滴灌带米克重自动控制装置

李海江

摘要：本文讨论了滴灌带米克重自动控制装置，包括主控箱、下料称重装置、挤出装置、成型过滤装置、导引牵引装置、计米装置，所述主控箱启动下料称重装置、并分别接收下料称重装置和计米装置反馈的称重信号和计米信号，将电子秤、计米轮的反馈信号分别连接到主控箱，根据计米轮的长度信号、电子秤的原料下料重量信号和原料重量与产品长度关系的经验值，实现了对挤出电机的实时控制。

关键词：滴灌自动控制；带米克重；实用新型

1讨论背景

滴灌带是利用聚乙烯为材料生产的直径约16mm、厚度0.18mm的塑料管带，每间隔一段距离在塑料管带内部或者测面有紊流减压的毛细孔并且与塑料管带的外部一个或者几个出水口相连，将塑料管带里的水、药、肥料等液体一滴一滴地均匀而缓慢地滴在作物根部附件的土壤中。使用滴灌带能够降低灌溉劳动强度、节约水肥、降低病虫害、增产增效。

滴灌带生产要经过原料下料称重、挤出成型、导出牵引、收卷成品几个工序。在挤出成型的过程中，随着过滤网的使用，过滤网网孔会产生堵塞，进而导致过滤网过滤出去的原料数量减少，致使虽然滴灌带长度没有减少，但滴灌带厚度会变薄。

现有技术为了补救因为过滤孔堵塞带来的滴灌带变薄的情况，生产人员生产每卷成品以后进行产品称重，如果重量减轻则是因为过滤网堵塞导致，通过手工调节挤出电机变频器旋钮，使得挤出电机速度加快，单位时间挤出的原料数量加大，以此解决因过滤网堵塞滴灌带变薄的问题。

现有技术存在的问题是，通过对成品称重的方法弥补过滤网堵塞的损失，既费时费力又不能实时控制，虽然手工调节电机挤出速度可以改进过滤网的出料重量，但对当前已经产出的产品厚度变薄的损失不可补救。

2技术方案

针对现有技术存在的问题，提出滴灌带米克重自动控制装置，目的在于解决人工调节劳动量大和不能实时控制的问题。为解决其技术问题，采用以下技术方案。

滴灌带米克重自动控制装置，包括主控箱、下料称重装置、挤出装置、成型过滤装置、导引牵引装置、计米装置。

主控箱包括主控板、触摸屏接口、报警灯、挤出电机变频器、下料器电磁阀、主控板控制信号；控制信号包括计米器反馈信号、电子秤反馈信号、挤出电机变频器控制信号、下料器电磁阀控制信号、报警灯控制信号。通过计米器反馈信号、电子秤反馈信号分别接收所述计米装置和所述称重装置反馈的信号；通过挤出电机变频器和触摸屏接口控制挤出电机；通过下料器电磁阀控制下料称重装置。

下料称重装置包括烘干箱、下料器、电子秤，通过下料器电磁阀控制下料器的开启和闭合，电子秤实时称重下料重量，并将实时下料重量反馈给主控箱，主控箱根据实时反馈的下料重量信号和预设值相比，从而控制下料器的开启和闭合。

挤出装置包括送料管道、挤出电机、电机螺杆。送料管道从电子秤接收承重后的原料，在挤出电机和电机螺杆的作用下将原料挤出并送入成型过滤装置。

成型过滤装置包括过滤网、吹气机头、成型轮、成型压轮、切割装置，所述挤出电机将原料挤出至过滤网，原料通过过滤网再进入吹气机头，吹气机头对原料吹气为圆筒状并向上卷绕在成型轮上，与成型轮配套的成型压轮作用于成型轮上将圆筒状滴灌带压成扁条状，并在扁条状滴灌带边缘压制出成排的细孔，再通过切割装置将扁条状滴灌带沿着长度方向切割为两条滴灌带。

导引和牵引装置包括冷却水箱、冷却水箱出口处的导引轮、导引论前方与导引轮间隔一定距离的牵引装置，牵引装置包括牵引架、牵引架上的牵引轮、牵引轮上的计米轮，计米轮为编码器，所述的编码器用于测量牵引轮上走过的滴灌带的长度；冷水箱用于冷却从成型过滤装置进入水箱的滴灌带。

主控板上的触摸屏接口与触摸屏相连接，该触摸屏接口接收挤出电机极限电流设定参数、挤出电机极限频率设定参数、挤出电机工作时长设定参数、挤出电机报警值设定参数。

3设计原理

3.1过滤网堵塞使得下料重量减轻的原因

由于采用螺杆推进的方法实现原料通过过滤网，如果过滤网堵塞，则一部分被堵塞的原料会堆积在螺杆上，由于螺杆已经存有一部分原料，使得螺杆新加入的原料减少，因此，解决方法是让原料通过过滤网的重量依然保持未被堵塞情况下的重量。

3.2通过改变挤出电机的速度加大原料通过过滤网的数量

由于电机速度加快，单位时间通过过滤网的数量就增加，尽管过滤网仍然存在堵塞情况，但因为速度加快了，又使得单位时间原料通过过滤网的数量增加了，以此保持在米数不变的情况下通过过滤网的下料重量不变。

4方案优点

通过将电子秤、计米轮的反馈信号分别连接到主控箱，主控箱实时获得计米轮的长度信号和电子秤的原料下料重量信号，根据这两个反馈信号和原料重量与产品长度关系的经验值，主控箱能够控制产品每增加一定长度，相应给电机增加一定的电压，由于电机电压增加了使得电机速度加快、单位时间通过过滤网的原料重量也增加，在过滤网堵塞面积逐渐加大使得原料通过过滤网的流通量逐渐减小的同时，又因增加电机速度使得原料通过过滤网的流通量再次加大，由此在一定程度上抵消了滤网堵塞造成滴灌带变薄的损失。

5方案实施

5.1电路连接方式的改进

改进后将电子秤连接主控箱，主控箱控制挤出电机，这是最大的改进。改进以前如图1a所示，没有主控箱、没有电子秤，因此也就不会有主控箱和电子秤的连接；改进前成品出来以后通过手工称重的方法分析过滤网是否发生堵塞，如果成品重量减轻则手工调节变频按钮将电机的挤出速度提上去，因此改进前是手工控制电机而不是主控箱控制电机。

5.2产品结构的改进

改进之一，在下料出口增加了电子秤，改进前是没有电子秤的，并且改进后电子秤连接主控板；改进之二，主控箱配有挤出电机变频器、下料器电磁阀、触摸屏接口，报警灯；还增加了电子秤信号接收端子、计米器信号接收端子、挤出电机变频器控制端子、下料器电磁阀控制端子。通过以上主控箱结构的改进实现了主控板对于滴灌带米克重的实时控制。

5.3实际实施

基于技术方案与改进思想，设计了一种滴灌带米克重自动控制装置。

主控箱启动下料称重装置、并分别接收下料称重装置和计米装置反馈的称重信号和计米信号，并将这两个信号值与预设值进行对比，根据对比后的差值控制挤出装置提速挤出，直至主控箱接收的计米信号和称重信号达到预设值为止。

主控箱设计示意图，主控板上的触摸屏接口与触摸屏相连接，该主控板触摸屏接口接收触摸屏的挤出电机极限电流设定参数、挤出电机极限频率设定参数、挤出电机工作时长设定参数、挤出电机报警值设定参数。

滴灌带米克重自动控制子系统原理细述图如图4：

图4

应用效果图和电机螺杆效果图如图5：

图5a图5b

图5图中，1：下料称重装置；1-1：烘干箱；1-2：下料斗；1-3：电子秤；

2：挤出装置；2-1：送料管道；2-2：挤出电机；2-3：电机螺杆；3：成型过滤装置；3-1：过滤网；3-2：吹气机头；3-3：成型轮；3-4：成型压轮；3-5：切割刀；

4：导引牵引装置；4-1：冷却水箱；4-2：导引轮；4-3：牵引架和牵引轮；

5：计米轮。

6结语

本实用新型提出的滴灌带米克重自动控制装置，解决了人工调节劳动量大和不能实时控制的问题。

参考文献：

【1】刘学敏.农作物滴灌控制装置的研究[J].科技创新与应用，2018（2）：112-113.

【2】王成.滴灌系统常用施肥装置操作要点及优缺点分析[J].现代农业科技，2015（9）：234-234.