来源:网络转载更新时间:2020-05-28 15:04:31点击次数:2321次
目前,农业肥料的种类越来越多,包括有机肥、复 合肥、磷铵、大颗粒尿素、多孔硝胺、重钙、BB 肥、磷肥、钾肥及各种混配肥等,包装的市场越来越大,越来 越多的肥料生产企业选择使用肥料包装机包装生产。传统的肥料包装机侧重于机械方面, 采用螺旋传动, 生产效率低下,运行过程中易挤死,造成停车故障,且 维护不方便,称量不准确,包装过程常常取决于操作 人员的经验。 为此,以嵌入式 ARM 为主控制器,研发了一套肥料包装机控制系统,旨在提高肥料包装的精准度和效率。
肥料包装机用于有机肥料的自动包装,包括机械结构和控制系统两部分。 其中,机械结构功能是为包装作业流程提供结构支撑,主要包括供料、上料、定量给料、秤斗、打料电机、横封、纵封、送料机、传送系统、送膜与拉膜传动结构、打印机构等单元; 控制系统用于操纵整个机器的正常运作, 主要包括信号采集电路、核心处理器、伺服电机、人机交互等。 肥料包装机整体机械结构如图 1 所示。
肥料包装机开始工作时,送料机将待包装的肥料原料送入到上料斗,接近开关监测到上料斗内物料,便开始向下传送物料,在料仓内由定量给料机进行精准给料处理;经过秤斗的精确计量后,当符合质量误差范围后,使物料由下料斗卸到包装袋内,最后由横封、纵封完成封口操作。
1.机座 2.料箱 3.传送系统 4.上料斗 5.接近开关 6.送料机
7.限料机构 8.停料机构 9.夹紧开关 10.下料斗 111.停止开关
12.压力传感器 13.废料斗
图 1 肥料包装机整体机械结构
Fig.1 The overall mechanical structure of fertilizer packaging machine
肥料包装机机械执行结构主要包括计量机械装置、横封与纵封装置、送膜与拉膜传动机构、气动控制模块等 4 部分。 其中,重要的部分为计量机械装置和气动控制部模块。
1) 计量机械装置。 定量给料机由数字显示表、标
肥料包装机机械执行结构主要包括计量机械装置、横封与纵封装置、送膜与拉膜传动机构、气动控制模块等 4 部分。 其中,重要的部分为计量机械装置和气动控制部模块。
1) 计量机械装置。 定量给料机由数字显示表、标定及调校设施、秤架、称重传感器、速度传感器、配料秤的密封罩、支撑架、变频调速电机、控制器等组成。定量给料机的工作原理为:首先由称重传感器测量称重秤架上的物料质量,测速传感器测量传送带的转动速度,然后将两个信号送入微处理器, 计算出肥料包装的累计量和瞬时流量,由处理器将该流量与设定流量进行比较,最后微处理器输出信号控制变频器调速,达到定量给料的要求。 该设备的优点为: 结构简单,精度较好,投资较低,维护成本低,调校容易;缺点为:密闭性差,易漏料、扬尘,造成环境污染。
基于 ARM Cortex -A9 内核体系的四核微处理器 Exynos4412,设计了肥料包装机控制系统,从肥料包装机的结构设计、伺服传动的数学模型, 到 Exynos4412 嵌入式的软硬件设计进行了多方面的研究。 为了验证该控制系统的精确度和可行性,对基于嵌入式 ARM 的肥料包装控制系统的精确度进行了测试, 结果表明:系统包装的偏差值均在±0.2%以内,精准度较高,满足系统精度要求。
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