近幾年，我國在秸稈的收集、運輸、加工、貯存和終端利用等關鍵環節上取得了突破性進展，為秸稈的綜合利用提供了技術支持。其中山西農機新技術服務中心研制的S-FS-P560 1500型
秸稈粉碎機，采用抖板計量輸料、可變型粉碎室、螺旋攪輪風機強力出料等創新技術，實現了秸稈的高效低成本機械化粉碎。項目組針對傳統測試技術采用功能單一的固定儀器，各儀器記錄實時性不協調、關鍵點參數的確定不精確等問題，結合S-FS-P560 1500型秸稈粉碎機的研制，沒計了一套動態在線秸稈粉碎機綜合性能參數測量與控制系統，實現了秸稈粉碎機參數的精準測量，為今后秸稈粉碎機工藝的提升、部件的優化提供了科學的依據，富通新能源生產銷售的秸稈粉碎機如下圖所示：
1、秸稈粉碎機的工作原理與特征信號的選取
秸稈粉碎機屬于旋轉機械。安裝于旋轉軸刀盤上的刀片在輸入動力電機的拖動下中速旋轉，在轉軸離心力的帶動下甩刀直立，與轉軸渾然成為一個圓柱體。秸稈進入粉碎室后，在甩刀的作用下碰撞、撕裂、切碎后經負壓風機抽出并輸送至料堆。在秸稈粉碎機中主軸的轉數、振動、位移以及風機的負壓與粉碎室溫度等參數成為表征系統整體運行性能的關鍵測量目標。因此，依據被測信號的特點，選擇適宜的傳感器，成為系統設計的重要工作。參照國標GBT6971-2007．秸稈粉碎機測試涉及的參數指標有生產效率、噸功耗、軸承溫升、噪聲等，結合本項目的創新點，還增加了主軸的振動頻率分析、粉碎室風壓、出料道風壓測試等項目。
2、硬件結構設計
秸稈粉碎機性能測試，是新型秸稈粉碎裝備研究與沒計的關鍵環節。利用科學的測試工藝，開展對秸稈粉碎機的進料、粉碎、加壓、出料等工序的精準研究，確定各部件相對于設計目標的最佳參數，成為提高科研效率、縮短研發周期、降低成本支出的重要舉措。秸稈粉碎機測試項目涉及硬件沒備的選型與構建、數據的采集與分析、結果的優化與確定等內容。本測試項目采用阿爾泰公司USB5953數據采集卡為核心搭建硬件結構。
該測試系統需要采集ll路模擬和l路數字信號。USB5953數據采集卡有14路模擬輸入通道、6路數字量輸入輸出通道、4路12位模擬量輸出通道及16位的AD精度，250K的采樣頻率，8K的FIFO存儲器。按照信號采集要求，需采用一塊USB5953即可滿足使用要求。上位機采用安裝有美國NI虛擬實驗室Labview系統沒計軟件的筆記本。該測試系統的顯著特點是結構簡單、方便快捷、精度高，適用于各種環境與場合。
3、軟件系統結構與關鍵模塊設計
本系統開發軟件采用美國NI虛擬實驗室Labview沒計，它是一種圖形化的編程語言，包含了豐富的功能函數庫，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。Labview集成了可滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協議的硬件及數據采集卡通信的全部功能，還內置了便于應用TCP /IP、ActiveX等軟件標準的函數庫。用Labview軟件沒計的程序包括前面板、框圖程序2部分。Labview可產生獨立運行的可執行文件，是一個真正的32位編譯器。本系統參照國家相關標準，結合本系統研究測試的重點。
3.1 數據采集模塊設計
依據傳感器的特點要求，本測試系統利用2種數據采集方式，一種是USB5953直接采集，另一種是針對多功能電量儀表的串口采集方式（利用RS232轉485轉換口實現遠距離傳輸，采用moudbus總線方式實現數據通訊），串口電路沒計。由于本測試對象安裝有3塊多功能電量表，實現數據采集時需設計端口輪詢節點。
3.2數據控制模塊設計
根據軟件測試功能要求，需對粉碎電動機、螺旋攪輪風機、振動電機的啟動與停止進行控制，確保操作過程的安全，實現數據對齊。同時，為了得到粉碎機不同工況下的功耗曲線以及效能特性，需通過上位機調節變頻器對3臺電機轉速進行控制，變頻控制電路見圖7。
3.3數據分祈模塊設計
在測試系統中，對采集的溫度、功耗、轉速、風量等數據的分析在于將數據庫存儲的數據統計，利用正交沒計軟件對數據庫的數據分組、計算得出系統最佳指標組合。其中分析主軸、軸承座的振動及位移是評價主軸動平衡性能的關鍵指標之一，需在線動態觀測與分析。測試中采用K9000電渦流傳感器。傳感器輸出特性可用位移一電壓曲線表示，見圖8。橫坐標表示位移的變化，縱坐標代表前置器輸出電壓的變化。理想位移一電壓曲線是斜率恒定的直線，直線的，段為線性區，即有效測量段；n點為傳感器線性中點。對主軸、軸承座的信號分析主要通過加速度信號采集、零均值處理、積分、加窗、頻譜分析等算法得出振幅。
4、性能測試
該測試軟件沒計完成后，在山西農機新技術服務中心研制的S-FS-P560 1500型秸稈粉碎機上進行了臺架試驗。測試結果顯示，該軟件運行穩定、測試精度大于97%，系統響應快，能基本且全面反應測試對象的整體性能。圖10是秸稈粉碎機轉速與功耗的響應曲線，圖ll是主軸振動的軸心曲線。
5、研究結論與討論
(1)秸稈粉碎機測試平臺能夠基本反應測試對象的整體運行參數，對于進一步優化秸稈粉碎機的設計、提升設計質量與效益具有十分重要的意義。
(2)通過該系統測試，科學反映出山西農機新技術服務中心研制的新型S-FS-P560 1500型秸稈粉碎機依托開發的抖動、計量進料裝置、旋轉式可變粉碎室裝置、輔助吸風送料裝置，解決了秸稈綜合利用產業發展中秸稈粉碎環節的快速大容量粉碎、低成本、機械化運行等問題，各項指標達到了沒計任務書的要求，
(3)當前，現代農業的推進需要大量先進的農機化裝備來支撐。大型動力作業機械的制造技術成熟，檢測手段完善，沒計基礎扎實。相比之下，大量的小型農機化裝備由于市場需求量小，沒計、檢測相關技術不完善，造成農機化領域的兩級分化。本系統軟件的開發與研究，為農機化技術的均衡發展進行了有益的探索，對今后農機化裝備科學研究、檢測提供了一種必要的手段。
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