驅(qū)動直流220v拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，控制器由保險電路（1）、輸入設(shè)置電路（2）、復(fù)位開關(guān)（3）、自鎖電路（4）、繼電器J1驅(qū)動保護電路（5）、拋料指示驅(qū)動輸出電路（6）、輸出保護電路（7）、調(diào)速驅(qū)動輸出電路（8）、應(yīng)急開關(guān)（9）、接線端子（10）、計重檢測電路（11）、過零檢測電路（12）、電源指示電路（13）、整流穩(wěn)壓電路（14）、變壓器（15）T1、單片機（18）U2和繼電器J1依電回路方式連接構(gòu)成。本發(fā)明采用具有AD口的單片機作為核心控制元件，輸入設(shè)置簡單，以投料量代替定時器作為控制開機時間的長短，實現(xiàn)了精確投料，提高飼料利用率，具有控制性能好、操作簡單的特點。
【專利說明】驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制器，具體涉及驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的機械化發(fā)展，投飼機被廣泛地使用，投飼機的工作由控制器來實現(xiàn)的，至目前還沒有計重投飼機和計重調(diào)速控制器。目前所使用的投飼機均為控制每次開機時間的長短，依靠人工經(jīng)驗，通過機械調(diào)節(jié)控制下料量的大小，只能大概地控制每次的投料量，不能精確地控制每次的投料量，這種控制方式無法掌握投料量的多少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:提供一種驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，計重控制精度高，使用方便，操作簡單，可靠性高，生產(chǎn)調(diào)試方便，結(jié)構(gòu)簡單。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:該智能無級調(diào)速計重控制器包括保險電路、復(fù)位開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)、自鎖電路、變壓器、整流穩(wěn)壓電路、過零檢測電路、單片機、電源指示電路、輸入設(shè)置電路、繼電器Jl驅(qū)動保護電路、調(diào)速驅(qū)動輸出電路、拋料指示驅(qū)動輸出電路、繼電器J1、計重檢測電路、輸出保護電路和接線端子，其中:保險電路由保險絲座和插入保險絲座內(nèi)部型腔的保險絲組成；自鎖電路由繼電器JI的常開觸點和復(fù)位開關(guān)的復(fù)位觸點構(gòu)成；輸入設(shè)置電路由單片機的AD端口與電位器Wl、多個彎腳電位器W2-W4、電阻R6-R9、消噪電容C4-C7構(gòu)成；拋料指示驅(qū)動輸出電路由單片機的端口 11與發(fā)光二極管、光耦U4、電阻R15-R17、雙向可控硅Q4構(gòu)成；計重檢測電路由單片機的兩個端口與高精度24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片U3、多個電阻、電容、三極管Q3構(gòu)成；過零檢測電路由二極管D1-D4、電阻R2-R5、電容C3、三極管Q2構(gòu)成。
[0005]其中，所述的控制器由機箱內(nèi)安裝線路板構(gòu)成，機箱由上下半箱體通過面板和后板聯(lián)接而成，面板和后板插入機箱的卡槽內(nèi)，后板上安裝接線端子，接線端子分別鏈接稱重傳感器、下料電機和拋料電機，面板上安裝啟動復(fù)位開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)、保險絲座、投料量調(diào)節(jié)電位器、拋撒時間調(diào)節(jié)電位器和停頓時間調(diào)節(jié)電位器，并印有功能性文字；單片機、電阻、發(fā)光二極管、三極管、穩(wěn)壓集成塊、光耦、雙向可控硅、功率場效應(yīng)管、繼電器所有電子元件焊接在線路板上，線路板通過復(fù)位開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)、彎腳電位器安裝在裝有保險絲座和電位器的面板上，發(fā)光二極管對著面板的發(fā)光二極管孔，多個小旋鈕安裝在多個彎腳電位器W2-W4的柄上，大旋鈕安裝在電位器Wl的柄上，電位器Wl的信號線焊接到線路板上，線路板的輸出線、稱重傳感器的信號線和啟動電容線焊接到裝在后板上接線端子的對應(yīng)的焊接端。
[0006]工作時，控制器由220V的交流電源經(jīng)過保險電路、復(fù)位開關(guān)與繼電器構(gòu)成的自鎖電路，經(jīng)變壓器降壓、整流，一路經(jīng)過零檢測電路得到過零信號脈沖，送到單片機INTO 口，是單片機輸出與電網(wǎng)同步的調(diào)速驅(qū)動信號；一路經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后得到電路所需的5V工作電壓，使單片機按程序指令工作；單片機的4個AD端口與電位器、電阻、電容構(gòu)成投料量、投飼距離、拋撒時間和停頓時間的輸入設(shè)置電路，讀取輸入設(shè)置的信息，并進行數(shù)據(jù)處理，得到控制指令，分別驅(qū)動自鎖電路、拋料電機按不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、下料電機間隙工作，電路工作后，拋料電機先高速旋轉(zhuǎn)3秒鐘后轉(zhuǎn)為指定速度，下料電機在15秒鐘后開始間隙工作，計重檢測電路時刻檢測投料量，當(dāng)投料達到所設(shè)置的投料量時，投料結(jié)束，下料電機立即關(guān)閉，拋料電機延時10或數(shù)十秒鐘后關(guān)閉，一次投料結(jié)束。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:①采用具有AD端口的單片機作為控制核心器件，使電路簡單，控制精度高，滿足用戶需求，實現(xiàn)了計重投料的控制功能；②以投料量代替定時器作為一次開機時間的長短，實現(xiàn)了精確投料，提高飼料利用率；③采用旋鈕調(diào)節(jié)設(shè)置，使操作簡單、容易；④采用檢測過零脈沖信號和軟件程序，使調(diào)速輸出驅(qū)動波形極為穩(wěn)定，從而使投料距離穩(wěn)定，輸出轉(zhuǎn)矩大；⑤生產(chǎn)過程工序簡單，調(diào)試方便，降低了生產(chǎn)成本；⑥輸入采用直接調(diào)節(jié)電位器，輸出通過光耦進行強弱電隔離，實現(xiàn)l_125kg或更大計重投料、關(guān)和常開的設(shè)置、拋撒時間1-9秒鐘設(shè)置、停頓間隙時間1-17秒鐘設(shè)置。⑦單片機的INTO端口根據(jù)過零檢測電路得到過零脈沖信號，利用軟件程序輸出與電網(wǎng)同步的調(diào)速驅(qū)動信號，實現(xiàn)拋料電機的計重和極低的脈動；⑧利用軟件程序控制單片機在投料量的位置上實現(xiàn)了關(guān)和常開的功能；⑨利用軟件程序控制單片機實現(xiàn)了拋料電機高速旋轉(zhuǎn)3秒鐘后轉(zhuǎn)為指點速度旋轉(zhuǎn)，下料電機延時15秒鐘開機，定時時間結(jié)束后，延時10或數(shù)十秒鐘關(guān)閉拋料電機和控制器的功能。
[0008]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的原理圖。
[0010]圖2為圖1的實物正視圖。
[0011]圖3為圖2后板示意圖。
[0012]圖4為圖2俯視剖視圖。
[0013]圖中:1保險電路，2輸入設(shè)置電路，3復(fù)位開關(guān)，4自鎖電路，5繼電器Jl驅(qū)動保護電路，6拋料指示驅(qū)動輸出電路，7輸出保護電路，8調(diào)速驅(qū)動輸出電路，9應(yīng)急開關(guān)，10接線端子，11計重檢測電路，12過零檢測電路，13電源指示電路，14整流穩(wěn)壓電路，15變壓器Tl，16小旋鈕，17彎腳電位器W2-W4，18單片機，19保險絲座，20大旋鈕，21電位器W1，22機箱，23啟動電容，24面板，25后板，26電源線，27線路板，28發(fā)光二極管孔。
【具體實施方式】
[0014]如圖1-4所示，該智能無級調(diào)速計重控制器包括保險電路1、輸入設(shè)置電路2、復(fù)位開關(guān)3、自鎖電路4、繼電器Jl驅(qū)動保護電路5、拋料指示驅(qū)動輸出電路6、輸出保護電路7、調(diào)速驅(qū)動輸出電路8、應(yīng)急開關(guān)9、接線端子10、計重檢測電路11、過零檢測電路12、電源指示電路13、整流穩(wěn)壓電路14、變壓器15T1、單片機18U2和繼電器J1，其中:保險電路I由保險絲座19和插入保險絲座內(nèi)部型腔的保險絲組成；自鎖電路4由繼電器Jl的常開觸點和復(fù)位開關(guān)3的復(fù)位觸點構(gòu)成；輸入設(shè)置電路2由單片機18U2的AD端口的腳3、4、5、6與電位器21W1、多個彎腳電位器17W2-W4、電阻R6-R9、消噪電容C4-C7構(gòu)成；調(diào)速驅(qū)動輸出電路8由單片機18U2的腳11與光耦U5、電阻R19-R22、電容E5、C11、二極管D7_D10、DW、功率場效應(yīng)管Q5構(gòu)成；計重檢測電路11由單片機18U2的腳17、18與高精度24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片U3、三極管Q3、電阻R11-R14、電容E3-E4、C8-C9構(gòu)成；過零檢測電路12由二極管D1-D4、電阻R2-R4、電容C3、三極管Ql構(gòu)成。
[0015]其中，所述的控制器由機箱22內(nèi)安裝線路板27構(gòu)成，機箱22由上下半箱體通過面板24和后板25聯(lián)接而成，面板24和后板25插入機箱22的卡槽內(nèi)，后板25上安裝接線端子10，接線端子10分別鏈接稱重傳感器、下料電機M2和拋料電機M1，面板24上安裝啟動復(fù)位開關(guān)3、應(yīng)急開關(guān)9、保險絲座19、投料量調(diào)節(jié)電位器、投飼距離調(diào)節(jié)電位器、拋撒時間調(diào)節(jié)電位器和停頓時間調(diào)節(jié)電位器，并印有功能性文字；單片機18U2、電阻、發(fā)光二極管、三極管、穩(wěn)壓集成塊、光耦、雙向可控硅、繼電器、功率場效應(yīng)管等所有電子元件焊接在線路板27上，線路板27通過復(fù)位開關(guān)3、應(yīng)急開關(guān)9、彎腳電位器17W2-W4安裝在裝有保險絲座19和電位器21W1的面板24上，發(fā)光二極管對著面板24的發(fā)光二極管孔28，多個小旋鈕16安裝在多個彎腳電位器17W2-W4的柄上，大旋鈕20安裝在電位器21W1的柄上，電位器21W1的信號線焊接到線路板27上，線路板27的輸出線、稱重傳感器的信號線和啟動電容23的引線分別焊接到裝在后板25上接線端子10的對應(yīng)的焊接端。
[0016]本發(fā)明的驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器中，機箱22內(nèi)安裝電源變壓器15、啟動電容23。
[0017]當(dāng)電路接入電源,將復(fù)位開關(guān)3撥向啟動位置后,應(yīng)急開關(guān)9置于正常位置,220V的電源經(jīng)過變壓器15轉(zhuǎn)變成9V的交流電，經(jīng)過二極管Dl、D2、D3、D4的整流，一路經(jīng)過零檢測電路12得到過零信號脈沖，送到單片機18U2的INTO 口，經(jīng)單片機18U2處理，輸出與電網(wǎng)同步的調(diào)速驅(qū)動信號；一路經(jīng)電容El和Cl的濾波降噪，再經(jīng)過穩(wěn)壓塊Ul和電容E2、C2，得到平穩(wěn)的5V直流電，對電路進行供電，使電源指示電路13的發(fā)光二極管DSl通過電阻Rl得電點亮，單片機18U2按程序指令工作，單片機18U2的腳9輸出低電平，通過電阻RlO到三極管Q2的基極，使處于開關(guān)工作狀態(tài)的三極管Q2導(dǎo)通，繼電器Jl線圈得電，常開觸點閉合，與復(fù)位開關(guān)3的復(fù)位觸點構(gòu)成自鎖，保持電路持續(xù)工作，由于單片機18U2腳12下拉為低電平，通過電阻R19使光耦U5工作，拋料電機Ml高速旋轉(zhuǎn)3秒鐘后，單片機18U2根據(jù)設(shè)置輸入電路2檢測到的投飼距離處理后的數(shù)據(jù)指令，確定單片機18U2腳12輸出的波形，使拋料電機Ml按指定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；單片機18U2的腳11輸出為高電平，故電阻Rl5、發(fā)光二極管DS2、光耦U4不工作，可控硅Q4不導(dǎo)通，下料電機M2不工作，發(fā)光二極管DS2沒有電流通過也不發(fā)光，同時單片機18U2讀取計重檢測電路11的信息，得到投飼機料重的初始值，內(nèi)部開始計時，使腳11在15秒后變?yōu)榈碗娖?，通過電阻R15，使光耦U4工作，同時發(fā)光二極管DS2發(fā)光，雙向可控硅Q4導(dǎo)通，下料電機M2旋轉(zhuǎn)；單片機18U2在進入工作時，就反復(fù)不停的讀取輸入設(shè)置電路2所設(shè)置的投料量、投飼距離、拋撒時間和停頓時間的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)進行處理，分別得到投料量、投飼距離、拋撒時間和停頓時間；下料電機M2在打開和關(guān)閉前的瞬間，實時分別讀入拋撒時間和停頓時間，并進行以每一秒減I的倒計時計數(shù)，當(dāng)拋撒時間倒計時等于O時，送入停頓時間，單片機18U2的腳11輸出高電平，關(guān)閉下料電機M2，當(dāng)停頓時間倒計時等于O時，送入拋撒時間，單片機18U2的腳11下拉為低電平，打開下料電機M2，如此反復(fù)循環(huán)，直到檢測到的飼料變化量等于或小于設(shè)定的投料量時，單片機18U2的腳11輸出高電平，關(guān)閉下料電機M2，再延時10或數(shù)十秒鐘，單片機18U2的腳9輸出高電平，繼電器Jl斷電，常開觸點打開，拋料電機Ml停轉(zhuǎn)，整個控制器斷電，一次投料結(jié)束。
[0018]在工作過程中，單片機18U2時刻讀取投料量、投飼距離、拋撒時間、停頓時間、計重檢測電路11的料重數(shù)據(jù)和過零檢測電路12的脈沖信號；單片機18U2根據(jù)檢測到的料重數(shù)據(jù)，與開機初始料重的數(shù)據(jù)運算，得到飼料的變化量，當(dāng)飼料的變化量等于或小于所設(shè)置的投料量時，單片機18U2立即關(guān)閉下料電機M2 ;單片機18U2根據(jù)檢測到的過零脈沖信號，與電網(wǎng)同步輸出調(diào)速控制信號；如果投飼距離發(fā)生改變，將讀取處理后的數(shù)值作為控制拋料電機Ml轉(zhuǎn)速的新的控制指令，改變其轉(zhuǎn)速；如果讀到處理后的數(shù)值是關(guān)機的指令，單片機18U2立即關(guān)閉下料電機M2，并以“ 10”或數(shù)十秒鐘開始的減I秒鐘的倒計數(shù)，為O時整機關(guān)閉電源，即拋料電機Ml延時10或數(shù)十秒鐘后關(guān)閉；如果讀到處理后的數(shù)值是常開指令，則檢測得到的飼料變化量不作為關(guān)機的指令，單片機18U2的腳9 一直下拉為低電平，此時只有斷開電源，或旋至關(guān)閉位置，才能關(guān)閉。
[0019]當(dāng)采用外部控制裝置來進行控制時，將復(fù)位開關(guān)3置于外控位置和投料量旋鈕刻度置于常開位置。
[0020]當(dāng)本發(fā)明的控制器因不可預(yù)測原因而導(dǎo)致故障時，只要將應(yīng)急開關(guān)9置于應(yīng)急位置，使拋料電機Ml和下料電機M2工作，進行連續(xù)投餌。
【權(quán)利要求】
1.驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，其特征是:該控制器包括保險電路(I)、輸入設(shè)置電路(2)、復(fù)位開關(guān)(3)、自鎖電路(4)、繼電器Jl驅(qū)動保護電路(5)、拋料指示驅(qū)動輸出電路(6)、輸出保護電路(7)、調(diào)速驅(qū)動輸出電路(8)、應(yīng)急開關(guān)(9)、接線端子(10)、計重檢測電路(11)、過零檢測電路(12)、電源指示電路(13)、整流穩(wěn)壓電路(14)、變壓器(15)T1、單片機(18)U2和繼電器J1，其中:其中:保險電路(I)由保險絲座(19)和插入保險絲座內(nèi)部型腔的保險絲組成；自鎖電路(4)由繼電器Jl的常開觸點和復(fù)位開關(guān)(3)的復(fù)位觸點構(gòu)成；輸入設(shè)置電路(2)由單片機(18)U2的AD端口的腳3、4、5、6與電位器(21 )W1、多個彎腳電位器(17)W2-W4、電阻R6-R9、消噪電容C4-C7構(gòu)成；調(diào)速驅(qū)動輸出電路(8)由單片機(18) U2的腳11與光耦U5、電阻R19-R22、電容E5、C11、二極管D7-D10、DW、功率場效應(yīng)管Q5構(gòu)成；計重檢測電路(11)由單片機(18)U2的腳17、18與高精度24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片U3、三極管Q3、電阻R11-R14、電容E3-E4、C8-C9構(gòu)成；過零檢測電路(12)由二極管D1-D4、電阻R2-R4、電容C3、三極管Ql構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，其特征是:控制器由機箱(22)內(nèi)安裝線路板(27)構(gòu)成，機箱(22)由上下半箱體通過面板(24)和后板(25)聯(lián)接而成，面板(24)和后板(25)插入機箱(22)的卡槽內(nèi)，后板(25)上安裝接線端子(10)，接線端子(10)分別鏈接稱重傳感器、下料電機M2和拋料電機M1，面板(24)上安裝啟動復(fù)位開關(guān)(3)、應(yīng)急開關(guān)(9)、保險絲座(19)、投料量調(diào)節(jié)電位器、投飼距離調(diào)節(jié)電位器、拋撒時間調(diào)節(jié)電位器和停頓時間調(diào)節(jié)電位器，并印有功能性文字；單片機(18)U2、電阻、發(fā)光二極管、三極管、穩(wěn)壓集成塊、光耦、雙向可控硅、繼電器、功率場效應(yīng)管等所有電子元件焊接在線路板(27)上，線路板(27)通過復(fù)位開關(guān)(3)、應(yīng)急開關(guān)(9)、彎腳電位器(17) W2-W4安裝在裝有保險絲座(19)和電位器(21) Wl的面板(24)上，發(fā)光二極管對著面板(24)的發(fā)光二極管孔(28)，多個小旋鈕(16)安裝在多個彎腳電位器(17)W2-W4的柄上，大旋鈕(20)安裝在電位器(21) Wl的柄上，電位器(21) Wl的信號線焊接到線路板(27)上，線路板(27)的輸出線、稱重傳感器的信號線和啟動電容(23)的引線分別焊接到裝在后板(25 )上接線端子(10 )的對應(yīng)的焊接端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，其特征是:由單片機(18)U2的腳3、4、5、6與電阻R6-R9、電位器(21)W1、多個彎腳電位器(17)W2-W4和電容C5-C8構(gòu)成的輸入設(shè)置電路(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，其特征是:自鎖電路(4)由繼電器Jl的常開觸點和復(fù)位開關(guān)(3)的復(fù)位觸點構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，其特征是:調(diào)速驅(qū)動輸出電路(8)由單片機(18)U2的腳11與光耦U5、電阻R19-R22、電容E5、Cl 1、二極管D7-D10、DW、功率場效應(yīng)管Q5構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，其特征是:過零檢測電路(12)由二極管D1-D4、電阻R2-R4、電容C3、三極管Ql構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動直流220V拋料電機的智能無級調(diào)速計重投飼機控制器，其特征是:計重檢測電路(11)由單片機(18)U2的腳17、18與高精度24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片U3、三極管Q3、電阻R11-R14、電容E3-E4、C8-C9構(gòu)成。
【文檔編號】G05B19/042GK103955154SQ201410152073
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】成之陽 申請人:江蘇恒深洋機械有限公司