1、糧食烘干機過程控制系統
1.1系統理論基礎
糧食干燥是一個多變量、大滯后、強非線性、非平衡的開放式、復雜的熱質交換熱力學體系，是一個物理、生物和化學過程，不僅受物料特性和介質參數的影響，還與氣候條件和干燥工藝有重要關系。在糧食干燥過程中，糧食顆粒在自重和排糧板的作用下向下運動，濕空氣通過角狀盒被排出到大氣中。現場試驗觀察結果表明，這兩個運動通過氣固兩相摩擦形成較強的非線性耦合關系，且存在臨界值。當系統狀態達到該臨界值時，濕空氣的排出運動對谷物粒子的運動摩擦急劇增加。可見，在現階段要對糧食烘干的水分和品質進行有效控制，只能也必須拋棄依賴水分傳感器建立的一切控制原理與控制方式，而采用系統狀態控制與前饋控制相結合方式，通過監測糧食烘干熱力學系統的狀態參量，建立全新的烘干過程控制系統，這是目前國內最為先進的控制方式。
1.2系統工作原理
“糧食烘干機過程控制系統”通過建立友好的人機對話系統、監測糧食烘干熱力學系統的狀態參量、對以往烘干機過程總結，計算出“出機糧食水分預測系數”，該系數可以提前5-6 h預測出機糧食水分，而操作者可根據現場經驗積累，及時調節熱風爐的溫度和排糧電機的轉速，以保證出機糧食的烘干質量，即通過系統所抽取的出機糧食水分預測系數可以為糧食烘干機現場操作提供有目的、有效的指導作用。
1.3系統主要功能
本系統通過對烘干過程狀態的控制，實現對最終結果的控制。主要功能有：①本系統每5 min可記錄并打印輸出一組工作參數數據，包括入機糧水分化驗值、容重、溫度，出機糧食水分檢測值、化驗值、容重、溫度，高溫熱風溫度值、低溫熱風溫度值、排糧電機頻率、排糧速率（小時處理量）、烘干塔高層糧氣綜合溫度、低層糧氣綜合溫度等；②該系統為人機對話系統，在烘干機工作的每個上糧周期內（一般為1 h左右）可提供一組系數，包括烘干塔烘干過程狀態參數的變化、原糧品質的變化、環境條件的變化等豐富的信息；③系統所提供的出機糧食水分預測系數可預測6h后出機糧食水分的變化趨勢與區間，即可根據該變化趨勢及時調整操作，從而控制符合要求的出機糧食水分值；④系統脫離了水分傳感器的限制，由化驗室提供適當量的化驗數據即可實現對烘干系統的控制。
2、生產考核報告
在2004年和2005年的兩個烘干季，分別對該系統進行了連續一個多月的現場測試與考核。與本系統配套使用的是HTJ - 300型烘干機，降水幅度為10%，處理量為300 t/d。
圖3為撫順國儲庫2004年2月1日0時-12日2時在同一時間記錄的出機糧食水分與水分預測系數結果對照；圖4為撫順國儲庫2004年2月1日0時-12日2時將水分預測系數后移6h后（即提前6h進行出機糧食水分預測）與出機糧食水分的結果對照。從圖3、圖4可以反映出水分預測系數與出機糧食水分具有較強的相關性，即反映了水分預測系數的有效性。對于用戶要求的任意出機糧食水分值（比如14.0%），本系統在線檢測精度波動范圍控制在±0.5%以內的合格率不低于90%。
圖5為撫順國儲庫2005年2月份烘干生產出機糧食水分統計結果。從圖5可以看出，烘干機出機糧食水分控制在用戶要求的水分范圍(14% -15%之間)的值達到92.7%以上，出機糧食品質良好，控制效果顯著。
3、結論
3.1實現了對烘后糧食品質的控制
生產運行考核證明，糧食烘干機是一個多變量、大滯后、強非線性、非平衡的開放式熱力學體系，“糧食烘干機過程控制系統”采用系統狀態控制與前饋控制相結合方式，通過對烘干過程狀態的控制，實現對出機糧食水分較準確的控制，避免了原來出現周期性高水分糧和低水分糧的情況。本系統對糧食烘干機的烘干過程控制有較明顯的作用。
3.2 提高了系統調節的及時性
該系統通過監測糧食烘干熱力學系統的狀態參量和對以往烘干過程的總結，給出了出機糧食水分預測系數，可以提前5-6 h預測出機糧食水分的變化趨勢與區間，而操作者可結合現場經驗積累，及時調節熱風爐的溫度和排糧電機的轉速，以保證糧食出機糧的烘干質量，大大提高了系統調節的及時性。經現場運行證明，通過本系統所抽取的出機糧食水分預測系數可為現場操作提供有效的指導作用。
3.3廣泛的適用性
該系統脫離了水分傳感器檢測不準確的限制，解決了水分傳感器檢測不準確產生的諸多弊端，在生產應用中由化驗室提供適當量的化驗數據即可實現對糧食烘干系統的控制，適用于各種類型的糧食烘干機。
3.4經濟性
該系統為科技含量較高的人機互動系統，保證了出機糧食水分在用戶要求的較窄范圍內波動，提高糧食品質、減少糧食損耗、降低各項費用，使企業經濟效益顯著增加。
該系統不但在正常運行過程中可以提高出機糧食水分的合格率，而且可以大大縮短每次烘干作業開始時烘干系統的調試時間。無本系統，烘干機正常調試時間為1周左右，而借助于本系統的操作指導，可以在24 h左右完成烘干機的調試工作，而出現非正常水分的糧食僅是開始時參與循環部分的糧食，從而大大降低了調試成本。
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