一種適用于扎花機和剝絨機的電流自動調節器的制作方法

本發明涉及棉花加工機械領域，具體是一種適用于扎花機和剝絨機的電流自動調節器。

背景技術：

目前在棉花加工行業，扎花機和剝絨機的鋸軸電機的電流控制普遍采用傳統的手動調節變頻器控制喂花/籽量，達到調節電流的目的。在操作中不但勞動強度大，而且不易及時發現問題并及時調整，嚴重影響正常的生產。其主要問題是如下幾點：一是由于喂花/籽量靠操作工用手觸摸工作箱內棉籽卷密度憑經驗調節喂籽量，經常出現喂籽量偏多造成堵塞及燒壞電機，或是喂籽量偏少，設備不能滿負荷運行，生產效率低，能耗大；二是由于自動化程度太低不但需要占用很多的操作工，而切操作工勞動強度大；三是由于操作工需要經常用手觸摸工作箱內棉籽卷，存在著很大的安全隱患，時常發生工傷事故。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種適用于扎花機和剝絨機的電流自動調節器，通過鋸軸電機電流檢測電路檢測鋸軸電機的實時工作電流，然后根據實時工作電流控制喂花/籽電機的變頻器給定調節電壓，從而調整喂花/籽電機的運轉速度，調整喂花/籽量。

本發明的技術方案為：

一種適用于扎花機和剝絨機的電流自動調節器，包括有主控單片機IC1，分別與主控單片機IC1連接的鋸軸電機電流檢測電路、喂花/籽電機變頻器電壓調節電路、顯示電路和按鍵電路；

所述的鋸軸電機電流檢測電路包括有互感器TA1、互感器B1、可調電阻W1、雙運算放大器IC2、電阻R1-電阻R8、電容C1、電容C2、二極管D1和二極管D2，雙運算放大器IC2包括有運算放大器IC2-1和運算放大器IC2-2；扎花機/剝絨機的鋸軸電機M1的電流輸出端通過互感器TA1與互感器B1耦合，互感器B1的二次線圈的兩端分別與可調電阻W1的兩端連接，電阻R1的一端、電阻R4的一端均與可調電阻W1的一端連接，電阻R2的一端、電阻R6的一端、可調電阻W1的另一端、電容C2的一端均接地，運算放大器IC2-1的反相輸入端、二極管D1的負極、電阻R3的一端均與電阻R1的另一端連接，運算放大器IC2-1的同相輸入端與電阻R2的另一端連接，二極管D1的正極、二極管D2的負極均與運算放大器IC2-1的輸出端連接，二極管D3的正極、電阻R3的另一端均與電阻R5的一端連接，電阻R4的另一端、電阻R5的另一端、電阻R7的一端、電容C1的一端均與運算放大器IC2-2的反相輸入端連接，電阻R6的另一端與運算放大器IC2-2的同相輸入端連接，電阻R7的另一端、電容C1的另一端、電容C2的另一端、電阻R8的一端均與運算放大器IC2-2的輸出端連接，電阻R8的另一端連接主控單片機IC1的P1.0端口；

所述的喂花/籽電機變頻器電壓調節電路包括有反相器IC3、雙運算放大器IC4、電阻R9-電阻R13、電容C3和電容C4，所述的雙運算放大器IC4包括有運算放大器IC4-1和運算放大器IC4-2；所述的反相器IC3的輸入端與主控單片機IC1的P1.1端口連接，電阻R9的一端與反相器IC3的輸出端連接，電容C3的一端、電阻R10的一端均與電阻R9的另一端連接，電阻R10的另一端與運算放大器IC4-1的同向輸入端連接，電容C3的另一端、電阻R11的一端、電容C4的一端均接地，運算放大器IC4-1的反相輸入端、電阻R12的一端均與運算放大器IC4-1的輸出端連接，電阻R11的另一端、電阻R13的一端均與運算放大器IC4-2的反相輸入端連接，電阻R12的另一端與運算放大器IC4-2的同向輸入端連接，電阻R13的另一端、電容C4的另一端均與運算放大器IC4-2的輸出端連接，運算放大器IC4-2的輸出端連接變頻器的VIN端口，所述的變頻器與喂花/籽電機M2連接。

所述的顯示電路包括有獨立顯卡IC3，獨立顯卡IC3的片選信號CS端口與主控單片機IC1的CS端口連接，獨立顯卡IC3的復位信號RST端口與主控單片機IC1的RST端口連接，獨立顯卡IC3的指令數據選擇AO端口與主控單片機IC1的AO端口連接，獨立顯卡IC3的串行時鐘輸入SCL端口與主控單片機IC1的SCL端口連接，獨立顯卡IC3的串行數據輸入SDA端口與主控單片機IC1的SDA端口連接。

所述的按鍵電路包括有功能鍵S1、移位鍵S2、數字加鍵S3和數字減鍵S4，且功能鍵S1的一端與主控單片機IC1的P3.2端口連接，移位鍵S2的一端與主控單片機IC1的P3.3端口連接，數字加鍵S3的一端與主控單片機IC1的P3.6端口連接，數字減鍵S4的一端與主控單片機IC1的P3.7端口連接，功能鍵S1的另一端、移位鍵S2的另一端、數字加鍵S3的另一端和數字減鍵S4的另一端均接地。

所述的電阻R13為可調電阻。

本發明的優點：

本發明采用了傳感技術和單片機技術對扎花機和剝絨機的電流進行顯示監控，通過按鍵電路調整好給定電流值，當給定電流值確定后，通過扎花機或剝絨機的鋸軸電機電流檢測電路檢測鋸軸電機的實時工作電流，然后根據實時工作電流控制喂花/籽電機的變頻器給定電壓，從而調整喂花/籽電機的運轉速度，調整喂花/籽量，無需人工調整，避免了人為調整的誤差和安全隱患。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

圖2是本發明鋸軸電機和喂花/籽電機的電路連接圖。

圖3是本發明主控單片機的結構圖。

圖4是本發明鋸軸電機電流檢測電路的電路圖。

圖5是本發明喂花/籽電機變頻器電壓調節電路的電路圖。

圖6是本發明顯示電路的電路圖。

圖7是本發明按鍵電路的電路圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

見圖1，一種適用于扎花機和剝絨機的電流自動調節器，包括有主控單片機IC1，分別與主控單片機IC1連接的鋸軸電機電流檢測電路、喂花/籽電機變頻器電壓調節電路、顯示電路和按鍵電路；

見圖4，鋸軸電機電流檢測電路包括有互感器TA1、互感器B1、可調電阻W1、雙運算放大器IC2、電阻R1-電阻R8、電容C1、電容C2、二極管D1和二極管D2，雙運算放大器IC2包括有運算放大器IC2-1和運算放大器IC2-2；扎花機/剝絨機的鋸軸電機M1的電流輸出端通過互感器TA1與互感器B1耦合(見圖2)，互感器B1的二次線圈的兩端分別與可調電阻W1的兩端連接，電阻R1的一端、電阻R4的一端均與可調電阻W1的一端連接，電阻R2的一端、電阻R6的一端、可調電阻W1的另一端、電容C2的一端均接地，運算放大器IC2-1的反相輸入端、二極管D1的負極、電阻R3的一端均與電阻R1的另一端連接，運算放大器IC2-1的同相輸入端與電阻R2的另一端連接，二極管D1的正極、二極管D2的負極均與運算放大器IC2-1的輸出端連接，二極管D3的正極、電阻R3的另一端均與電阻R5的一端連接，電阻R4的另一端、電阻R5的另一端、電阻R7的一端、電容C1的一端均與運算放大器IC2-2的反相輸入端連接，電阻R6的另一端與運算放大器IC2-2的同相輸入端連接，電阻R7的另一端、電容C1的另一端、電容C2的另一端、電阻R8的一端均與運算放大器IC2-2的輸出端連接，電阻R8的另一端連接主控單片機IC1的P1.0端口(見圖3)；

見圖5，喂花/籽電機變頻器電壓調節電路包括有反相器IC3、雙運算放大器IC4、電阻R9-電阻R12、可調電阻R13，電容C3和電容C4，雙運算放大器IC4包括有運算放大器IC4-1和運算放大器IC4-2；反相器IC3的輸入端與主控單片機IC1的P1.1端口連接(見圖3)，電阻R9的一端與反相器IC3的輸出端連接，電容C3的一端、電阻R10的一端均與電阻R9的另一端連接，電阻R10的另一端與運算放大器IC4-1的同向輸入端連接，電容C3的另一端、電阻R11的一端、電容C4的一端均接地，運算放大器IC4-1的反相輸入端、電阻R12的一端均與運算放大器IC4-1的輸出端連接，電阻R11的另一端、電阻R13的一端均與運算放大器IC4-2的反相輸入端連接，電阻R12的另一端與運算放大器IC4-2的同向輸入端連接，電阻R13的另一端、電容C4的另一端均與運算放大器IC4-2的輸出端連接，運算放大器IC4-2的輸出端連接變頻器的VIN端口，變頻器與喂花/籽電機M2連接(見圖2)；

見圖6，顯示電路包括有獨立顯卡IC3，獨立顯卡IC3的片選信號CS端口與主控單片機IC1的CS端口連接，獨立顯卡IC3的復位信號RST端口與主控單片機IC1的RST端口連接，獨立顯卡IC3的指令數據選擇AO端口與主控單片機IC1的AO端口連接，獨立顯卡IC3的串行時鐘輸入SCL端口與主控單片機IC1的SCL端口連接，獨立顯卡IC3的串行數據輸入SDA端口與主控單片機IC1的SDA端口連接；

見圖7，按鍵電路包括有功能鍵S1、移位鍵S2、數字加鍵S3和數字減鍵S4，且功能鍵S1的一端與主控單片機IC1的P3.2端口連接，移位鍵S2的一端與主控單片機IC1的P3.3端口連接，數字加鍵S3的一端與主控單片機IC1的P3.6端口連接，數字減鍵S4的一端與主控單片機IC1的P3.7端口連接，功能鍵S1的另一端、移位鍵S2的另一端、數字加鍵S3的另一端和數字減鍵S4的另一端均接地。

本發明的工作原理：

(1)、系統上電后，首先通過按鍵電路對運行主要參數進行設定，根據軋花機/剝絨機的鋸軸電機功率，設置軋花機/剝絨機的鋸軸電機M1的給定電流和喂花/籽電機M2變頻器的給定電壓；

(2)、軋花機/剝絨機的鋸軸電機M1和喂花/籽電機M2變頻器啟動運行后，喂花/籽電機M2變頻器的初始給定頻率輸出給主控單片機IC1的P1.1端口，主控單片機IC1的P1.0端口輸出PWM信號，經反相器IC3后輸出，再經電阻R9-R13、電容C3、電容C4和雙運算放大器IC4放大后輸出，再進入喂花/籽電機M2變頻器的頻率控制端口VIN來控制喂花/籽電機M2的電機頻率，喂花/籽電機M2按初始給定頻率運轉，提供喂花/籽量。鋸軸電機M1的實時電流通過互感器TA1、互感器B1轉換為0-5V交流電壓，再經過運算放大器IC2、電阻R1-R8、電容C1、電容C2、二極管D1和二極管D2組成的運放整流電路后，輸出0-5V直流電壓，進入主控單片機IC1的P1.0端口進行AD轉換，再由獨立顯卡IC5顯示鋸軸電機M1的工作電流；

(3)、當檢測的鋸軸電機的實時工作電流大于或小于設置的給定電流，主控單片機IC1的將鋸軸點解的實時工作電流和給定電流比較，采用P、I、D及模糊算法并采用PWM方式通過單片機P1.1端口輸入放大后經VIN輸出及時調整喂花/籽電機M2變頻器的給定電壓，從而調整喂花/籽電機M2變頻器的給定頻率，達到自動調整下花/籽量目的，并且使軋花機/剝絨機的工作電流穩定在設置給定電流范圍內。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。