一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)，包括用于檢測聯(lián)合收獲機行走速度的第一轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速傳感器以及用于檢測脫粒滾筒轉(zhuǎn)速的第三轉(zhuǎn)速傳感器，第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器和第三轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端經(jīng)信號處理電路與PLC控制器的數(shù)字輸入引腳連接，用于檢測喂入量的油壓傳感器經(jīng)精密電阻與PLC控制器的A/D端口連接，PLC控制器的PWM輸出引腳與用于改變聯(lián)合收獲機行走速度的行走系統(tǒng)連接。該控制系統(tǒng)能夠降低聯(lián)合收獲機駕駛員勞動強度，使脫粒滾筒負荷穩(wěn)定，喂入量穩(wěn)定，減小損失率。
【專利說明】一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及自動化控制領域，尤其涉及一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]喂入量是聯(lián)合收獲機的主要設計參數(shù)和性能參數(shù)。工作時喂入量小于額定喂入量，聯(lián)合收獲機負荷不足，效率低下；喂入量大于額定喂入量，系統(tǒng)超負荷工作，發(fā)生堵塞甚至故障，可靠性降低，穩(wěn)定的喂入量是降低損失發(fā)揮最大收獲效率的關鍵。國內(nèi)外在聯(lián)合收獲機喂入量控制方面做了不少工作，但大多都是通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速來控制喂入量，喂入量自動控制系統(tǒng)目前還處于仿真或試驗臺試驗階段，并未解決聯(lián)合收獲機如何行走的問題。
[0003]聯(lián)合收獲機割臺喂入短暫，喂入量不容易直接測量，目前常用工作狀態(tài)比較穩(wěn)定的脫粒滾筒負荷間接表示。脫粒滾筒負荷通常采用滾筒的轉(zhuǎn)速、滾筒軸的扭矩和滾筒功率來表示，脫粒滾筒扭矩不易測量卻可以與滾筒負荷一一對應，當脫粒滾筒采用無級變速機構(gòu)驅(qū)動時，脫粒滾筒扭矩可以用其無級變速系統(tǒng)的油壓力表示。
[0004]油壓力與滾筒扭矩成比例關系，只要測得油壓力就可換算出脫粒滾筒的負荷。脫粒滾筒的扭矩和收割機行走速度之間有一定的比例關系，調(diào)節(jié)行走速度就可控制脫粒滾筒的扭矩穩(wěn)定在額定值附近從而就調(diào)節(jié)了喂入量，利用油壓力建立喂入量自動控制系統(tǒng)，可以及時調(diào)節(jié)收獲機行走速度，調(diào)整喂入量。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)，能夠降低聯(lián)合收獲機駕駛員勞動強度，使脫粒滾筒負荷穩(wěn)定，喂入量穩(wěn)定，減小損失率。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)，包括用于檢測聯(lián)合收獲機行走速度的第一轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速傳感器以及用于檢測脫粒滾筒轉(zhuǎn)速的第三轉(zhuǎn)速傳感器，第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器和第三轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端經(jīng)信號處理電路與PLC控制器的數(shù)字輸入引腳連接，用于檢測喂入量的油壓傳感器經(jīng)精密電阻與PLC控制器的A/D端口連接；PLC控制器的PWM輸出引腳與用于改變聯(lián)合收獲機行走速度的行走系統(tǒng)連接。
[0007]所述信號處理電路包括依次連接的放大器、波形變換電路和波形整形電路。
[0008]所述行走系統(tǒng)采用電控靜液壓系統(tǒng)。
[0009]PLC控制器采用iFLEX C3控制器。
[0010]本實用新型帶來的有益效果為:利用油壓力反應喂入量建立的聯(lián)合收獲機喂入量模糊控制系統(tǒng)方便可行，且控制穩(wěn)定可靠，能有效預防脫粒滾筒堵塞，能充分發(fā)揮脫粒滾筒的脫粒能力和發(fā)動機功率。本系統(tǒng)可以改變泵輸出流量的方向，從而實現(xiàn)前進與后退，減速箱不需要設計倒擋，簡化結(jié)構(gòu)。該控制系統(tǒng)能夠明顯減少聯(lián)合收獲機的故障率，同時降低聯(lián)合收獲機駕駛員勞動強度，減小損失率，提高收獲效益，增強企業(yè)的競爭力?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)方框圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0013]如圖1所示，聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)用第一轉(zhuǎn)速傳感器檢測聯(lián)合收獲機行走速度，第二轉(zhuǎn)速傳感器檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，第三轉(zhuǎn)速傳感器檢測脫粒滾筒轉(zhuǎn)速，上述三個轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號經(jīng)信號處理電路送入PLC控制器的數(shù)字輸入引腳，同時檢測喂入量的油壓傳感器的輸出信號經(jīng)精密電阻送入PLC控制器的A/D端口，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，PLC控制器將模糊控制的控制量輸出控制行走系統(tǒng)。所述信號處理電路包括依次連接的放大器、波形變換電路和波形整形電路。放大器實現(xiàn)對待測信號的放大，降低對待測信號的幅度要求，實現(xiàn)對小信號的測量，波形變換電路和波形整形電路實現(xiàn)把正負交變的信號波形變換成PLC控制器可接受的信號。PLC控制器實時計算聯(lián)合收獲機行走速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速和液壓油壓力，并將油壓力誤差信號與油壓力誤差變化信號作為模糊控制器的輸入變量，通過分析脫粒滾筒的負荷狀態(tài)給出聯(lián)合收獲機目標行走速度作為模糊控制器的輸出量，經(jīng)模糊控制器的推理、判斷、運算給出模糊控制量，該模糊控制量通過PLC控制器的PWM端口輸出給行走系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)聯(lián)合收獲機的行走速度來控制喂入量。
[0014]本實施例中，油壓力傳感器可米用壓力傳感器8498,輸出為4?20mA電流信號,便于經(jīng)串聯(lián)的精密電阻，將電流信號轉(zhuǎn)換為PLC控制器可以接受的電壓信號。其采用螺紋連接，安裝方便。三個轉(zhuǎn)速傳感器可采用常用的霍爾傳感器。行走系統(tǒng)采用電控靜液壓系統(tǒng)，其中，電控泵采用桑澳公司HlP系列的泵，馬達采用桑澳公司90MF系列的馬達。該行走系統(tǒng)可以在不改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速的前提下改變泵的排量，以此改變泵的輸出流量，從而改變馬達的轉(zhuǎn)速，改變行走速度。改變泵的排量只需要操作駕駛室的操縱桿，操作方便，并可以保證脫粒質(zhì)量。本系統(tǒng)可以改變泵輸出流量的方向，從而實現(xiàn)前進與后退，減速箱不需要設計倒擋，簡化結(jié)構(gòu)。PLC控制器采用型號為iFLEX C3的控制器進行數(shù)據(jù)采集與編程，iFlexC3是一款可編程控制器，設計可靠，具有多種標準電氣接口，可根據(jù)應用需求進行靈活配置。
[0015]利用油壓力表示喂入量就是將脫粒滾筒作為被控對象，將行走速度作為控制對象，PLC控制器通過分析脫粒滾筒的負荷狀態(tài)給出目標行走速度，改變聯(lián)合收獲機的行走速度，從而控制脫粒滾筒的扭矩，使脫粒滾筒負荷穩(wěn)定，喂入量穩(wěn)定。
[0016]喂入量控制系統(tǒng)通過改變行走速度保持喂入量穩(wěn)定，控制算法采用模糊控制，將指令油壓力與實測油壓力誤差信號和油壓力誤差變化信號作為模糊控制器輸入，將目標行走速度作為模糊控制器的輸出量，經(jīng)模糊推理、判斷、計算后將控制量傳遞給行走系統(tǒng)從而調(diào)整收獲機的行走速度。
[0017]該控制系統(tǒng)開始運行時，首先進行初始化，檢測系統(tǒng)是否正常。系統(tǒng)正常，則開始采集發(fā)動機速度、脫粒滾筒速度和收獲機行走速度和油壓力信號，信號經(jīng)處理后從不同端口送入PLC控制器，分析計算后通過比較實際喂入量和指令喂入量的差值并進行模糊控制輸出初始行走速度的修正值作為控制量來控制行走系統(tǒng)從而使其達到目標值。
【權(quán)利要求】
1.一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)，其特征在于:包括用于檢測聯(lián)合收獲機行走速度的第一轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速傳感器以及用于檢測脫粒滾筒轉(zhuǎn)速的第三轉(zhuǎn)速傳感器，第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器和第三轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端經(jīng)信號處理電路與PLC控制器的數(shù)字輸入引腳連接，用于檢測喂入量的油壓傳感器經(jīng)精密電阻與PLC控制器的A/D端口連接；PLC控制器的PWM輸出引腳與用于改變聯(lián)合收獲機行走速度的行走系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)，其特征在于:所述信號處理電路包括依次連接的放大器、波形變換電路和波形整形電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)，其特征在于:所述行走系統(tǒng)采用電控靜液壓系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合收獲機喂入量控制系統(tǒng)，其特征在于:PLC控制器采用iFLEX C3控制器。
【文檔編號】A01D41/127GK203723067SQ201420049773
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】尤惠媛, 盧文濤, 李武興, 鄧志剛, 武亞平, 王國華, 劉明國 申請人:洛陽理工學院