0、引言
隨著畜牧生產(chǎn)和加工業(yè)的發(fā)展，對牧草的社會需求數(shù)量和品質(zhì)要求也不斷提高，促使牧草烘干機得到迅速發(fā)展。長期以來，我國的牧草產(chǎn)品加工一直采用傳統(tǒng)的自然曬干的方法，這種方法往往受到天氣條件的制約，浪費嚴(yán)重，加工時間長等諸多不足。基于這種情況我們研制了四層滾筒式牧草烘干機，由于其結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的滾筒式牧草烘干機復(fù)雜得多，并且溫度對于烘干機來說又是重要的性能參數(shù)。因此，高精度的溫度檢測不僅可以為后續(xù)的自動控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)，也成為改進(jìn)機體設(shè)計和提高整體性能指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的溫度基礎(chǔ)，也成為改進(jìn)機體設(shè)計和提高整體性能指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)。而傳統(tǒng)的溫度檢測儀表測量范圍低，測量結(jié)果的精度低，整體誤差大，而且數(shù)據(jù)只能實時顯示，很不方便試驗研究并且容易出現(xiàn)故障，無法滿足研究需要。為了提高測量的精度和試驗效率，本文設(shè)計滾筒式牧草烘干機溫度檢測系統(tǒng)，提高干燥溫度檢測效果。
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特點
本烘干機溫度檢測系統(tǒng)主要由溫度檢測、顯示、參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)通信等部分組成，烘干機溫度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。
系統(tǒng)以89C51單片機作為核心，通過S型高精度熱電偶作為溫度傳感器，從而實現(xiàn)對溫度的檢測。
(1)用可作為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或基準(zhǔn)熱電偶的1級鉑一鉑銠熱電偶（S型）熱電偶，為整個系統(tǒng)的高精度提供了信號源保證。
(2)傳感器輸出信號采用4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，即增強了信號傳輸過程中的抗干擾能力，又可保證系統(tǒng)的可移植性。
(3)啟用“看門狗”以及上電延時復(fù)位功能，增強系統(tǒng)的可靠性及抗干擾能力，簡化電路設(shè)計。
(4)采用LED數(shù)碼管顯示，適應(yīng)工作環(huán)境要求。
(5)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計增強系統(tǒng)軟件的可移植性，易于調(diào)試和檢驗。
2、系統(tǒng)硬件實現(xiàn)
2.1傳感器及變送模塊
本系統(tǒng)的硬件主要由傳感器、變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、按鍵、顯示部分和串口通信部分組成。采用S型熱風(fēng)爐專用熱電偶，精度為土025%，性能穩(wěn)定。由于牧草烘干的被測介質(zhì)是固體，傳感器護(hù)套要耐磨，本研究選用特種合金材料，以增加強度和耐磨性。變送模塊的精度為土0.2%，可將熱偶產(chǎn)生的mV級信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕c溫度成線性的4～20mA電流信號，這樣既可省去補償導(dǎo)線，又提高了信號傳送過程中的抗干擾能力。該模塊還具有線性化校正，冷端溫度自動補償?shù)裙δ堋?br />
2.2數(shù)據(jù)采集模塊
本模塊的主要功能是將高精度的4～20mA電流信號，經(jīng)過濾波電路濾去噪聲，通過采樣電阻采樣，將電流信號轉(zhuǎn)換為0.8～4V的電壓信號，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543的輸入要求，完成數(shù)據(jù)采集。圖2所示為數(shù)據(jù)采集模塊電路圖。
在變送模塊和采樣電阻上，都會產(chǎn)生誤差。通過調(diào)節(jié)變送部分的電位器Rl和R3，既可減小誤差，同時還起到隔離信號的作用，提高了抗干擾能力。
2.3單片機核心模塊
本系統(tǒng)由89C51單片機、x5045P、Max232構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)。89C51中央處單元是系統(tǒng)的大腦，而x5045“看門狗”芯片負(fù)責(zé)程序的復(fù)位當(dāng)程序出現(xiàn)異常時時可自動將系統(tǒng)復(fù)位，Max232串口接口芯片則負(fù)責(zé)完成下位機與上位的接口任務(wù)。最小系統(tǒng)的電路圖如圖3所示。
2.4顯示、鍵盤
本模塊實現(xiàn)傳感器的量程和零點調(diào)節(jié)、采樣周期、顯示方式參數(shù)設(shè)定和查詢功能；實時顯示溫度及熱電偶的工作狀態(tài)。
2.5通信接口
由于本系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不多，為此采用了簡單易用的串行通信方式。選用了MAX232作為電平轉(zhuǎn)換的器件，將信號轉(zhuǎn)換成串行信號，將數(shù)據(jù)直接傳輸至上位機以作進(jìn)一步處理。
3、系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1單片機程序
各模塊均按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想進(jìn)行設(shè)計，具有較強的通用性，尤其是通信模塊、溫度顯示模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，只需修改相應(yīng)參數(shù)，便可適用于不同設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。溫度檢測系統(tǒng)程序流程圖，如圖4所示。
本程序?qū)?shù)據(jù)的采集，顯示，傳輸分離開來，用一個定時中斷負(fù)責(zé)溫度和熱電偶狀態(tài)的掃描將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)組中，也就相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)庫。而顯示模塊則只負(fù)責(zé)溫度及熱電偶狀態(tài)顯示。當(dāng)顯示部分出現(xiàn)故障是則不會影響數(shù)據(jù)的采集與傳輸增強了系統(tǒng)的可靠性與抗干擾能力。
3.2上位機程序
上位機采用Visual Basic 6.0進(jìn)行程序編寫。通過MSComm控件實現(xiàn)單片機和上位機的串行通信，從而實現(xiàn)多點溫度的實時顯示和歷史曲線顯示、報表打印等功能，并通過數(shù)據(jù)庫軟件SQL Serve2000將數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，提高了烘干機的試驗效率。
4、結(jié)論
滾筒式牧草烘干機溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了烘干機溫度的多點檢測以及溫度數(shù)據(jù)的上傳，并實時顯示各點溫度及熱電偶工作狀態(tài)，可快速的獲取試驗數(shù)據(jù)。試驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)提高試驗效率，為提高整體烘干機整體性能指標(biāo)提供可靠的數(shù)據(jù)保證。
三門峽富通新能源銷售烘干機、干燥機、滾筒烘干機、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備。
