[发明专利]基于专家系统的智能种子包衣机电控系统

说明书

技术领域：

本发明主要是为种子包衣机设计一套自动化智能控制系统，属于农业电气自动化领域。

背景技术：

从总体上讲，我国的种子包衣设备研究与工程化起步较晚，至今还不同程度地存在结构、制造工艺等的不成熟，大多数种子包衣机控制系统采用低压继电器形式，技术含量低、故障率高。如酒泉奥凯种子机械股份有限公司的5BY-5.0V型种子包衣机，该机电控系统虽能实现一定程度的自动化，但控制建立在低压电器的基础之上，控制较为粗放，故障率较大，操作过程中需要人全程参与。胡良龙，胡志超等研发了5BY-5型新一代种子包衣设备，并设计了以PLC为控制核心，液晶触摸屏为人机交流窗口，集编程、变频、液流监测、传感器等技术为一体的自动化控制系统。用Pro Tool/Pro CS编制人机交流软件，在Step 7-Micro/WIN环境下采用梯形图方法编制系统监控软件，实现包衣作业的部件保护、精确计量、自动控制和人性化操作。该机整体技术水平达到国内领先，但显然系统复杂，成本较高，操作也相对繁琐一些，对操作者的知识水平、维护水平等要求较高，主要应用对象是种子加工流水线。杨婉霞等基于精简控制系统，实现低成本、基本自动化为目标，以5BY-5.0V种子包衣机为控制对象，结合RS-485通信及USS通信协议和相应软件、变频装置、相关传感器及相应的执行元器件对包衣作业全程进行自动控制。这一方案虽然实现了包衣过程的基本自动化，但系统显然过于简陋，另外，其在软硬件的可靠性、抗干扰性及包衣的智能化研究上相对欠缺。

发明内容：

为了克服现有技术中的不足，本发明基于专家系统的思想，以单片机AT90CAN128为核心硬件，设计了一套电控系统，使现有的种子供给装置、种衣剂供给装置改进为种子定量供给装置、种衣剂定量供给系统；使其他系统成为自动反应、配合合理、高度集成的全自动智能型工作系统。

利用按键(4)和液晶显示(3)输入生产率、种子容重、种药混配比等参数，单片机(1)接收后，由专家系统(图3)给出或者计算出喂料电机和供液电机的工作频率(f_喂和f_液)，即喂种速率和供药速度。自动运行时，种衣剂被计量泵从贮液桶吸出(由供液电机带动，控制端口为J10，1、2之间为常开触点)，再由泵挤压推送到液流监测器(cYG3002)，后进入混配室内药液雾化盘被离心雾化；液流监测器检测到药液(J14的2脚输入高电平)后，系统检测上料位传感器(CJA4-3008PK)，如果上料位传感器显示有种子(J11的2脚输入高电平)，则经一定延时，喂料器开始喂料(由喂料电机带动，控制端口为J6，1、2之间为常开触点)，种子落入混配室内抛种甩盘被均匀抛撒落下，与已雾化的种衣剂充分接触、混合、下落；黏附在清淤室斜壁上的种药混合物被毛刷(由清淤电机带动，控制端口为J3，1、2之间为常开触点)刮除落下；种药混合物落入搅拌系统，再充分搅拌，被搅龙推送(由搅龙电机带动，控制端口为J5，1、2之间为常开触点)至出料口排出；如暂存仓无料，下料位传感器(CJA4-3008PK)发出信号(J12的2脚输入高电平)，喂料停止，延时数秒后计量泵停止，为便于物料充分搅拌，再延时数秒后搅龙才停止。如物料在搅龙槽体内被堵塞，堵料传感器(RL～100)发出指令(J13的2脚输入高电平)，启动防堵保护程序，全部工作部件停止，直至故障排除方能启动。

附图说明：

图1基于AT90CAN128的智能种子包衣机电控系统电路图

图2智能种子包衣机电控系统程序框图及关键节点显示配合图

图3专家系统工作程序框图

具体实施方式：

下面结合附图详细说明本发明的具体实施：

参见图1，系统核心部分：以AT90CAN128(1)为CPU；采用外接16MHz晶振Y1提供工作频率，Y1的辅助工作电容为C1和C2，容量为22pF；由二极管D1、按钮S9、电阻R1和独石电容C1组成的复位电路(2)，当S9按下，RESET引脚为单片机AT90CAN128输入一低电平，使其复位；(5)所示电容C9、C15～17构成+5V电源单片机部分的稳压滤波器；(6)为ISP烧写适配器，可利用COM口通过ISP2032V芯片进行程序烧写；(21)为JTAG烧写适配器，可利用USB口通过FT232H芯片进行程序烧写。