某糧食雜質(zhì)清理設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

安徽博微長(zhǎng)安電子有限公司 李 明 許 笑 朱艮村 肖 磊

某糧食雜質(zhì)清理設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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本文設(shè)計(jì)了一套糧食雜質(zhì)清理設(shè)備的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以可靠的電氣結(jié)構(gòu)，完成對(duì)電機(jī)的操控與監(jiān)視。該系統(tǒng)柔性好，易于擴(kuò)展控制對(duì)象，不僅能滿足該設(shè)備電機(jī)控制上的可靠性要求，而且可根據(jù)新的工況，變化升級(jí)滿足新的要求。此系統(tǒng)的成功研制，給糧食雜質(zhì)清理設(shè)備提供了支撐和應(yīng)用基礎(chǔ)。

控制；糧食設(shè)備；雜質(zhì)清理

1 引言

隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,糧食生產(chǎn)、收獲方式發(fā)生了變化, 機(jī)械化收獲已逐步成為主流趨勢(shì)。機(jī)械化收獲時(shí)部分葉片、穗、莖等雜質(zhì)混入糧食中,造成大雜、輕雜含量大大增加,加之農(nóng)村勞動(dòng)力人口減少和各種經(jīng)濟(jì)因素的制約,農(nóng)民已形成交“毛糧”的習(xí)慣,在糧食收購(gòu)過(guò)程中出現(xiàn)了“雙高”(水分高、雜質(zhì)含量高)現(xiàn)象。為確保入倉(cāng)糧食符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),提高和強(qiáng)化為農(nóng)服務(wù)能力,必須提高收購(gòu)環(huán)節(jié)清雜整理能力。然而在實(shí)際工作中,面對(duì)“雙高”的情況,現(xiàn)有的雜質(zhì)清理設(shè)備已經(jīng)不能滿足收儲(chǔ)環(huán)節(jié)雜質(zhì)清理的需要,出現(xiàn)了處理量不能滿足要求、污染大、故障多等問(wèn)題。一方面清理設(shè)備的實(shí)際處理量大大降低,處理能力滿足不了卸糧和進(jìn)倉(cāng)進(jìn)度要求,甚至清理效果達(dá)不到國(guó)標(biāo)要求,必須多次清理;另一方面現(xiàn)有清理設(shè)備除雜降塵效果差,造成清理現(xiàn)場(chǎng)塵土飛揚(yáng),作業(yè)點(diǎn)附近的環(huán)境惡劣,嚴(yán)重影響了操作和管理人員的健康;再有就是因雜質(zhì)含量高,雜質(zhì)堵塞篩板造成篩面篩孔堵塞嚴(yán)重,作業(yè)過(guò)程中不時(shí)需停機(jī)清理,勞動(dòng)強(qiáng)度大,甚至使設(shè)備風(fēng)道、排料機(jī)構(gòu)堵塞、卡死造成停機(jī)等等。[1]

2 設(shè)備

當(dāng)前糧食清理過(guò)程中的雜質(zhì)總類(lèi)較多,主要以大雜、小雜、輕雜為主,特別是輕雜所占比例越來(lái)越大。在質(zhì)量要求方面,收儲(chǔ)企業(yè)對(duì)糧食入倉(cāng)的雜質(zhì)含量要求不如生產(chǎn)加工企業(yè)嚴(yán)格,允許糧食中帶有一部分雜質(zhì)(1.0%以下),但設(shè)備需滿足進(jìn)倉(cāng)速度(即清理量)方面的要求。

該設(shè)備實(shí)行模塊化設(shè)計(jì),分成進(jìn)料與均料系統(tǒng)模塊、傾斜氣流風(fēng)選系統(tǒng)模塊、分料系統(tǒng)模塊、篩理系統(tǒng)模塊、垂直風(fēng)選系統(tǒng)模塊、旋風(fēng)雜質(zhì)分離沉降系統(tǒng)模塊、重力分離沉降系統(tǒng)模塊、雜質(zhì)收集系統(tǒng)八大主要部分。

設(shè)備清理工藝流程為:進(jìn)料→均料→風(fēng)選→篩理→風(fēng)選,其結(jié)構(gòu)布局如圖1,設(shè)備如圖2所示。

圖1 某糧食雜質(zhì)清理設(shè)備工藝流程框圖

圖2 某糧食雜質(zhì)清理設(shè)備圖

圖4 人機(jī)界面單元

3 控制系統(tǒng)

3.1 硬件系統(tǒng)

在硬件設(shè)計(jì)上,選用變壓器NDK(BK)-100 380/36 100W作為控制部分電源,為人機(jī)交互通提供電源需要。圖3為硬件電路原理圖。

3.2 人機(jī)單元

圖3 硬件電路原理圖

系統(tǒng)硬件上,以三相異步電機(jī)為核心,實(shí)現(xiàn)其電源供給、間接控制、熱繼保護(hù)。人機(jī)界面(按鈕,顯示燈)、電機(jī)保護(hù)單元、接地單元構(gòu)成完整的電控系統(tǒng)。具有可環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),制作簡(jiǎn)單,成本低廉的特點(diǎn)。圖4為本系統(tǒng)的人機(jī)界面。

圖5 電機(jī)時(shí)序圖

3.3 電機(jī)時(shí)序

依據(jù)設(shè)備工藝的動(dòng)作需求,設(shè)計(jì)出了本電控系統(tǒng)的電機(jī)時(shí)序圖。如圖5所示,電機(jī)的啟動(dòng)順序依次是:傳送電機(jī)motor9→絞龍電機(jī)關(guān)風(fēng)電機(jī)motor5-8→離心電機(jī)motor3-4→振動(dòng)電機(jī)motor1-2,關(guān)閉順序依次是:振動(dòng)電機(jī)-離心電機(jī)-絞龍電機(jī)關(guān)風(fēng)電機(jī)-傳送電機(jī)。

4 可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)

在可靠性和抗干擾性方面主要做了以下設(shè)計(jì):

(1)采用有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱等保護(hù)的集成交流變壓電源模塊;

(2)電機(jī)動(dòng)力線、控制線采用屏蔽電纜線,且分開(kāi)布置。[2]

5 結(jié)束語(yǔ)

由于本系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)產(chǎn)品的電控設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)思路基本類(lèi)同,開(kāi)發(fā)周期短,風(fēng)險(xiǎn)低。其技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在電機(jī)控制的時(shí)序控制。[3]

高效糧食雜質(zhì)清理設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造生產(chǎn),項(xiàng)目組采用了模塊化設(shè)計(jì)、制造、組裝的思路,通過(guò)模塊化方式提高生產(chǎn)組裝效率,縮短維護(hù)時(shí)間,節(jié)約成本。項(xiàng)目集成后采用添加各類(lèi)雜質(zhì)進(jìn)行雜質(zhì)清除率回收試驗(yàn)、機(jī)械性能測(cè)試等實(shí)驗(yàn),測(cè)試各部分的性能參數(shù),能夠滿足產(chǎn)品實(shí)際使用要求。設(shè)備累計(jì)連續(xù)工作時(shí)間32.48h,沒(méi)有出現(xiàn)任何機(jī)械故障,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

［1］冀娟.港口糧食物流控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)［D］.鄭州大學(xué),2010.

［2］席廣輝,王峰,皇淼淼,李明,等.基于力值顯示控制器的某補(bǔ)給系統(tǒng)脫鉤裝置的設(shè)計(jì)［J］.電子世界,2014,(6):129.

［3］沈超明,李旭東,楊繪峰.起重吊鉤極限承載力試驗(yàn)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013,32(5):37-41.

李明（1987—），男，碩士，工程師，現(xiàn)供職于安徽博微長(zhǎng)安電子有限責(zé)任公司，研究方向：機(jī)電控制及其自動(dòng)化。

許笑（1986—），男，工程師，主要從事機(jī)電伺服系統(tǒng)電訊設(shè)計(jì)工作。

朱艮村（1975—），男，工程師，主要從事雷達(dá)機(jī)電伺服系統(tǒng)電訊設(shè)計(jì)工作。

肖磊（1986—），男，工程師，主要從事機(jī)電伺服系統(tǒng)電訊設(shè)計(jì)工作。