機采籽棉烘干自動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、棉花產(chǎn)業(yè)是新疆的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著國家對棉花產(chǎn)業(yè)全程機械化發(fā)展的支持，棉花產(chǎn)業(yè)從種植環(huán)節(jié)到加工環(huán)節(jié)均已實現(xiàn)了機械化作業(yè)。然而在棉花的烘干環(huán)節(jié)，烘干塔內(nèi)氣流的溫度主要仍由人工調(diào)節(jié)。人工調(diào)節(jié)不僅是人力資源的浪費，而且很難對不同含水率的棉花及時進行調(diào)節(jié)，影響了棉花后續(xù)的軋花質(zhì)量。因此，設計了籽棉烘干自動控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能夠?qū)娓伤臏囟冗M行實時控制，保證籽棉在軋花前期達到比較合適的含水率范圍。
　　利用實驗方法，研究發(fā)現(xiàn)籽棉含水率與電導

2、率之間無顯著線性關(guān)系，含水率與介電特性之間具有明顯的線性關(guān)系。經(jīng)過進一步實驗，得到了測量頻率、電壓、容積密度等參數(shù)對介電特性的影響規(guī)律。利用響應曲面試驗，得到了籽棉測量電容值與含水率及容積密度之間的回歸方程:Y=27.068+2.1246A+5.3446B+0.6598A2-0.4652B2+1.3A×B。
　　為了將籽棉的含水率信息轉(zhuǎn)換成可用于自動控制系統(tǒng)的電信號，本文設計了籽棉含水率檢測傳感器。該傳感器主要包括:信號源電路、信

3、號調(diào)理電路、C-V轉(zhuǎn)換電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、ADC轉(zhuǎn)換電路等。該傳感器將0％～30％的含水率信號轉(zhuǎn)變?yōu)?～2.5V的標準電壓信號。
　　采用西門子S7-200控制器，配備EM235模塊，利用位置型PID控制算法，以昆侖通態(tài)公司生產(chǎn)的TPC1061Ti高性能嵌入式一體化觸摸屏監(jiān)視和調(diào)整系統(tǒng)過程參數(shù)，搭建完成了籽棉烘干自動控制系統(tǒng)。經(jīng)過實驗室環(huán)境下試驗，得到以下結(jié)論:烘干后的籽棉含水率控制范圍為4.6％～10％，溫度調(diào)節(jié)時間為30s，