粮食烘干机自动控制系统设计
一种智能烘干机控制系统的设计与实现
• 152•该智能烘干机控制系统主要由上位机软件、硬件采集板、MD88模块、传感器感知模块、变频控制模块组成，能够实现参数设置、数据及状态显示、自动控制、故障报警等功能，适用于水稻、玉米、小麦等作物烘干，可以完成整个烘干过程的智能化操作，无需人工操作。
烘干机主要用来烘干水稻、玉米、小麦等作物，多用于米厂、粮库等地方。
经研究发现，传统的烘干机基本停留在手动操作阶段，自动化程度地，需要有人经常观察现场状态，并在现场操作。
烘干机工作现场灰尘非常大，环境极其恶劣，人工操作不仅长期对身体健康造成很大损害，也严重浪费了资源。
本系统实现的智能烘干机通过实时检测水分、温度、时间等数据进行智能分析判断，自动发送控制指令，完成整个粮食烘干过程的智能化操作。
1 系统总体设计本智能烘干机控制系统包括上位机软件、硬件采集板、MD88模块、传感器感知模块、变频控制模块，如图1所示。
图1 智能烘干机控制系统总体框图上位机控制软件通过RS485同硬件模块进行通讯，能够通过硬件采集板实时采集粮食水分、温度、湿度等数据，通过MD88模块和变频控制模块对设备进行操作。
智能决策控制是通过设定相应参数及复杂算法实现的。
烘干机的不同高度处都安装了水分传感器，用来检测不同层位的粮食水分和温度，在进风口和出风口位置安装了温湿度传感器，用来检测温湿度。
通过变频器来控制风机转速和振动电机频率，通过MD88模块来控制提升机、甩盘等设备。
在进行智能控制前，首先设定好相关参数，然后启动运行按钮，从进粮、满仓、倒仓到烘干结束，所有设备控制都是自动的，无需人工操作。
通过判断最上层水分传感器的读数来判断是否满仓，当满仓后，启动振动电机和提升机，随后启动甩盘，然后再启动风机，在不同的烘干阶段，风机的风量大小不同，当检测到粮食水分值达到目标水分值时，系统停止所有设备，烘干过程结束。
在设备运行过程中，系统还具备自我诊断和报警功能，当发现任何设备异常或数据信息异常都会报警，并根据情况来发出相应的操作指令。
粮食烘干机自动控制系统设计_毕业论文
江苏科技大学本 科 毕 业 设 计（论文）学 院 电子信息学院专 业 电气工程及其自动化专业学生姓名学生姓名班级学号班级学号指导教师指导教师二零二零 年六月年六月江苏科技大学本科毕业论文粮食烘干机自动控制系统设计Design of automatic control system of grain dryer摘 要我国至今为止，各项事业蓬勃发展，尤其是粮食生产加工的发展一直受到国家党中央的高度重视。
粮食生产是国家发展的根基，万民平安和谐发展的源头。
而每年由于粮食烘干不及时而造成的粮食腐烂、浪费给国家民生和经济都会造成巨大的损失，所以解决粮食的烘干问题具有很大的意义。
巨大的损失，所以解决粮食的烘干问题具有很大的意义。
本课题主要是在JX-300X 组态软件包的基础上，对粮食烘干机自动控制系统进行组态进行组态((包括主机、操作站、数据转发卡、包括主机、操作站、数据转发卡、I/O I/O 卡件、卡件、I/O I/O 测试信号点、回路、流程图等的设置流程图等的设置))、编译、监控。
通过控制粮食在烘干塔内的停留时间与干燥过程中干燥段和冷却段入口风的温度与压力来控制烘干塔出口处的粮食含水量，使其出口处的粮食含水量达到1414±±0.5%0.5%左右，以满足国家粮食的储存标准。
最后，通左右，以满足国家粮食的储存标准。
最后，通过现场试验，模拟储存仓的单回路控制，来控制粮仓储量以及粮食下放的流量。
同时，通过毕业设计充分了解了JX-300X 组态软件的强大，也希望本课题可以作为基于JX-300X 组态系统等相关试验的参考依据。
组态系统等相关试验的参考依据。
关键词 ：粮食烘干机；自动控制系统；组态；监测AbstractOur country so far, the cause of vigorous development, especially the development of food production and processing of the CPC Central Committee has always attached great importance by the state. Food production is the foundation of national development, and the people safe and harmonious development of the source. And every year due to grain drying is not timely rot caused by food waste to the country's livelihood and the economy will result in huge losses, so to solve the problem of food drying of great significance.The main subject is in the JX-300X configuration package, based on the grain dryer automatic control system configuration (including the host, operating station, data forwarding card, I / O cards, I / O test signal points , loop, flow charts and other settings), compiling, monitoring. Food in the drying tower by controlling the residence time of the drying process of drying and cooling sections with the inlet air pressure to control the temperature at the outlet of the drying tower grain moisture content, grain moisture content at the outlet to reach 14 ± 0.5 percent, in order to meet national food storage standards. Finally, field tests, simulated storage silos single-loop control, to control the granary reserves and food decentralized traffic. Meanwhile, graduation design fully understand JX-300X powerful configuration software also hope this project can serve as JX-300X-based configuration system and other related tests ofreference.Keyword ：Grain dryer ；Automatic control system ；Configuration ；Monitor目 录第一章 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 国内外研究现状与研究的局限性 (1)1.3 本文的主要研究内容 (4)第二章 JX-300组态软件介绍 (5)2.1 JX-300组态软件简介 (5)2.2 集散控制简介 (6)2.3 SCKey组态软件特点 (6)第三章 烘干机简介 (7)3.1 粮食的干燥原理 (7)3.2 粮食的干燥条件 (7)3.3 干燥设备的分类 (8)第四章系统组态设计 (9)4.1整理硬件及I/O信息，分配测点 (9)4.2 建立组态文件 (11)4.3 主机设置与操作站设计 (12)4.4 控制站I/O组态 (13)4.5 控制方案的组态 (14)4.6 操作小组组态 (17)第五章 仿真与现场模拟调试 (24)5.1系统总貌实时监控画面分析 (24)5.2 系统控制分组实时监控画面分析 (24)5.3 系统监控趋势图分析 (25)5.4 系统流程图监控图分析 (26)5.5 系统一览监控图分析 (26)5.6现场模拟调试 (27)结 论 (31)致 谢 (32)参考文献 (33)1第一章 绪论1.1 研究背景我国是传统的农业生产大国，保证粮食生产是关系到国民经济的关键所在。
粮食干燥机控制系统设计
摘要我国是产粮大国，水分是粮食存储的关键的参数，因此粮食的烘干成为一个非常重要的问题。
本文主要研究基于89C51单片机作为模糊推理机,系统采用模糊控制算法，解决了因温度变化缓慢引起系统超调问题。
首先塔式烘干机将进粮的阀门打开，当料位传感器检测到粮食达到指定的位置时，阀门将被关闭。
此时加热风机进行对流加热，温度和湿度传感器采集信号，显示屏上实时显示粮食的温湿度。
当粮食达到所需要的温湿度时，出粮口的阀门打开,粮食运送到外面进行缓苏，最后粮食送入粮仓储藏。
总而言之，塔式烘干机对温、湿度信号进行采集，实时显示粮食的温度和湿度，实现烘干系统及人机界面的设计，使其满足实际生产过程中的需要。
在整个烘干过程中，热风对流穿透粮层，完成热交换后经排风口排出。
整个系统自动化程度高、操作方便、安全。
关键词：模糊控制单片机烘干机温度传感器Title The dryer of foodAbstractBecause of our country is a major grain-producing and the water is the key to food storage parameters, so the grain drying has become a very important problem. The system is based on the single-chip computer, 89C51, as a fuzzy inference engine, which adopt fuzzy-control algorithm. Firstly, the tower dryer open the valve，a certain location the food reached, which found by the material level sensor, the valve will be closed. At this point, the heating fan is started to heat the food convectively，and the temperature and humidity sensors start to work，the temperature and humidity of food will be shown on the screen at the same time。
基于AT89C51的水稻干燥机智能控制系统设计
２ ０ １ ３年 ｌ ２月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥ ＥＲＩ ＮＧ ８ Ｌ ＡＵＴ（ ） Ｍ ＡＴＩ （ ） Ｎ
Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｃ ．
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ １ ４ ８ — ０ ２
基 于 ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ １的水 稻 干燥 机 智 能 控 制 系统设 计
王 彬
（ 江 苏 财 经 职 业 技 术 学 院 机 械 与 电 子 工 程 系 ，江 苏 淮 安 ２ ２ ３ ０ ０ ３ ）
摘要 ：水稻 的干燥对其储存、 品质和发芽能力 等至关重要，针对普通干燥机的不足 。设计 了一种以单片机为
中 圈 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ． ５： ￥ ２ ２ ６ ． ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
其顺 时针 回转 。热风 由风 机从 热 风 入 口吹入 ， 水 稻 沿
进料 导 管 ２ 进 人 干燥滚 筒 ， 在 抄板 的带 动下 ， 水 稻在 一
通常 粮食 收获 时 含水 率 较 高 ， 粮 食 干燥 多 采 用传 统 的 自然 晾 晒法 ， 机械化 程 度低 ， 由于天气 的原 因或 其 他条 件 的限制 ， 收获 的粮 食 常 因 得 不到 及 时 的干 燥 而 发芽、 变质 、 霉烂 ， 造 成 巨大 的损 失 。粮 食 烘 干特 别 是 水 稻烘 干是 我 国粮食储 藏 中一个 突 出的问题 ［ １ ］ 。随着
ｌ所 示 。
我 国国 民经 济 的发 展 和人 民生 活水 平 的 不 断提 高 ， 无 论水稻 用 于食用 还 是深 加 工 ， 对 水 稻 的 品质 要求 都 越 来越高 ， 因此 ， 对 水 稻干燥 机 的智能 控制 系统进行 研究
谷物烘干机PLC课设
目录第一章谷物烘干机原理简介 (1)1.1 工艺过程 (1)1.2 谷物烘干机的设计要求 (1)1.3谷物烘干机工艺流程 (1)第二章 PLC控制系统选型与硬件介绍 (3)2.1 系统机型选择与配置 (3)2.2 电源模块 (4)2.3 底板或机架 (5)2.4 PLC系统的其它设备 (5)2.5 PLC的通信联网 (5)2.6 统机型选择与配置 (6)第三章谷物烘干机PLC的设计 (8)3.1 热风循环自动控制部分的程序流程图的设计 (8)3.2 I/O模块 (9)3.3 电气控制系统原理图 (11)第四章谷物烘干机PLC控制梯图设计 (15)4.1系统梯形图设计 (15)4.2程序的编写。
(17)第五章收获与结论 (18)致谢 (20)参考文献 (21)第一章谷物烘干机原理简介1.1 工艺过程随着农业产业化进程的推进，农业机械化自动化水平不断提高，越来越需要在工业环境较差的环境中能安全运行且对安全性和可靠性要求都较高的设备，这也就使得PLC在其中的应用也不断地增加。
现以谷物烘干机为例，当前各种形式谷物烘干机源源不断地推进市场，要实现它的自动控制，可用传统的电器控制，也可用单片机控制，还可用PLC控制。
本文主要讲解用PLC对燃油循环式谷物烘干机进行介绍，实现谷物烘干全过程，即进粮循环烘干出粮的自动控制。
1.2 谷物烘干机的设计要求循环式烘干也称为批次式烘干，是指谷物的干燥、缓苏全部在机体内循环完成。
为保证谷物的品质，通常每小时降水率在1%以下，谷物需在机体内多次上下提升进行干燥-缓苏循环才能达到所需水份，故称为循环式。
循环式烘干的进出料需单独工作，不能与干燥同时进行。
相同投资的情况下，产量略低。
间接热源有热风炉（燃煤炉、稻壳炉），直接热源有天燃气、优质煤油或柴油、蒸汽。
需室内放置，不可露天作业。
烘干房占地面积约550m2，平面尺寸为15.5m×35.5m，屋脊高12.5m。
钢结构烘干房及设备与周边建筑的防火间距均须12m 以上,与周边围墙的距离均须5m以上。
SmartDry带式烘干机自动控制系统的设计
SmartDry带式烘干机自动控制系统的设计介绍了布勒公司带式烘干机SmartDry自动控制系统的设计，软硬件组成及设计，以及该系统在饲料厂中的运行情况和效果。
标签：布勒；Buhler；SmartDry；带式烘干机1 引言在水产饲料的生产中，因为生产过程中的水份比较高，所以在成品饲料入库前，饲料的烘干是一道不要缺少的环节，SmartDry带式烘干机是布勒（常州）机械有限公司的新一代饲料生产加工设备，在水产饲料厂广泛应用，因此开发一种高效节能的控制系统是大势所趋，也是使用者所期盼的，SmartDry带式烘干机自动控制系统就是在这样的情况下产生的。
2 系统概述该控制系统由上位机、下位机及现场的IO站组成，上位机使用触摸屏，下位机使用Siemens公司的S7-300系列PLC，现场IO站则采用德国Wago公司的产品，系统设计时考虑其通配性，以适用这种烘干机的所有型号、所有配置，上位机界面采用了多语言设计，使用场合可以适用于国内外。
系统具有多级用户权限设定，控制模式分为手动、自动操作选择，参数设置采用配方功能，以方便客户快速、正确的输入生产参数，系统PID控制参数具有自整定功能，能快速、智能地找到合理的控制参数，是一个真正智能的控制系统。
3 系统的总体结构（1）系统硬件。
系统的操作界面使用触摸屏，下位机控制器采用Siemens 高性能PLC，该控制器自带以太网接口，另外还标配西门子标准的Profibus DP 总线接口，控制器和触摸屏的通讯采用以太网的形式，这样考虑的目的一是方便操作屏和控制器可以遠距离放置，设备现场可以没有操作人员，二是保证通讯速度，使控制信号和状态实时化；现场放置IO通讯从站，控制器和现场IO的通讯采用Profibus DP方式，这样考虑的目的一是尽可能减少信号线、电缆线的长度，减少系统的干扰可能性，二是将现场IO箱放在设备附近，方便信号的核对和故障排除；MCC（电机控制柜）柜由于内部有比较多的变频器，考虑的变频器的散热问题，考虑放置的中央控制室等有空调的场所。
粮食干燥机的自动控制
发现 对 一 个 给定 干燥 条 件 下 求 出 的晟 优 的控 制 方
法 ， 另 一 种 干 燥 条 件 下 可 能 很 不 稳 定 总 结 时 认 在 他
为干燥 过程 的计 算机 模拟 可 以提供 一种快 速 而准确 的研 究 自控 系统性 能 的方法 和 有力 工具 ， 且试 验 并
为一 个前馈 的信 号． 以便减 小 它对 出机粮 温 的影 响 ． 而粮 温是用 来 控制 干燥过 程 的参数 Ｓｏ ｅ于 １８ ｔｎ ９ ３年利用 计算 机模 拟技术 对 比了前 馈控 制和传 统 的 比例一 积分控 制 ． 他用 热风 温度 作 为 控 制变 量 ， 以控制 出机 粮食 水分 用 预期 的终水 分 他 和计 算 机模 拟的终 水分 的 差值 的平 方 和来 比较 评 价
把Ｆ Ｆ控 制 器 的 响 应 时 问 延 迟 了 一 半 ， 现 它 的 ＩＥ 发 Ｓ
ｌ 粮 食 干 燥机 自动 控 制 的 发展 现状
Ｚ ｃ ａｉ ａｈ ｒ ｈ和 Ｉ ａｓ １ ６ 年 试 验 了 ４种 大 型 ａ ｓ ｃ于 ６ ａ ９
（ 误差积 分 和 ） 是简 单 Ｆ Ｆ控 制 的 ２ 。 传 统 Ｐ Ｄ ６ 是 Ｉ 控 制 的 ４ 。 ８ 他指 出前馈 控制 不适 应干燥 机参数 的
终 水 分 的误 差 和 十 燥 速 率 的 积 分 值 为 最 小 研 究 中
好 的控制 方 案 Ｂｃｅ 于 １８ ｅｋ ｒ ９ ３年 开 发 了 一种 简 化 的 干燥 过 程 模型． 并用 于连续 横流式烘 干机 的微 机控制 。 该模 型 与强 有 力的 分布 参数 模 型 相 比并不 逊 色 ， 于干 燥 用 过程 的优化 ， 可使 耗 油费和 人工 费最小 在进行 室 内 烘 干 玉米试 验时 ， 发现 热风温 度是 主要 制约 因素 ， 他 认 为横 流式 干燥 机可用 的最 高热 风温度 为 １ ｃ。 １ ７ Ｆ ｒｅ 等 人 于 １ ８ ｏｂ ｓ ４年 开发 了 一 种基 于 数学 模 ９ 型的控 制策 略 ， 他利 用 Ｂ ｅ ｅ 推荐 的一 种 简化 干燥 ｅｋ ｒ 过 程模 型 。该模 型的方 程盘 下 ： ｕ
谷物烘干机的PLC控制设计
谷物烘干机的PLC控制设计二〇一一年五月二十日摘要谷物烘干机是一种自动化程度要求较高的机电设备，应用于农业生产中的农作物烘干领域在工业控制领域，随着电力电子技术、可编程序控制器与变频技术的发展，以PLC控制为核心的电控技术在各类机械设备中的应用越来越广，它将逐渐取代传统的继电器控制系统，上升为交流电气控制的主流。
PLC作为谷物烘干机的核心控制器，其在工业过程控制中体现了强大功能。
当前，PLC在国际市场上已成为最受欢迎的的工业控制畅销产品。
本篇论文论述可编程控制器PLC对谷物烘干机自动控制：主要介绍谷物烘干机工艺流程，PLC控制系统的设计、梯形图、程序编制等。
关键词：PLC、谷物烘干机、自动控制ABSTRACTGrain drying machine is a high degree of automation required electromechanical equipment used in agricultural production, crops drying in the field of industrial control field, with the power electronics, programmable logic controller and variable frequency technology, the PLC Control as the core of the electronic control devices in various types of machinery used more and more widely, it will gradually replace traditional relay control system, electrical control of the exchange rose to the mainstream. PLC as the core of grain dryer controllers in industrial process control reflects the power. At present, PLC in the international market has become the most popular selling products for industrial control. This paper discusses the programmable logic controller PLC automatic control of grain dryers: grain dryer process introduced, PLC control system design, ladder, programming and so on.KEY WORDS: PLC, grain drying machine, automatic control目录摘要.......................................................................................................................................................... I ABSTRACT........................................................................................................................................... II 1 绪论.. (1)1.1本课题的研究意义 (1)1.2课题国内外研究现状 (1)1.3课题发展趋势 (2)2 PLC概述及基本原理 (4)2.1PLC西门子系统的介绍 (4)2.2PLC的应用 (4)2.3PLC的特点及工作原理 (5)3 谷物烘干机 (8)3.1概述 (8)3.2国内外先进谷物干燥技术 (8)3.3干燥技术种类 (9)3.4谷物干燥机的设备与组成 (10)3.4.1循环式干燥机构造特点 (11)3.4.2谷物烘干机工作原理 (11)3.5谷物烘干机的控制要求 (12)4 硬件设计 (14)4.1PLC与CPU型号的选择 (14)4.2系统机型选择与配置 (17)4.3主要参数计算 (19)4.4电源模块 (20)4.5底板或机架 (20)4.6PLC系统的其它设备 (20)4.7PLC的通信联网 (20)5 自动控制系统设计 (22)5.1谷物烘干工艺流程 (22)5.2系统软件设计 (23)5.2.1流程图 (23)5.2.2系统梯形图设计 (24)5.2.3系统STL语句 (27)5.2.4梯形图与程序整理 (29)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1 绪论1.1 本课题的研究意义谷物收割后含水很高，要想让谷物达到安全仓储的条件（不霉变）必须把谷物的含水率降低到能够进行仓储的安全水分（即12%为水稻仓储的安全水分）。
烘干机控制系统设计
第1章 烘干机的概述烘干机是干燥物品的专用设备。
在干燥物品时，为保证物品质量，减小烘干机零件损耗，除要求温度能自动控制外，还需要间断通风。
烘房内装有电接点温度计TJ ，用来检测烘房温度。
当加热器通电时，烘房加热升温；通风机通电时，烘房通风。
当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合；当烘房的温度低于需要温度时，电接点温度计的接点断开。
当按下启动按钮后，要求烘干机按图1-1烘干机主电路图所示的过程循环往复的工作，直至按下停止按钮时为止。
L1L2L3N 电源开关电热器通风电动机图1.1 烘干机主电路图烘房内装有电接点温度计TJ ，用来检测烘房温度。
当加热器通电时，烘房加热升温；通风机通电时，烘房通风。
当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合；当烘房的温度低于需要温度时，电接点温度计的接点断开。
当按下启动按钮后，要求烘干机按图1-2烘干机工作过程示意图所示的过程循环往复地工作，直至按下停止按钮时为止。
图1.2 烘干机工作过程示意图1min 5min →−−−−→−−−−→−−−−→至需要温度延迟通风升温停止加热通风机启动2min 5min →−−−−−→−−−−→通风停止通风通风机停止通风机启动通风机停止−−−−−→→低于需要温度升温第2章控制方案选择目前应用于烘干机控制系统主要有继电器控制系统、PLC和单片机控制系统。
2.1 单片机控制它是用程序实现各种复杂的控制，功能最强。
工作方式采用中断处理，响应也较快，价格比PLC要低。
但它的程序修改难度较大，可靠性比PLC要差，也需要设计专门的接口电路和抗干扰措施。
在使用时要求有较好的工作环境，维护技术也较高，系统设计较复杂，调试技术难度大，需要有系统的计算机知识。
它需要设计和制作输入接口电路、输出接口电路、放大电路和印刷电路板，设计制作工作量大，周期长，而且它的抗扰能力很弱，对环境的适应性差。
2.2 继电器控制由于继电器控制设计出的线路也比较复杂，因而电器控制装置的制造周期较长，造价相应较高，维修也不方便。
智慧烘干系统设计设计方案
智慧烘干系统设计设计方案智慧烘干系统是一种将传统的烘干设备与智能控制技术相结合的新型烘干设备。
该系统通过自动控制温度、湿度、风速等参数，以达到最佳烘干效果。
一、系统架构设计：智慧烘干系统的主要构成部分包括传感器、控制器和执行器。
1. 传感器：系统需要安装多个传感器，包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器等。
这些传感器可以实时感知烘干室内的环境参数，并将数据发送给控制器。
2. 控制器：控制器是系统的核心部分，负责处理传感器发送的数据，并根据设定的烘干模式进行计算和控制。
控制器可以根据环境参数调整烘干温度、湿度和风速，提供最佳的烘干条件。
3. 执行器：执行器是根据控制器的指令进行动作的设备，主要包括加热器、风机等。
加热器可以根据控制器设定的温度参数进行加热，风机可以控制风速和风向，从而达到均匀烘干的目的。
二、系统功能设计：1. 温度控制：通过控制加热器的加热功率和工作时间，实现对烘干室内温度的精确控制。
根据不同的烘干物料，设定合适的温度范围，以达到最佳的烘干效果。
2. 湿度控制：通过控制风机的转速，调整烘干室内的湿度。
可以根据实时湿度数据，实现自动调节风速的功能，保持恒定的烘干湿度。
3. 风速控制：通过控制风机的转速和风向，达到在烘干室内形成适宜的风流环境。
风速的大小和风向的变化可以根据不同的烘干物料进行调整，以确保物料在烘干过程中均匀受热。
4. 烘干模式选择：可以设定多种烘干模式，以适应不同的烘干需求。
用户可以根据烘干物料的特性和要求，选择合适的烘干模式，并设定相应的参数。
5. 故障诊断和报警：系统可以实现对传感器和执行器的状态监测，及时发现故障并报警。
故障诊断和报警功能可以有效降低系统故障的风险，保证烘干过程的安全和可靠性。
三、关键技术和创新点：1. 智能算法：系统采用智能算法，对传感器采集的数据进行分析和处理，以实现自动控制。
这些算法可以根据物料的特性和烘干需求，自适应地调整烘干参数，提供最佳的烘干效果。
基于PLC的粮食烘干机系统设计与实现答辩PPT
基于PLC的粮食烘干
控制系统设计与实现
系别与专业：信息工程系自动化学号：09303232 姓名：朱啸天
指导教师：刘义杰
系统完成功能
1.主控制系统基本实现了粮食自动烘干的功能。
2.燃烧室温度控制系统实现了对燃烧室温度即时调节的功能。
3.燃烧室供油量监控。
系统工艺流程图
高水分粮食
进粮斗水分检测
下绞龙打包存储
排粮管
干燥室上绞龙
提升机合格
不合格
主系统图
主系统流程图
启动
进粮管打开
粮食水分检测
燃烧室打开提升机上绞龙启动下绞龙启动
排粮管打开
打包存储合格
不合格
燃烧室供油控制
燃烧室供油控制流程图
启动鼓风机
1号供油管工作
点火
燃烧室温度
与给定值比较
2号供油管工作1号供油管工作
3号供油管工作
本设计基本实现了谷物烘干自动烘干的过程，还在燃烧室部分加入了自己的一些设计。
当然由于自己的能力有限以及对于PLC知识的学习还不够彻底，论文还有很多有待改善的地方，例如燃烧室控制可以采取更为精确的PID控制，因此还需要自己今后继续改进。
在毕业论文即将完成之际。
我要衷心感谢老师们在毕业设计期间给予指导和帮助。
同时也要感谢大学期间所有的任课老师，他们教授的知识是我大学期间获得的宝贵财富。
最后感谢评审老师百忙之中抽出时间对我的毕业论文提出宝贵意见，非常感谢你们的指导。
连续流粮食干燥控制系统变量分析与结构设计
连续流粮食干燥控制系统变量分析与结构设计摘要：粮食干燥是农业生产过程中的重要步骤和关键环节。
实现粮食干燥机的自动控制对减少粮食损失，提高我国的粮食干燥技术水平，充分发挥粮食干燥机的生产能力，增强我国粮食产品在国际市场上的竞争力，具有十分重要的意义。
粮食干燥机的结构虽然较简单，干燥过程是典型的多变量、大滞后和非线性的过程，难传统的控制方法在许多方面都难以达到理想的控制效果。
关键词：连续流粮食干燥控制系统；变量；结构设计；近年来，国内外专家对粮食干燥机进行了大量的研究，获得了许多研究成果。
但是，粮食干燥自动控制目前还是一个薄弱环节。
要实现粮食最终含水率的控制必须解决两方面的技术难题：研究准确可靠的粮食含水率在线检测装置；确定合理的被控变量和控制变量，建立一套精度较高、适用面较广的控制模型。
一、影响粮食干燥的因素1.粮食的生理状态。
刚收获的粮食含水率较高，大部分尚处于后熟阶段，其新陈代谢活动还比较旺盛。
进行干燥时要缓慢些(或先低温，后高温两次干燥)。
若干燥初期温度过高，就会损坏粮食内部的毛细管和胚部，从而引起内部水分难以向外转移，并降低种子的活力。
2．粮食种类、状态及水分。
粮食种类不同，其化学成分和结构也不同。
一般是含淀粉成分多、含脂肪成分少、籽粒尺寸小、结构较松弛、含水率较大的粮食则内部扩散速度较大，干燥速度快。
小麦、玉米等作物一次降水幅度较大，可达5％～6％，而大豆、稻谷等一次降水幅度较少，一般为1％--一3％。
3.干燥介质的状态参数。
干燥介质的状态参数包括介质温度、相对湿度和流速。
介质温度(热风温度)的增高影响最大，提高介质温度，不但可使粮食表面的水分加速蒸发，也可使粮食温度较高，加快粮食内部水分扩散速度。
但是，干燥介质的温度不宜过高，否则可能使恒速干燥阶段缩短，降速阶段延长。
增大干燥介质的流速也能使干燥过程强化。
当流速增大到一定数值后，其影响相对减小。
当粮食含水率较高时，流速对干燥过程影响较大，但当干燥过程进入降速阶段后，流速的增加对干燥过程的影响不显著。
基于PLC的谷物烘干自动控制系统设计与实现
方案设计本程序控制采用顺序控制程序，顺序控制系统指按照设定的受控执行机构的动作顺序，按步进行的自动控制系统。
它受控设备通常是指动作顺序不变或着相对固定的生产机械。
此种控制系统转步主令信号多数是行程开关（包括触点或无触点行程开关、光电开关、干簧管开关、霍尔元件开关等位置检测开关），有时采用压力继电器、时间继电器类的信号转换元件作为一些步的转步主令信号。
为了让顺序控制系统工作可靠，通常用步进式顺序的方式控制电路结构。
步进式顺序控制是指控制系统的任何一程序步（下面简称步）的得电必须以上一步的得电且本步的转步主令信号已发出作为条件。
对生产机械来说，受控设备任何一步的机械动作可否执行，决定于控制系统前一步是否已经有输出信号和其受控机械动作是否已经完成。
如果前一步的动作没有完成，则后一步的动作也无法执行。
这种控制系统的互锁严密，即便转步主令信号元件失灵或出现误操作，亦不会导致动作顺序错乱。
从总体而言，选用我们学习过程中熟悉的日本欧姆龙公司的CP1H型PLC系列可编程控制器控制。
此编程器，结构简单、易于理解、生动形象、高可靠性、抗干扰能力强、丰富的I/O接口模块、配套齐全、功能完善、适用性强、系统的设计、工作量小、维护方便、容易改造、体积小、重量轻、能耗低。
本设计还利用了组态软件对谷物自动烘干控制系统实时监控，使得整个设计生动形象具体，实用性强[1]。
它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。
它处于自动控制系统监控层的一级的软件平台与软件开发环境，用灵活的组态方式，为用户提供了高速构建自动控制系统监控模式的、通用层次的工具软件。
组态的应用领域很广泛，可用于电力系统、给水控制系统、石油和化工等领域的数据采集和监视控制及过程控制等很多领域。
目录1 方案设计 (I)1.1 设计任务要求 (1)1.2 硬件方案设计 (2)1.3 软件方案选择 (2)2 谷物烘干自动系统控制部分设计 (4)2.1 谷物烘干自动控制系统的硬件选择 (4)2.1.1 谷物烘干自动控制系统PLC选型 (4)2.1.2 谷物烘干自动控制系统外围设备选型 (5)2.2 谷物烘干控制系统的控制电路设计 (7)2.2.1 谷物烘干控制系统原理图配 (7)2.2.2 谷物烘干自动控制系统I/O地址分配 (7)2.2.3 谷物烘干自动控制系统流程图 (9)3 谷物烘干自动控制系统软件设计 (11)3.1 谷物烘干自动系统控制程序设计 (11)3.1.1 谷物烘干自动控制系统PLC程序设计部分说明 (11)3.1.2 谷物烘干自动控制系统PLC程序运行调试 (15)3.2 谷物烘干自动控制系统组态监控设计 (16)3.2.1 谷物烘干自动控制系统组态工的简介 (16)3.2.2 谷物烘干自动控制系统组态工程建立画面图 (16)3.2.3 谷物烘干自动控制系统组态画面的部分功能分析 (17)3.3 谷物烘干自动控制系统组态通信 (18)参考文献 (25)附录A 梯形图 (24)附录B 组态界面 (29)附录C 组态程序 (31)1.1 设计任务要求设计手动烘干与自动烘干两种启动模式。
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江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院电子信息学院专业电气工程及其自动化专业学生姓名班级学号指导教师二零年六月江苏科技大学本科毕业论文粮食烘干机自动控制系统设计Design of automatic control system of grain dryer摘要我国至今为止，各项事业蓬勃发展，尤其是粮食生产加工的发展一直受到国家党中央的高度重视。
粮食生产是国家发展的根基，万民平安和谐发展的源头。
而每年由于粮食烘干不及时而造成的粮食腐烂、浪费给国家民生和经济都会造成巨大的损失，所以解决粮食的烘干问题具有很大的意义。
本课题主要是在JX-300X组态软件包的基础上，对粮食烘干机自动控制系统进行组态(包括主机、操作站、数据转发卡、I/O卡件、I/O测试信号点、回路、流程图等的设置)、编译、监控。
通过控制粮食在烘干塔内的停留时间与干燥过程中干燥段和冷却段入口风的温度与压力来控制烘干塔出口处的粮食含水量，使其出口处的粮食含水量达到14±0.5%左右，以满足国家粮食的储存标准。
最后，通过现场试验，模拟储存仓的单回路控制，来控制粮仓储量以及粮食下放的流量。
同时，通过毕业设计充分了解了JX-300X组态软件的强大，也希望本课题可以作为基于JX-300X组态系统等相关试验的参考依据。
关键词：粮食烘干机；自动控制系统；组态；监测AbstractOur country so far, the cause of vigorous development, especially the development of food production and processing of the CPC Central Committee has always attached great importance by the state. Food production is the foundation of national development, and the people safe and harmonious development of the source. And every year due to grain drying is not timely rot caused by food waste to the country's livelihood and the economy will result in huge losses, so to solve the problem of food drying of great significance.The main subject is in the JX-300X configuration package, based on the grain dryer automatic control system configuration (including the host, operating station, data forwarding card, I / O cards, I / O test signal points , loop, flow charts and other settings), compiling, monitoring. Food in the drying tower by controlling the residence time of the drying process of drying and cooling sections with the inlet air pressure to control the temperature at the outlet of the drying tower grain moisture content, grain moisture content at the outlet to reach 14 ± 0.5 percent, in order to meet national food storage standards. Finally, field tests, simulated storage silos single-loop control, to control the granary reserves and food decentralized traffic. Meanwhile, graduation design fully understand JX-300X powerful configuration software also hope this project can serve as JX-300X-based configuration system and other related tests of reference.Keyword ：Grain dryer ；Automatic control system ；Configuration ；Monitor目录第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 国内外研究现状与研究的局限性 (1)1.3 本文的主要研究内容 (4)第二章 JX-300组态软件介绍 (5)2.1 JX-300组态软件简介 (5)2.2 集散控制简介 (6)2.3 SCKey组态软件特点 (6)第三章烘干机简介 (7)3.1 粮食的干燥原理 (7)3.2 粮食的干燥条件 (7)3.3 干燥设备的分类 (8)第四章系统组态设计 (9)4.1整理硬件及I/O信息，分配测点 (9)4.2 建立组态文件 (11)4.3 主机设置与操作站设计 (12)4.4 控制站I/O组态 (13)4.5 控制方案的组态 (14)4.6 操作小组组态 (17)第五章仿真与现场模拟调试 (24)5.1系统总貌实时监控画面分析 (24)5.2 系统控制分组实时监控画面分析 (24)5.3 系统监控趋势图分析 (25)5.4 系统流程图监控图分析 (26)5.5 系统一览监控图分析 (26)5.6现场模拟调试 (27)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第一章绪论1.1 研究背景我国是传统的农业生产大国，保证粮食生产是关系到国民经济的关键所在。
在现今土地资源日益减少的情况下，农产品问题更加重要。
提高现有农产品质量和产量就必须重视谷物的机械化干燥问题。
对于粮食的生产和消费，我国是世界上最大的国家，年粮食总产量约5亿吨。
据统计，在我国，粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等处理过程中的损失率高达15％，远远超过5％的联合国粮农组织所规定的标准。
在上述的这些损失中，究其原因，每年气候潮湿，刚刚收获的潮湿粮食来不及晒干或未达到安全规定储存水分造成霉变、发芽等原因造成的损失的粮食量高达5％，若按粮食年产量5亿吨来计算，相当于2500万吨粮食。
若按照每人每天食用一斤粮食计算，足够6．8万人一年的粮食用量。
在南方地区霉雨季节偏长的省份(比如江苏、湖北、上海、浙江以及安徽) 粮食霉烂损失率每年高达10％左右，而对于东北地区，平均每三年的麦收时期就有一年是雨季，粮食收获后特别需要用粮食干燥机械对粮食及时烘干处理，由此可见，粮食干燥是一个不容忽视的环节。
因此，发展和改进粮食干燥机械化技术，改变靠天吃饭的传统被动局面，使到手的粮食损失降低到最低点。
通过运用粮食烘干机烘干粮食再储存，可以大大的减少以上出现的多项问题。
并且粮食烘干机具有自己的特点，既不受天气的干扰制约，而且能实现粮食干燥的机械化、自动化，干燥时间短、功效高、投资少。
从这一意义上说，粮食的干燥技术也是现代化比田间农业的重要手段，也是粮食丰产、丰收的重要保障条件。
1.2 国内外研究现状与研究的局限性1．国内粮食干燥技术的发展历史我国关于粮食干燥机械方面的推广发展大概有50多年历史，从解放初期开始仿制日本、苏联等国家的烘干技术开始的，在当时的年代，粮食烘干机基本在大型农场和粮库应用，60—70年代我国自主设计了多种中、小型粮食烘干机，它们多数使用在农场生产队和农村生产联队。
80—90年代间设计生产了多种大、中型粮食烘干机，主要应用于国营农场等地方，主要用于烘干玉米和小麦。
90年代之后，随着改革开放的深入进展，农村经济方面和生产力方面水平有了较大的提高，集约化、专业化的规模经营也有了更多的发展，尤其从1997年起，国外通用型干燥机和种子专用干燥机等进入我国市场，这使我国干燥机械开始逐步普及，而且另一方面也带动了南方水稻产区粮食烘干机械化技术的发展。
当前，浙江、江苏、广东、福建等地这种干燥机基本己达2000多台。
尤其是国有农垦系统、大型粮库的粮食和种子生产基地，逐步装备起了成套的粮食烘干设备，并且与加工、储存等设施构成一体化，成为了我国粮食烘干设备的主要应用代表。
而且一些有关科研单位和一些大专院校也相继研制出了不错的粮食烘干设备，以此应用于国内农业和粮食系统。
粮食烘干设备的发展与应用，逐渐使得粮食生产机械化技术走向成熟与完善，同时这也加快了农业生产进步的现代化步伐。
2．国内谷物干燥的现状与发展趋势虽然中国的粮食烘干机械有近50年的发展历史，但是从一个全国性的角度来看，中国的粮食干燥仍然有很多突出的矛盾：对整体而言粮食烘干能力仍然不足，粮食烘干后质量依然较差，烘干的能源成本高，缺乏合适的经营模式，推广使用效果不佳等。
目前，中国的主要谷物烘干机械主要应用于大型粮食存储仓库，国有土地农垦系统的种子，商品粮基地与大型粮食烘干机，广大的农村地区现以自然干燥为主。
随着农村劳动力的转移和粮食产量的逐步提高，仅仅依靠大型粮库和农垦部门来采用大型粮食烘干机械烘干粮食的工作方式已经远远不能及时有效地完成应有的粮食干燥工作，同时大型的粮食烘干设施投建成本过高，占地面积过大，在农闲期间就只能闲置不用，增加了运营等成本费用，这样就难以实现粮食干燥服务的市场化和社会化，不适合大量地建造推广。
因此，发展中、小型粮食烘干机自动控制设备来作为大型粮食烘干设备的补充形式，将更加适合在农村和农户中推广使用，这也是提高我国粮食烘干机械化应用水平的有效途径，也将是未来我国粮食烘干设备机械化技术的发展方向。
3、对于美国苏联等发达国家，他们的粮食干燥机械技术的发展基本是在20世纪40年代左右开始的，50-60已取得很大程度的进展，已基本具备机械化的粮食烘干机，粮食烘干技术在60-70年内已实现自动化的发展,70-80年间，研究目标开始转向粮食干燥机械设备的节能，高品质，高效率，降低成本，以及计算机控制的发展方向，90年后的粮食烘干设备已达到标准化，系列化的程度。