机采棉烘干机籽棉湿度检测及控制系统设计

摘要

籽棉烘干作为棉花加工过程中的关键环节，对棉花加工效率与质量的影响很大。目前，国内的籽棉烘干机大部分参照国外的制造技术研究而来，但烘干过程中的籽棉湿度检测以及自动控制技术依然不是很成熟。本文通过对机采棉烘干机内籽棉湿度的检测以及控制系统的设计研究，对降低机采籽棉湿度具有很大的意义，一方面可以预防因籽棉回潮率过高造成的储运过程棉纤维变质、变色甚至自燃的发生，解决轧花环节刷棉不尽、棉卷停转、肋条堵塞的难题；另一方面可以防止籽棉回潮率过低造成的“崩包”、皮棉中棉纤整齐度下降以及短纤维率升高的发生。本文主要研究内容如下：
　　（1）机采棉烘干机籽棉湿度检测系统的设计方案。设计基于 STC12C5A60S2单片机芯片为核心，由复位电路、时钟电路、通信电路、存储电路、晶振电路、电源电路、湿度检测电路、按键电路、显示电路、A/D转换电路和报警电路组成。其中湿度检测电路选用HIH3610芯片进行数据采集，通信电路使用MAX232芯片来设计，时钟电路应用DS1302芯片完成时间记录，显示电路中的显示功能则依靠LM016L芯片完成，存储电路应用24LC64芯片存储数据。
　　通过对籽棉湿度值偏差较大的籽棉和皮棉进行多次检测求平均值发现，系统的测量值与实际显示值的误差在±3％范围内，相对误差在7%以下，达到了系统的设计标准，也满足了可靠性与准确性的需求，为解决现有机采棉籽棉湿度不易控制的难题提供了很好地帮助。
　　（2）机采棉烘干机籽棉湿度控制系统的设计方案。针对我国机采籽棉场上品质控制技术的不完善，对关键设备运行状态的实时控制技术的缺失，各种工艺加工设备没能实现高效配合，而影响棉花加工质量和整个加工生产线高效安全运转的突出难题，拟从上位机系统和下位机系统两部分进行专题研究。上位机系统是控制系统的核心，采用组态软件实施监测和控制，不仅可以实时显示关键部位的运行状态，还能够对采集到的信号进行分析、判断、反馈和优化；下位机系统采用 PLC作为核心，主要负责对传感器信号的采集、处理以及对电机的控制。实践表明，本系统人机界面友好、运行稳定，可以实现监控功能。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本课题研究的主要内容

1.4 本章小结

第二章 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统硬件设计

2.1 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统设计方案

2.2 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统传感器配置

2.3 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统的单片机配置

2.4 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统的电路设计方案

2.5 连接导线的布防和防护设计

2.6 本章小结

第三章 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统软件设计

3.1 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统的软件设计方案

3.2 机采棉烘干机籽棉湿度检测系统的软件模块化设计

3.3 本章小结

第四章 机采棉烘干机籽棉湿度控制系统设计

4.1 籽棉湿度控制系统方案分析

4.2 机采棉烘干机籽棉湿度控制系统的通讯配置

4.3 下位机系统设计

4.4 上位机系统设计

4.5 系统可靠性分析与测试

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 研究结论

5.2 展望

参考文献

附录：籽棉湿度检测系统电路原理图

致谢

作者简介

导师评阅表