)機(jī)械，尤其是涉及一種智能化谷物干燥機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
谷物干燥機(jī)是農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要組成部分。由于缺乏干燥設(shè)備，收獲后谷物因不能及時(shí)干燥到安全水分而造成霉?fàn)€變質(zhì)，一般年景損失達(dá)250萬噸，災(zāi)年損失高達(dá)1000萬噸。 谷物干燥機(jī)時(shí)關(guān)系到豐產(chǎn)豐收，保證糧食品質(zhì)的大事。國外谷物干燥設(shè)備的研究開發(fā)時(shí)間比較早，到20世紀(jì)90年代，干燥技術(shù)的研究已經(jīng)達(dá)到較高水平，產(chǎn)品達(dá)到系列化、標(biāo)準(zhǔn)化， 性能穩(wěn)定，質(zhì)量好、自動(dòng)化水平高。我國谷物干燥機(jī)起步較晚，雖然形成了一定的生產(chǎn)能力和使用能力，但還存在著很多問題同國外還有一定的差距，主要是干燥機(jī)數(shù)量少，干燥機(jī)械化水平低，制造質(zhì)量差，干燥機(jī)型號(hào)多、類型雜等，其中最主要的問題是干燥機(jī)的自動(dòng)控制水平低，很多都沒有水分在線測(cè)試裝置，使干燥機(jī)出口的糧食水分不能準(zhǔn)確控制。谷物烘干過程控制在國際范圍內(nèi)，處于計(jì)算機(jī)指導(dǎo)操作階段，還沒有達(dá)到計(jì)算機(jī)完全代替人來工作。目前對(duì)糧食干燥理論的研究還沒達(dá)到真正認(rèn)識(shí)干燥過程物理本質(zhì)的程度，這使得建立起放映生產(chǎn)實(shí)際的系統(tǒng)物理模型不可能，因此無法實(shí)現(xiàn)對(duì)烘干過程的計(jì)算機(jī)控制。影響糧食水分檢測(cè)的因素比較多，對(duì)水分檢測(cè)很難達(dá)到規(guī)定的精度水平，所以無法為系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)。在谷物干燥過程中，谷物顆粒在自重和排糧板的作用下向下運(yùn)動(dòng)， 而濕空氣通過五角盒排出到大氣中。因此，如何能夠利用現(xiàn)有的技術(shù)和理論來實(shí)現(xiàn)谷物干燥過程的控制是急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種智能化谷物干燥過程控制器，彌補(bǔ)了現(xiàn)有一些谷物干燥過程控制方法比較復(fù)雜，設(shè)備過于龐大的缺陷，同時(shí)也解決了復(fù)谷物干燥過程不能控制問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明包括用于測(cè)量谷物干燥機(jī)出口谷物水分的谷物水分測(cè)量電路、用于測(cè)量干燥機(jī)內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測(cè)量電路、單片機(jī)處理單元、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機(jī)控制電路；谷物水分測(cè)量電路、風(fēng)溫測(cè)量電路、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和電機(jī)控制電路分別與單片機(jī)處理單元相連。所述谷物水分測(cè)量電路由CAV444芯片及其周圍電路構(gòu)成，其中測(cè)量水分的電容式傳感器接CAV444芯片的第12腳，電容式傳感器的電容信號(hào)經(jīng)CAV444芯片處理后由第5 腳接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的P3. 0 口。所述的風(fēng)溫測(cè)量電路由電阻式溫度傳感器PT100及其周圍處理電路構(gòu)成，溫度變化的電阻信號(hào)經(jīng)AD0P07和AD620AD兩級(jí)放大處理后通過TCL2543芯片轉(zhuǎn)換接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的P1.0 口。所述的單片機(jī)處理單元采用AT89S5X系列單片機(jī)。
3
所述的按鍵為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤上的八根引線分別與單片機(jī)AT89S5X芯片的P0. 0-P0. 7 口相連。所述的過限報(bào)警電路由蜂鳴器Bl和發(fā)光二極管DSl構(gòu)成，與單片機(jī)處理單元 AT89S5X 芯片的 P3. 2，P3. 3 口相連。所述的液晶顯示器型號(hào)為LM2068，液晶顯示器上的八根數(shù)據(jù)引線DB(TDB7分別與單片機(jī)AT89S5X芯片的P. 2. (ΓΡ2. 7相連，液晶顯示器的CS，RS, WR, RD, RST引線接單片機(jī)處理單元 AT89S5X 芯片的 P3. 6，P3. 7，P2. 7，PSEN, ALE 口。所述的電機(jī)控制電路包括PWM發(fā)生電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離電路，其中PWM發(fā)生電路由SG3525芯片及其周圍電路構(gòu)成，通過P3. 4 口與單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片相連，產(chǎn)生的PWM波通過SG3525芯片的第11管腳輸送給由光電耦合器PS2705構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離電路，通過光電耦合器PS2705的U2-70腳接運(yùn)糧機(jī)電機(jī)。本發(fā)明具有的有益效果是
本發(fā)明電路簡單，僅僅使用了一個(gè)AT89S5X系列芯片以及一些簡單的外圍器件，通過采集干燥空氣溫度，出口谷物水分含量來控制干燥時(shí)間從而達(dá)到干燥過程控制，同時(shí)還具備干燥條件超標(biāo)報(bào)警顯示作用，具有較高的靈活性和實(shí)用性。本發(fā)明可安裝在通用的谷物干燥機(jī)上，是一種實(shí)用的、價(jià)格非常低廉的智能化谷物干燥控制器。


圖1是智能化谷物干燥過程控制器裝置結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的谷物水分測(cè)量電路圖。圖3是本發(fā)明的風(fēng)溫測(cè)量電路圖。圖4是本發(fā)明的單片機(jī)處理單元電路圖。圖5是本發(fā)明的鍵盤輸入電路圖。圖6是本發(fā)明的過限報(bào)警電路圖。圖7是本發(fā)明的液晶顯示電路圖。圖8是本發(fā)明的電機(jī)控制電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明包括用于測(cè)量谷物干燥機(jī)出口谷物水分的谷物水分測(cè)量電路、用于測(cè)量干燥機(jī)內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測(cè)量電路、單片機(jī)處理單元、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機(jī)控制電路；谷物水分測(cè)量電路、風(fēng)溫測(cè)量電路、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和電機(jī)控制電路分別與單片機(jī)處理單元相連。如圖2所示，所述谷物水分測(cè)量電路由CAV444芯片及其周圍電路構(gòu)成，其中測(cè)量水分的電容式傳感器接CAV444芯片的第12腳，電容式傳感器的電容信號(hào)經(jīng)CAV444芯片處理后由第5腳接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的P3. 0 口。谷物水分測(cè)量電路將反映水分含量的電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再與單片機(jī)處理單元連接，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路由CAV44芯片內(nèi)部構(gòu)成多諧振電路實(shí)現(xiàn)了 C/F變換，其諧振頻率公式為fx =1. 44/RCx(Cx為所求電容量，R為電阻值)，用壓頻——頻壓變換器的頻壓電路進(jìn)行 F/V轉(zhuǎn)換，有^=1 ； (mv) (fx單位(Hz)，M為常量)，經(jīng)過這樣的變換將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Vx。如圖3所示，所述的風(fēng)溫測(cè)量電路由電阻式溫度傳感器PT100及其周圍處理電路構(gòu)成，溫度變化的電阻信號(hào)經(jīng)AD0P07和AD620AD兩級(jí)放大處理后通過TCL2543芯片轉(zhuǎn)換接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的Pl. 0 口。如圖4所示，所述的單片機(jī)處理單元采用AT89S5X系列單片機(jī)。如圖5所示，所述的按鍵為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤上的八根引線分別與單片機(jī) AT89S5X芯片的P0.0-P0.7 口相連。通過鍵盤輸入不同待測(cè)谷物種類代碼以及期望的水分含量值，單片機(jī)會(huì)根據(jù)輸入值來確定。如圖6所示，所述的過限報(bào)警電路由蜂鳴器Bl和發(fā)光二極管DSl構(gòu)成，與單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的P3. 2，P3. 3 口相連，不同種類谷物的干燥環(huán)境要求是不同的，因此限值會(huì)根據(jù)鍵盤輸入而變化。如圖7所示，所述的液晶顯示器型號(hào)為LM2068，液晶顯示器上的八根數(shù)據(jù)引線 DB0 DB7分別與單片機(jī)AT89S5X芯片的P. 2. 0 Ρ2· 7相連，液晶顯示器的CS, RS, WR, RD, RST 引線接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的Ρ3. 6，Ρ3. 7，Ρ2. 7，PSEN, ALE 口。如圖8所示，所述的電機(jī)控制電路包括PWM發(fā)生電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離電路，其中 PWM發(fā)生電路由SG3525芯片及其周圍電路構(gòu)成，通過Ρ3. 4 口與單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片相連，產(chǎn)生的PWM波通過SG3525芯片的第11管腳輸送給由光電耦合器PS2705構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離電路，通過光電耦合器PS2705的U2-70腳接運(yùn)糧機(jī)電機(jī)。單片機(jī)根據(jù)當(dāng)期谷物水分值和設(shè)定水分值的差值通過SG3525及其周圍電路調(diào)節(jié)輸出脈寬調(diào)制波，該電路與單片機(jī)相連，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)谷物干燥時(shí)間。本發(fā)明的工作原理
當(dāng)谷物干燥機(jī)在工作時(shí)，智能化谷物干燥過程控制器液晶顯示屏幕會(huì)顯示“請(qǐng)輸入待干燥谷物種類和水分設(shè)定值”字樣，不同種類的谷物物料對(duì)應(yīng)不同的代碼，比如A為小麥，B 為玉米等，以小麥為例，這時(shí)候需要現(xiàn)場(chǎng)人員通過按鍵將A輸入，然后接將預(yù)期設(shè)定的濕度值也輸入，將這兩個(gè)參數(shù)輸入后，控制器會(huì)顯示“當(dāng)前干燥的谷物是小麥”，“濕度設(shè)定值為 **%”字樣，這時(shí)候控制器的谷物水分電路和風(fēng)溫測(cè)量電路開始采集水分和溫度信號(hào)，并將這兩個(gè)數(shù)值輸送給控制器單片機(jī)處理單元，單片機(jī)會(huì)根據(jù)當(dāng)前干燥機(jī)內(nèi)溫度值，以及比較當(dāng)前谷物水分值和設(shè)定值的差值來得出此刻谷物的需要的干燥時(shí)間，該控制過程的實(shí)現(xiàn)是通過單片機(jī)根據(jù)輸入?yún)?shù)來輸出脈寬調(diào)制波，通過調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制波的占空比來達(dá)到對(duì)運(yùn)糧機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，在這樣一個(gè)不斷反饋調(diào)整控制的過程中就實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前溫度趨于設(shè)定值的功能。同時(shí)由于不同種類在干燥過程有著不同的溫度需求，溫度過低時(shí)干燥不充分，溫度過高時(shí)谷物大量爆腰，影響品質(zhì)，針對(duì)不同種類的谷物設(shè)定不同的干燥溫度范圍，當(dāng)谷物干燥溫度超過設(shè)定范圍時(shí)會(huì)有報(bào)警提示并有燈光閃爍。該控制器裝置簡單，操作方便，通過設(shè)定初始值即可自動(dòng)完成內(nèi)部智能化調(diào)節(jié)控制并有溫度過限報(bào)警提示。
權(quán)利要求
1.一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于包括用于測(cè)量谷物干燥機(jī)出口谷物水分的谷物水分測(cè)量電路、用于測(cè)量干燥機(jī)內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測(cè)量電路、單片機(jī)處理單元、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機(jī)控制電路；谷物水分測(cè)量電路、風(fēng)溫測(cè)量電路、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和電機(jī)控制電路分別與單片機(jī)處理單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于所述的其特征在于所述谷物水分測(cè)量電路由CAV444芯片及其周圍電路構(gòu)成，其中測(cè)量水分的電容式傳感器接CAV444芯片的第12腳，電容式傳感器的電容信號(hào)經(jīng)CAV444芯片處理后由第5腳接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的P3. 0 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于所述的風(fēng)溫測(cè)量電路由電阻式溫度傳感器PT100及其周圍處理電路構(gòu)成，溫度變化的電阻信號(hào)經(jīng) AD0P07和AD620AD兩級(jí)放大處理后通過TCL2543芯片轉(zhuǎn)換接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的 P1.0 口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于所述的單片機(jī)處理單元采用AT89S5X系列單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于所述的按鍵為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤上的八根引線分別與單片機(jī)AT89S5X芯片的P0. 0-P0. 7 口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于所述的過限報(bào)警電路由蜂鳴器Bl和發(fā)光二極管DSl構(gòu)成，與單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的P3. 2， P3. 3 口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于所述的液晶顯示器型號(hào)為LM2068，液晶顯示器上的八根數(shù)據(jù)引線DB(TDB7分別與單片機(jī)AT89S5X芯片的P. 2. (ΓΡ2. 7相連，液晶顯示器的CS，RS, WR, RD, RST引線接單片機(jī)處理單元AT89S5X芯片的 P3. 6，P3. 7，P2. 7，PSEN, ALE 口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機(jī)控制器，其特征在于所述的電機(jī)控制電路包括PWM發(fā)生電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離電路，其中PWM發(fā)生電路由SG3525芯片及其周圍電路構(gòu)成，通過P3. 4 口與單片機(jī)處理器AT89S5X芯片相連，產(chǎn)生的PWM波通過SG3525 芯片的第11管腳輸送給由光電耦合器PS2705構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離電路，通過光電耦合器 PS2705的U2-70腳接運(yùn)糧機(jī)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能化谷物干燥機(jī)控制器。包括用于測(cè)量谷物干燥機(jī)出口谷物水分的谷物水分測(cè)量電路、用于測(cè)量干燥機(jī)內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測(cè)量電路、單片機(jī)處理單元、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機(jī)控制電路；谷物水分測(cè)量電路、風(fēng)溫測(cè)量電路、鍵盤輸入電路、過限報(bào)警電路、液晶顯示電路和電機(jī)控制電路分別與單片機(jī)處理單元相連。本發(fā)明僅使用一個(gè)AT89S5X系列芯片以及一些外圍器件，通過采集干燥空氣溫度，出口谷物水分含量來控制干燥時(shí)間從而達(dá)到干燥過程控制，同時(shí)還具備干燥條件超標(biāo)報(bào)警顯示作用，具有較高的靈活性和實(shí)用性。安裝在通用的谷物干燥機(jī)上，是一種價(jià)格非常低廉的智能化谷物干燥控制器。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102508448SQ201110311248
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者王劍平, 蓋玲, 高飛 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)