打捆裹包機(jī)自動控制噴藥裝置的研究

齊澤中+湯明昊+肖煜

摘 要：現(xiàn)階段的打捆裹包機(jī)多為國外進(jìn)口，在實(shí)際生產(chǎn)中并不完全適合我國國情，為了縮短青貯飼料的發(fā)酵周期，需要對打捆前的秸稈等原材料進(jìn)行藥液的噴灑，但是這個過程中會出現(xiàn)的藥液浪費(fèi)現(xiàn)象，所以我們利用壓力傳感器，角度傳感器以及流量控制器與單片機(jī)程序設(shè)計(jì)了打捆裹包機(jī)自動控制噴藥裝置。

關(guān)鍵詞：打捆裹包機(jī)；流量控制；噴藥：密度流；檢測；青貯添加劑

在我國，秸稈資源非常豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù) 2010 年統(tǒng)計(jì)年鑒 和秸稈產(chǎn)量 / 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 估算中國 2009 年主要作物秸稈總量約 6.46 億 t，其中以玉米、稻谷的秸稈為主，占總體的 2/3。作物秸稈用途廣泛，在畜牧業(yè)可制成青貯飼料喂養(yǎng)牲畜；在新能源方面可以用于發(fā)電、制造燃料乙醇、發(fā)酵后生產(chǎn)沼氣；作為液化發(fā)生灶原料；栽培食用菌等。隨著國家相關(guān)環(huán)保政策的實(shí)施和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，秸稈的綜合利用問題得到了很高的重視。[3-4] 隨著科技的發(fā)展我國大力扶植農(nóng)業(yè)的國策推行，科技興農(nóng)逐漸變?yōu)槲覀儸F(xiàn)在的主流路線，我們此次的研究項(xiàng)目在打捆裹包一體機(jī)上加裝藥液自動控制噴灑裝置，利用藥液用量控制裝置以及草量檢測裝置通過此裝置來實(shí)現(xiàn)青貯打捆裹包時藥液噴灑不均勻，而造成藥液嚴(yán)重浪費(fèi)以及發(fā)酵不均勻的現(xiàn)象，主要利用了現(xiàn)在比較主流的單片機(jī)以及數(shù)字自動控制技術(shù)，利用壓力傳感器裝置以及角度傳感器裝置的共同使用來檢測入草口的草量進(jìn)入情況，通過對草量的檢測合理的噴灑適當(dāng)?shù)乃幰海龅剿幰旱木鶆驀姙?，通過以上技術(shù)以及理念來實(shí)現(xiàn)我們藥液自動控制噴裝置的設(shè)計(jì)。通過對打捆裹包一體機(jī)藥液自動控制噴灑裝置的設(shè)計(jì)研究，來解決青貯飼料打捆裹包時藥液噴灑不均勻，而造成藥液嚴(yán)重浪費(fèi)以及發(fā)酵不均勻的現(xiàn)象，同時通過此裝置的加裝讓這種國外進(jìn)口的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械更加適合我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，讓青貯飼料可以大規(guī)?？焖俚纳a(chǎn)使用，促進(jìn)我國青貯飼料的推廣以及大規(guī)模使用。

一、系統(tǒng)的整體框架

1.草料重量檢測裝置

對打捆裹包機(jī)進(jìn)草口處加裝草料重量檢測裝置，通過該裝置對每時刻通過進(jìn)草口的草料的重量進(jìn)行檢測，得出草料的重量將這些重量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘栞斎氲接?jì)算機(jī)中。

該裝置在具體設(shè)計(jì)時我們利用了壓力傳感器裝置，分別在進(jìn)草進(jìn)口的傳送帶下面加裝多個壓力傳感器對不同的區(qū)域進(jìn)行同時檢測，可以提高傳送帶上方便于各個藥液噴頭對傳送帶上不同區(qū)域的青貯原料進(jìn)行均勻的藥液噴灑，已達(dá)到裝置設(shè)計(jì)的目的。

2.草料厚度檢測裝置

對打捆裹包機(jī)進(jìn)草口處加裝草料厚度檢測裝置，通過該裝置對每時刻通過進(jìn)草口的草料的厚度進(jìn)行檢測，主要目的是結(jié)合草料重量檢測裝置，通過檢測每個時刻通過進(jìn)草口傳送帶的草料的重量以及高度得出草料的密度流，通過密度流的得出實(shí)現(xiàn)對不同時刻進(jìn)草口傳送帶上的草料藥液的均勻噴灑實(shí)現(xiàn)，打輪裹包機(jī)噴藥裝置裝置噴藥時的合理性，避免了藥液不必要的浪費(fèi)。

該裝置在設(shè)計(jì)時主要采用了角度傳感器，在進(jìn)草口加裝擋板，每塊擋板分別于一個角度傳感器連接，并且每個角度傳感器與擋板和一個可控藥液噴頭連接形成一個部分噴藥系統(tǒng)，通過草料通過擋板時，擋板抬起的高度來確定草料的高度，在通過角度傳感器將偏轉(zhuǎn)的角度，轉(zhuǎn)化為電子信號傳送到控制器中，對噴頭進(jìn)行控制。

3.藥液噴灑控制裝置

計(jì)算機(jī)接收到草料重量檢測裝置所檢測的每個時刻的進(jìn)草口的草料密度流信號后，通過之前編寫的草料總與藥液用量的換算比得住藥液的具體用量，通過流量控制器控制輸出所需的藥液用量，然后通過藥液控制裝置控制噴頭對草料進(jìn)行噴藥。因?yàn)樵谒幰簢姙⒌倪^程中我們利用了多個傳感器分別檢測的方法，來提高檢測的準(zhǔn)確性，所以在噴藥時各個噴頭的噴藥量根據(jù)其檢測值有關(guān)，已達(dá)到自動合理的對草料進(jìn)行藥液的噴灑。

4.流量控制器

工作原理是流量傳感器采集到流量信息，通過變換器，轉(zhuǎn)化為電信號，AD轉(zhuǎn)換器將模擬電信號轉(zhuǎn)化為離散信號，傳給單片機(jī)。單片機(jī)軟件系統(tǒng)根據(jù)事先的設(shè)定值對采集的信息進(jìn)行處理，輸出離散的控制信號。DA轉(zhuǎn)換器將離散的控制信號轉(zhuǎn)化為模擬電量。通過模擬電量來控制閥門的動作，從而調(diào)節(jié)流量，實(shí)現(xiàn)流量的精確控制。

流量是指單位時間內(nèi)通過管道某一截面的物料數(shù)量。本控制系統(tǒng)的任務(wù)是對通過某一管道截面的物料數(shù)量即降粘劑流量進(jìn)行控制。本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，通過流量計(jì)采集流量信息，傳給單片機(jī)。單片機(jī)通過預(yù)先設(shè)定值和系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析，發(fā)出相應(yīng)的控制信號，驅(qū)動調(diào)節(jié)閥動作，從而確定降粘劑的配比與耗量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。

二、結(jié)語

我國現(xiàn)階段設(shè)計(jì)出的打捆裹包機(jī)械在技術(shù)水平上與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。為加快我國大捆機(jī)具的發(fā)展，提出以下建議：

加強(qiáng)自主創(chuàng)新研發(fā)能力，提高機(jī)具可靠性。結(jié)合我國特定的情況，研制出適合我國的打捆裹包機(jī)具。在滿足設(shè)備可靠性及適應(yīng)性的同時，降低生產(chǎn)成本，提高操作性能。

引進(jìn)國外先進(jìn)機(jī)具和技術(shù)，吸取其先進(jìn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我國實(shí)際情況，對相應(yīng)機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，逐漸完善我國打捆裹包機(jī)械的品種。

充分發(fā)揮政府在我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的積極作用，為了進(jìn)一步推動行業(yè)的健康發(fā)展，政府應(yīng)充分發(fā)揮其作用。要加大對打捆裹包機(jī)械研發(fā)的投入；對國內(nèi)打捆裹包機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)和機(jī)械購買者提供農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策。在打捆裹包機(jī)械的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)給予扶持和支持，形成一個有效的良性循環(huán)。

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