1、系統的硬件和軟件設計
1.1檢測量和控制量
糧食干燥是一個復雜的熱質交換過程，不僅受糧食本身特性和介質參數（熱風溫度、濕度、風量等）的影響，而且還與環境條件和干燥工藝、烘干塔結構有著重要關系。影響出機糧含水率的因素很多，根據生產現場情況，經過系統理論分析和仿真試驗，確定檢測量分別為：糧食烘干機第一、二、三、四干燥段排氣的溫度和濕度；環境溫濕度；入機糧含水率，出機糧含水率；第一、二加熱段為高溫段，該段熱風溫度高，糧食失水快，而熱風壓力反映了風量的變化；第三、四加熱段為低溫加熱段。
該系統的控制量有2個，一個是通過控制變頻器調節排糧電機轉速，從而控制被干燥糧在糧食烘干塔內的時間，時間長則失水多。另一個是通過控制比例閥來調節第三、四加熱段的熱風溫度。
1.2系統的硬件組成
本糧食干燥系統硬件組成如圖1所示。由參數檢測傳感器、1臺工業控制計算機和變頻調速電機等組成，實現檢測、顯示、報警和閉環控制過程。系統工作過程概括為：工業控制計算機調用數據采集程序，啟動傳感器采集數據并實現A/D轉換，調用通信程序將數據送入工業控制機，按模糊PID控制原理進行處理，給出相應的控制量，輸出到執行部件即變頻器和比例閥，從而實現排糧電機和熱風溫度的控制功能。
本系統采用臺灣生產的研華工控機，PCL - 818L A/D卡2塊，實現16通道的數據采集，負責采集干燥段排氣溫濕度和環境溫濕度信號。PCL 728 D/A卡1塊，實現2個通道模擬輸出，工控機輸出的控制信號經過數據卡PCL 728進行D/A轉換后成為4-20mA標準電流信號，送給變頻器和冷風閥。
1.3系統的軟件設計
基于Windows 98操作系統，用VisualC++ 6.0編制界面，采用面向對象的方法進行模塊化設計，其中，運行模塊可實現系統的運行、停止和實時數據的記錄等功能，系統設置模塊可實現PCL - 818L卡和PCL - 728卡地址的設定、采樣頻率設定和塔結構參數的設定；傳感器標定測試模塊實現各個傳感器的標定和測試及冷風閥和變頻器的測定；顯示模塊實現出、入機糧含水率的實時曲線；幫助模塊實現對軟件的使用說明。系統對整個干燥過程進行實時監控，并記錄下各參數的變化情況。軟件結構組成如圖2所示。
在測控系統軟件的主界面上顯示各干燥段排氣的溫、濕度、干燥熱風溫度，在狀態條中分別顯示入機糧含水率、出機糧含水率、變頻器的頻率、環境溫、濕度和日期時間等參數。點擊菜單打開不同的對話框可實現傳感器標定、測試、采樣頻率設定等功能。同時在主界面上可實現變頻器頻率和熱風溫度的設定輸出。
考慮到干燥過程時滯性強，且各個參數的變化頻率較低，采用VC中的Set Timer( DATATIMER，nElapse，NULL)函數啟動定時器實現周期采樣，其中DATA-TIMER為不為零的定時器標識符，nElapse為采樣問隔，單位是毫秒，采樣頻率的大小可以通過設定nElapse的大小來完成。停止定時器用Kill Timer( DATATIMER)函數來完成。考慮到現場有各種干擾，在采樣程序中加入數字濾波，采用中值平均法，就是對同一參數連續采樣幾次，然后進行排序，去掉最大值和最小值，其余值取平均為此次采樣值，可以明顯減小干擾的影響。圖3是采樣程序框圖。在順流干燥段，熱風和谷物的流動方向相同，最熱的空氣首先與溫度最低、最濕的糧食接觸，可以使用較高的熱風溫度，一般為100-150℃，溫度高，單位時間內糧食被干燥的水分就多，相反，則糧食失去的水分就少，通過控制熱風爐來控制熱風溫度滯后很大，而且控制精度很低，因此采用冷風與來自熱風爐的熱風混合達到控制風溫的目的。冷風閥選用FCI系列IAR - 100智能角行程電動執行機構，該機構為調節式電動執行機構，可直接接收計算機輸出的4-20mA信號，來控制閥開度的大小，冷風閥用于烘干機低溫干燥段熱風溫度的控制，采用PID控制，如圖4所示。
2、結論
該測控系統，能對干燥塔所需各參數進行實時采集和顯示，并可保存和打印，為提高控制精度提供了依據。該系統應用于撫順國家糧食儲備庫糧庫，實踐證明．可提高其控制精度和穩定性。
該系統配置相應的控制軟件組成計算機智能控制系統，還可廣泛用于工業材料的烘干、成型等生產中。
相關烘干機產品：
1、滾筒烘干機
2、氣流式烘干機
