[发明专利]采棉机智能控制系统

说明书

技术领域

本发明属于智能农业机械采棉机的控制系统，特别涉及一种采棉机智能控制系统。该系统是采用基于CAN总线的PC104微电脑控制器和基于LabView编写人机交互界面的图文显示器的采棉机行驶控制、状态参数监测、故障报警、汉字显示的装置和方法。 

背景技术

目前在我国使用的仅有美国迪尔公司与凯斯公司以及中国平水机械有限责任公司生产的采棉机。 

现有的采棉机由分禾器作为引导器，由它将棉株扶起并导入采摘室，棉株宽度被挤压至60厘米，在采棉指内，旋转的摘锭同开裂的棉铃相遇，垂直插入被挤压的棉株，这时摘锭沟齿挂住籽棉，把吐絮棉瓣从开裂的棉铃中拉出来，并缠绕在身上。高速旋转的脱棉盘，与采棉摘锭呈相反的方向运转，当遇到摘锭上的籽棉时，把籽棉反方向旋转脱下。脱下的籽棉，借助风力输棉系统的风力气流的强大力量，将籽棉从集棉室吹送进入风筒，再高速吹送进入装棉箱内，然后棉株经栅板退出采摘室，摘锭再旋转到淋润板，经过水压系统喷水淋洗后，达到降温和清洗的效果，摘锭再重新的采棉。目前，采棉机有一种是使用水平摘锭式采棉机，其采摘率较高，但结构复杂、制造精度要求和成本高；另一种是使用垂直摘锭式采棉机，其结构较简单、成本较低，但采摘率较低、落地棉较多、对棉株损伤较大。机采籽棉的含杂率高，质量等级较手摘籽棉显著降低。 

还有一种采棉机，该机采用智能控制系统，通过该系统可以实现对采棉机状态参数的监测，实现在线测产、自动对行、行走速度自动调节等一系列的自动化的监测与控制。然而，该采棉机控制系统自动化程度低，采用LED灯和仪器仪表对采棉机的状态参数进行显示，二次开发性差，系统笨重复杂，可靠性低。并且该系统由众多传感器和执行机构组成，主控制器与各部件之间的信息通讯非常复杂，采用传统数据采集卡的通讯方式给系统增加了大量引脚和导线，进一步降低了信息传递的可靠性。 

传统采棉机智能控制系统的缺点是自动化程度低，采用LED灯和仪器仪表对采棉机状态参数进行显示，通讯复杂，传递信息不可靠，人机交互界面不是很好，监测功能少，在线测产误差率高。 

发明内容

本发明目的是提供一种采棉机智能控制系统，该系统能提高采棉机的智能化、信息化性能，尤其是能提高采棉机状态参数的监控和采棉机自动对行、在线测产、行走速度控制。采用人机交互界面，实现采棉机最优化控制。 

本发明的目的是这样实现的。 

一种采棉机智能控制系统，其特征在于，控制器采用基于CAN总线的PC104微电脑控制器，采用图文显示器对采棉机进行监视和控制的系统，其人机交互界面是采用LabView进行编写的，该系统包括：PC104微电脑控制器(1)、采棉机自动对行子系统(2)、棉花在线测产子系统 (3)、采棉机行走速度自动控制子系统(4)、采棉机参数检测和状态监测子系统(5)、图文显示器(6)、CAN总线(7)，其中：PC104微电脑控制器(1)，该控制器(1)通过CAN总线（7）接收来自自动对行子系统(2)、棉花在线测产子系统(3)、行走速度自动控制子系统(4)、参数检测和状态监测子系统(5)、图文显示器(6)发出来的数据信息，经过数据处理或边界条件的比较，实现采棉机的控制；采棉机自动对行子系统(2)，用于实现采棉机自动对行；棉花在线测产子系统(3) 用于监测棉花产量数据，采用棉花流量传感器测量棉花流量，并发出数字信号，通过CAN总线发送到PC104微电脑控制器（1）进行棉花产量计算，并在图文显示器（6）上显示棉花产量；采棉机行走速度自动控制子系统(4) 用于自动调整和显示采棉机行走速度；参数检测和状态监测子系统(5) 用于对采棉机参数、状态进行检测判定，如果采棉机参数大于或小于设定参数，系统则报警；图文显示器(6) 用于实时显示监测的采棉机运行参数；CAN总线（7）用于PC104微电脑控制器（1）与各个子系统的传感器、执行机构的信息传递，将采集的数据发送到PC104微电脑控制器（1）中进行处理，处理后发送给图文显示器进行显示。 

本发明的采棉机智能控制系统的主控制流程如下： 

第一步：采棉机智能控制系统通电后，对PC104微电脑控制器的输入、输出端口及CAN总线进行初始化；

第二步：对棉花在线测产子系统(3)、行走速度自动控制子系统(4) 中的棉花流量传感器进行初始化；

第三步：PC104微电脑控制器(1)接收自动对行子系统(2)、棉花在线测产子系统 (3)、行走速度自动控制子系统(4)、参数检测和状态监测子系统(5)通过CAN总线(7)传输上来的数据，并通过编写的LabView程序显示相关的检测状态；