某糧食雜質清理設備的控制系統設計

安徽博微長安電子有限公司 李 明 許 笑 朱艮村 肖 磊

某糧食雜質清理設備的控制系統設計

安徽博微長安電子有限公司 李 明 許 笑 朱艮村 肖 磊

本文設計了一套糧食雜質清理設備的控制系統。系統以可靠的電氣結構，完成對電機的操控與監視。該系統柔性好，易于擴展控制對象，不僅能滿足該設備電機控制上的可靠性要求，而且可根據新的工況，變化升級滿足新的要求。此系統的成功研制，給糧食雜質清理設備提供了支撐和應用基礎。

控制；糧食設備；雜質清理

1 引言

隨著農業科學技術的進步和發展,糧食生產、收獲方式發生了變化, 機械化收獲已逐步成為主流趨勢。機械化收獲時部分葉片、穗、莖等雜質混入糧食中,造成大雜、輕雜含量大大增加,加之農村勞動力人口減少和各種經濟因素的制約,農民已形成交“毛糧”的習慣,在糧食收購過程中出現了“雙高”(水分高、雜質含量高)現象。為確保入倉糧食符合國家標準,提高和強化為農服務能力,必須提高收購環節清雜整理能力。然而在實際工作中,面對“雙高”的情況,現有的雜質清理設備已經不能滿足收儲環節雜質清理的需要,出現了處理量不能滿足要求、污染大、故障多等問題。一方面清理設備的實際處理量大大降低,處理能力滿足不了卸糧和進倉進度要求,甚至清理效果達不到國標要求,必須多次清理;另一方面現有清理設備除雜降塵效果差,造成清理現場塵土飛揚,作業點附近的環境惡劣,嚴重影響了操作和管理人員的健康;再有就是因雜質含量高,雜質堵塞篩板造成篩面篩孔堵塞嚴重,作業過程中不時需停機清理,勞動強度大,甚至使設備風道、排料機構堵塞、卡死造成停機等等。[1]

2 設備

當前糧食清理過程中的雜質總類較多,主要以大雜、小雜、輕雜為主,特別是輕雜所占比例越來越大。在質量要求方面,收儲企業對糧食入倉的雜質含量要求不如生產加工企業嚴格,允許糧食中帶有一部分雜質(1.0%以下),但設備需滿足進倉速度(即清理量)方面的要求。

該設備實行模塊化設計,分成進料與均料系統模塊、傾斜氣流風選系統模塊、分料系統模塊、篩理系統模塊、垂直風選系統模塊、旋風雜質分離沉降系統模塊、重力分離沉降系統模塊、雜質收集系統八大主要部分。

設備清理工藝流程為:進料→均料→風選→篩理→風選,其結構布局如圖1,設備如圖2所示。

圖1 某糧食雜質清理設備工藝流程框圖

圖2 某糧食雜質清理設備圖

圖4 人機界面單元

3 控制系統

3.1 硬件系統

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

3.2 人機單元

圖3 硬件電路原理圖

系統硬件上,以三相異步電機為核心,實現其電源供給、間接控制、熱繼保護。人機界面(按鈕,顯示燈)、電機保護單元、接地單元構成完整的電控系統。具有可環境適應性強,制作簡單,成本低廉的特點。圖4為本系統的人機界面。

圖5 電機時序圖

3.3 電機時序

依據設備工藝的動作需求,設計出了本電控系統的電機時序圖。如圖5所示,電機的啟動順序依次是:傳送電機motor9→絞龍電機關風電機motor5-8→離心電機motor3-4→振動電機motor1-2,關閉順序依次是:振動電機-離心電機-絞龍電機關風電機-傳送電機。

4 可靠性及抗干擾設計

在可靠性和抗干擾性方面主要做了以下設計:

(1)采用有過流、過壓、過熱等保護的集成交流變壓電源模塊;

(2)電機動力線、控制線采用屏蔽電纜線,且分開布置。[2]

5 結束語

由于本系統采用了傳統產品的電控設計方案,設計思路基本類同,開發周期短,風險低。其技術難點主要體現在電機控制的時序控制。[3]

高效糧食雜質清理設備的設計、制造生產,項目組采用了模塊化設計、制造、組裝的思路,通過模塊化方式提高生產組裝效率,縮短維護時間,節約成本。項目集成后采用添加各類雜質進行雜質清除率回收試驗、機械性能測試等實驗,測試各部分的性能參數,能夠滿足產品實際使用要求。設備累計連續工作時間32.48h,沒有出現任何機械故障,運轉平穩。

［1］冀娟.港口糧食物流控制系統的開發與實現［D］.鄭州大學,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給系統脫鉤裝置的設計［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［J］.實驗室研究與探索,2013,32(5):37-41.

李明（1987—），男，碩士，工程師，現供職于安徽博微長安電子有限責任公司，研究方向：機電控制及其自動化。

許笑（1986—），男，工程師，主要從事機電伺服系統電訊設計工作。

朱艮村（1975—），男，工程師，主要從事雷達機電伺服系統電訊設計工作。

肖磊（1986—），男，工程師，主要從事機電伺服系統電訊設計工作。