手推式地面清潔機設計含16張CAD圖
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附錄1:外文翻譯
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計
清洗裝置
摘要
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)縱向軸流式清洗設備測試床設計計算機輔助測試技術的基礎上。該系統(tǒng)可以收集實時數(shù)據(jù),及時調(diào)整參數(shù),操作簡單,為實驗研究提供可靠的數(shù)據(jù)清洗裝置。實驗結果表明,數(shù)據(jù)清洗裝置是具有提高重大實驗研究指導,設計和制造的清洗設備。
關鍵詞:縱向軸流;清潔空氣和屏幕設備;電氣控制;采集系統(tǒng)
1 導言
空氣和屏幕清洗裝置是聯(lián)合收割機的一個重要部分,從而直接影響機器的工 作性能。因此,清洗裝置的性能研究具有重要意義。但現(xiàn)實條件是多種多樣的,由于田間作業(yè)季節(jié)性強和重復性差,一些實條件不能在該領域繼續(xù),因此,有必要發(fā)展清潔測試床,用于模擬和重現(xiàn)清洗的全過程,取得關鍵的性能和工作參數(shù)。傳統(tǒng)測試方法采用實驗模擬儀器和模擬記錄設備設備,其測量精度和測試效率非常低,無法滿足清洗要求試驗周期長,參數(shù)多,大量的數(shù)據(jù)實時采集[1-3]。為了得到更好的清洗測試結果,采用電腦測試技術和電子控制技術介紹實驗實現(xiàn)清潔測試自動化數(shù)據(jù)采集和測試過程,來提供機械科研收獲清洗裝置性能的研究方法。
2清洗設備的完整結構試驗臺
清洗裝置試驗臺是由喂養(yǎng)模擬裝置、框架、離心式風機調(diào)整機制、橫流風機 和調(diào)節(jié)機、振動篩框、篩選、穿梭板、傳動齒輪、采取行動鍋、風速傳感器、集成的控制臺、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、扭矩傳感器、電機等組成。結構可調(diào)節(jié)參數(shù)和運行參數(shù),可以滿足軸流清洗設備的測試要求調(diào)整篩曲柄半徑、曲柄轉速、離心風機傾角、風扇轉速、風扇的位置、振動篩的傾斜度、穿梭板的長度和更換篩片等不同類型。試驗臺的結構如圖1所示。
圖1.清洗裝置試驗臺的總裝配圖
1電氣柜;2主題儲物柜;3離心風機;4離心風扇電機;5離心風機;6調(diào)速電機;7穿梭板;8曲柄連桿;9喂養(yǎng)模擬設備;10上振動篩;11下振動屏;12放電糧食輥;13主框架;14采取行動鍋;15橫流風機;16橫流風機電機;17橫流風機框架
1.設計的電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)試驗臺的設計可以收集實時數(shù)據(jù)環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、風扇轉速、風扇扭矩、風扇的電源、進給速度、振動篩軸、轉速轉矩振動屏幕轉軸和屏幕表面風速等;通過操作柜可以實時控制系統(tǒng)的大小和屏幕的振動頻率、風扇振動開關轉速、進給速度等??刂圃碇麟娐穲D如圖2、3所示。
圖2.清洗裝置試驗臺的控制原理圖
圖3.清洗裝置試驗臺的主要電路圖紙
A.硬件系統(tǒng)
測量和控制硬件系統(tǒng)清洗裝置試驗臺包括扭矩傳感器、旋轉轉速傳感器、風速傳感器、環(huán)境溫度傳感器、濕度傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、變頻器、集成控制臺、PLC和變頻調(diào)速電機、工業(yè)控制計算機、打印機等,其成分為如圖4所示。 清洗裝置試驗參數(shù)應測量如下:喂輥速度、離心風扇的轉速和扭矩、離心式風機的出風口角度、橫流鼓風機轉速和扭矩、曲軸轉速和扭矩、偏心、振動篩傾角、振動屏幕幅度等參數(shù)。偏心,離心式風機出口傾角和振動篩可以測量,其余的參數(shù)都可以通過傳感器直接輸入計算機。
圖4.清洗裝置數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)的測試床
轉速和轉矩測量由北京西中航機電技術有限責任公司的CYB-803S型扭矩傳感器測定,如圖5所示。通過計算機軟件對轉矩和速度的實時數(shù)據(jù)采集,為功耗的研究、實驗條件設置和調(diào)節(jié)它提供了有利條件。
圖5.轉矩和轉速傳感器
圖6.氣流傳感器
氣流速度傳感器是上海NaHua科技有限公司制作的,如圖6所示。支撐框架篩子,成為一個有機的整體,從距離屏幕表面的氣流速度傳感器可(0?100毫米)測量氣流速度在上面和下面的篩分。20個測量點完全設計在整個篩分上,即風速傳感器的數(shù)量是20,它可以完成多點氣流速度一次測量,研究清潔室內(nèi)空氣流場數(shù)據(jù)可以直接通過采集系統(tǒng)收集。
PLC選用西門子S7-200系列,通過串行端口連接到工業(yè)PC機,轉矩轉速由傳感器經(jīng)輸出信號的脈沖信號調(diào)節(jié)后送可編程控制器(PLC),進行實時監(jiān)測,將測量所有的工業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)計算機存儲,實時顯示和處理,計算機遠程監(jiān)控測試平臺的工作過程中得以實現(xiàn)。
B.軟件系統(tǒng)
1)PLC數(shù)據(jù)采集部件
扭矩和轉速傳感器輸出的脈沖信號通過空調(diào)后進入PLC,利用PLC內(nèi)置(HSC)的高速計數(shù)器進行計數(shù)。S7-200西門子PLC具有6個高速計數(shù)器(HSC)。其中HSC3為轉速脈沖計數(shù),HSC5扭矩脈沖計數(shù),在應用程序中設置的值和狀態(tài)位是需要操作的控制位當前值。
采樣時間由PLC時序中斷獲得。時間間隔定時器T0間隔中斷范圍1?255ms,根據(jù)應用程序的大小, PLC的掃描周期約5?10毫秒,所以采樣時間不應少于為10ms,與此同時,在最低轉速,每次采樣時間應不小于10個脈沖,確保測量精度。定時時間大小影響測量精度和實時性,準確性是較高的時間較長,但真正的時間是較差。抽樣該系統(tǒng)時間T0取在100毫秒,以確保測量精度,計算發(fā)生在3倍的總和采樣時間,即在0.3秒計算的計數(shù)值。速度測量計算在每周60脈沖:
注:n:轉速,r/min;0K:程序三次轉速脈沖總數(shù)值。
同理扭矩:
注:M:扭矩N·m;F:當前輸出頻率;N:扭矩測量范圍500N·m;K1:三次轉矩脈動的數(shù)值; f0:零扭矩輸出頻率;rfp:全方位運行的輸出頻率。
2)PLC通訊零件
PLC串行狀態(tài),收到PC機的讀取命令后,轉換到發(fā)送狀態(tài),變量的存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到PC,PLC脈沖信號轉換成相應轉速和扭矩值后,存放在一直在接受變量的固定的存儲區(qū)??紤]到收發(fā)器開關有一定的時間間隔,所以系統(tǒng)定時中斷產(chǎn)生5ms的延遲時間再次發(fā)送。 PLC的通信服務流程如圖7所示。
圖7.與PLC通信的流程圖
3)監(jiān)測工業(yè)電腦零件
此基礎上該軟件的主要功能:PLC串行通訊方式,可承接數(shù)據(jù)采集,顯示,存儲和負載轉速振動篩,速度和扭矩和扭矩風橫流風機,離心風機,速度和轉矩速度快,環(huán)境溫度和環(huán)境濕度,數(shù)據(jù)格式存儲XML和XLS。
軟件的運行狀況
硬件要求:CPU奔騰III800M以上,內(nèi)存不小于64M,運行內(nèi)存1G 以上。經(jīng)營系統(tǒng):操作系統(tǒng)需要Windows2000或Windows XP。
該軟件是綠色的裝卸,復制到磁盤或干脆刪除。
軟件的主界面:檢測軟件使用可見編程語言,探測器軟件的主界面在圖8所示。
圖8.Data收購和清洗裝置試驗臺的控制系統(tǒng)主界面
1 結論
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)清洗裝置試驗臺通過計算機實時數(shù)據(jù)收集,實時調(diào)整參數(shù)設計。通過電氣控制和數(shù)據(jù)采集可以實時收集環(huán)境數(shù)據(jù)溫度、濕度,風扇轉速,風扇轉矩,風機功率,進料速度,轉速振動篩軸,振動篩軸的扭矩,屏幕表面風速等,通過操作可以控制振動大小并進行實時切換屏幕振動頻率,風扇轉速,加料速度等。通過實驗表明,所設計電動控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)清洗設備測試床是卓越的精度和可靠性,容易操作,調(diào)整方便,提供了一個基礎軸流在清洗設備的設計和實驗研究未來。
參 考 文 獻
[1]易淑娟,李敏,陳萌.計算機數(shù)據(jù)ition在THRESH GRA系統(tǒng)和stallation的分離[J].農(nóng)業(yè)機械日志.2005.P99?103.
[2]季彬彬,陳進,李耀明.設計和測試重新搜索數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于THRE盛和分離聯(lián)合實驗設備研究[J].測量和控制技術雜志.2004(6).P92?94.
[3]徐麗章,李耀明,張立功等.發(fā)展軸流脫粒和清洗單位的試驗床[D].中國農(nóng)業(yè)機械.2002.P85?88.
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