DM510型粮食烘干机水分在线测控系统的应用

! 工艺设备
!"#$% &$’("$)*($+% ,-./%+0+12
!"#$% 型粮食烘干机水分在线测控系统的应用
&7;中谷集团科技总公司 " 北京 7---/< ( !; 中谷成吉思汗粮库 "内蒙古 扎兰屯 7=!=>7’
摘 要 & 简要介绍了加拿大 !"#$%& 公司的 !’()* 型粮食烘干机水分在线测控系统的系统 构成 ’ 基本工作原理 " 以及在中谷成吉思汗粮库的应用情况 % 关键词 &粮食烘干 ( 水分在线测控 中图分类号 &4!!=;= 文献标识码 &( 文章编号 &)**+,-./0&0**-1*=,**)!,*! 每日的汇总数据 "以方便整个干燥过程的管理 %
$%&*+ 水分在线测控系统工作原理 %&’()* 公司的 %+,#- 型粮食水 分 在 线 测 控
系统采用翅片形电容式粮食水分 ’ 温度在线测量传 感器 "分别布置在烘干机的粮食入口和出口处 "用于 测试入机和出机粮食水分 ( 另有 6(% 型热风温度传 感器安装在热风道内 " 每秒钟进行若干次测试 "并将 测试结果提供给 %+,7" 的微机 " 微机利用这些测试 信息建立一个烘干机的工作模型 8 前馈 9 反馈 9 自适 应 )" 其控制模型框 "如图 7 所示 % 在建模期间 "系统 处于 *准备 $状态 "开始 *自学习 $% 由于机型不同 "降 水幅度不同 " 粮食烘干周期的不同 "* 准备 $ 时间也不 同 % 对于多级顺流式烘干机 " 初水分为 7$$%!$$ 时 "
装和空载调试工作完成 # 但是受干旱影响 " 玉米收 购十分困难 " 几乎无粮可烘 # 为了保证烘干机和水 分在线测控系统调试需要 " 试点粮库几经努力才在
$
分析与讨论
由于粮食烘干速度受到粮食初始水分 (温度 (热
& 月初收购了 ’ %%%( 玉米 # 从 !%%! 年 & 月 ## 日起 "
系统开始负载调试 " 期间由于烘干机也处于调试阶 段 " 故障停机较多 " 控制系统难以正常工作 # 直到 & 月 #$ 日 烘 干 机 正 常 运 行 后 ")*+," 系 统 投 入 试 运 行并取得成功 "一直正常工作到 !! 日烘干期结束 # 经农业部干燥设备质量监督检验测试中心测定 " 出机粮食水分在线传感器测试值与烘箱法测试结果 相差不超过""#+$的比率达到 ,""-$共测定 + 次 %# 在试运行的 &./ 内 " 水分在线系统始终处于自 控状态 " 烘干 玉 米 约 ! ,""( # 初 始 水 分 在 ,01%- !
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$%&"’ 水分在线测控系统构成 %+,#- 水分在线测控系统由以下部分组成% !控
确定排粮轮的合理转速
制箱 &含微机系统 ’人机对话键盘和显示屏 "安装在烘 干系统热风炉房的控制室内% "2 " 3 板& 用于 %+,#系统控制箱与传感器之间的信号传输"装在 %+45- 控 制箱中% #入机粮食水分’温度传感器&电容式"为避开 冰冻状态的玉米"保证传感器的测试精度"入机粮食水 分传感器安装在第一干燥段后的第一缓苏段 % $ 出 机粮食水分 ’ 温度传感器 & 电容式 " 安装在烘干机出 粮皮带机出口到第一台干粮提升机的入口之间 % % 热 风 温 度 传 感 器 &为 电 阻 型 温 度 传 感 器 "安 装 在 热 风道中用于检测热风温度 %& 打印机&安装在 %+,#控制面板旁"用于打印各个时刻的粮食水分 "每小时 ’
排 粮 轮 的 最 佳 转 速
图*
$%&*’ 控制系统框示意
* 准备 $ 时间约为 /!$:% 当模型建立起来后 " 系统处 于 *准备好 $状态 "可随时接管烘干机的控制 "转入自 动控制状态 % 在自控状态下 " 根据入机和干燥条件 的变化 "微机连续计算并自动调节排粮速度 "使得出 机粮食水分始终符合用户设定值的允许误差范围 内 % 但系统始终坚持 * 自学习 $" 不断修正和优化控制 模型 "以取得更好的控制效果 %
#2#+$ 之间变化 " 热风温度在 0+%!$"% 间波动 " 平 均温度为 ’+% "设定出机玉米目标水分为 ,&#+$ # 系 统自动控制的出机玉米水分为 ,.#0$!,&#$$" 平均 值 为 ,&#&+$ " 统 计 标 准 差 为 "#!+$ " 随 机 值 与 平 均 水分相差不超过 ""#+$ 的比率为 $$$ " 不超过 ",$
风温度和热风风量及机型等多因素的影响 " 而且高 水分玉米在烘干机内停留的时间可长达 .!0/" 因此 粮食烘干属于非线性 ( 大滞后 ( 多扰动的复杂系统 " 目前尚没有十分精确的数学模型 # )*+,% 采用 ) 前 馈 5 反馈 5 自适应 * 的控制模式 " 从 成 吉 思 汗 中 谷 粮 库的试用情况看 "这种控制模式效果较好 " 适用于粮 食烘干机的水分在线控制 # 在烘干机粮食水分在线自动控制系统中 " 出机 粮食水分的测试精度是保证控制精度的重要前提 # 鉴于电容式水分在线传感器测试精度与粮食流经传 感器的速度有关 ")*+," 系统在传感器下方采用了 一 种 恒 速 卸 料 装 置 "使 得 粮 食 恒 速 (稳 定 通 过 传 感 器 " 从而有效保证了出机粮食水分传感器的测试精 度 # 但是 " 一般每天还是应该对传感器进行校准 !!& 次 # )*+," 系统在出机粮食水分在线传感器附近安 装了一个通讯按钮 "当进行校准取样时 " 按下按钮将 取样时间送到微机储存 " 同时通知微机记录下取样 时的在线测量水分 "使得传感器的校准方便准确 # 由于中加两国粮食收获条件不同 " 加拿大粮食 烘干作业时气温尚未降到零度以下 ")*+," 所采用 电容式传感器不能测试冰冻状态的玉米水分 # 所以 " 中谷成吉思汗粮库的烘干机进口水分传感器安装在 第一干燥段下方的缓苏段 " 以避开冰冻玉米 # 但是 气温降到 4!+% 以后 " 进口传感器表面结露 " 有时使 测试结果高出实际水分 .$!,"$ " 尽管进口水分传 感器提供的前馈信号精度要求略低 " 但是误差过大 " 仍然使整个系统的控制精度下降 #
的比率为 ,""$" 自动控制效果良好 #
"&"
正式运行情况
!""! 年 ,! 月 !, 日系统投入正式运行",! 月 !,! !’ 日进行了验收测试# 测试期间"初始水分在 !&3%-! !0#.$之间波动" 热风温度在 ##%%!#.%%之间波动 "
出机玉米水分目标设定为 #&#+$" 实际出机玉米水分 为 #.#.$!#+#.$ " 平均值为 #&#&’$ " 出机玉米水分控 制在目标值"%#+$ 的比率为 2’##&$""#$ 的比率达到
$’##&$$图 !%# !%%! 年 #! 月 !’ 日顺利通过了中谷粮
油集团公司建库办组织的项目验收# 系统正式运行烘 干 期 为 &!%%! 年 #! 月 #! 日 !!%%. 年 . 月 #. 日 和
!%%. 年 & 月 #!!#+ 日"共处理湿粮约 !. #%2(’其中绝 大部分时间系统处于自控状态"但当气温在4!+%以下
为进一步提高粮食烘干技术水平 " 改善粮食烘 干品质 " 国家粮食局安排专项资金 " 启动了 #!""" 年
(&)
!"" 亿斤国家储备粮库项目烘干机粮食水分在线检 测和自动控制 $试点工程项目 % 作为 #$ 个试点项目
之一 " 中谷集团科技总公司承担了中谷成吉思汗粮 库粮食烘干机水分在线测控的试点工作 " 为该库引 进了具有国际领先技 术 水 平 的 加 拿 大 %&’()* 公 司的 %+,#- 型粮食烘干机水分在线测控系统 % !""! 年 . 月完成了系统调试和试 运 行 "!--! !!--/ 年 烘 干季节正式投入运行 " 取得了较好的效果 %
入机粮食水分 ’ 温度 出机粮食水分 ’ 温度
"
" &"
烘干机及水分在线测控系统简介
烘干机 中谷成吉思汗粮库的烘干机百度文库 !--- 年 !-- 亿
斤国家粮食储备库粮食烘干机专项建设项目新建 的 , 级顺流式玉米烘干机 " 设计处理量 &/--0 " 1" 设 计降水幅度 &#.#%
干燥机控制模型计算 干 燥 参 数 变 化
,
$%&*’ 水分在线测控系统运行情况
" ! ! "#$% 粮食流通技术 !
工艺设备 !
!"#$% &$’("$)*($+% ,-./%+0+12
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试运行情况
水分结露影响而导致测试精度下降" 使得出机玉米水 分控制在目标水分"%#+$的比率降低#
!""# 年 $ 月 !!%"! 年 ! 月期间 " 自控系统的安
图" 出机玉米水分在线测控部分结果
以较高的精度工作 #
& 收稿日期 &’(()*,"*!2+! ! ! "#$% 粮食流通技术 ! "
时" 由于原粮水分烘干机进口水分传感器受玉米表面
%
结论及其它
经过 !""! 年 & 月和 !""! 年 ,! 月!!"". 年 & 月
的试验运行 ")*+," 系统采用的 ) 前馈 5 反馈 5 自适 应*模式适用粮食烘干机的水分在线控制 # 在正常情 况下可以达到较高的控制精度 ’ 在4!+%以下的低气 温条件下 " 烘干机进口水分传感器的测试精度下降 " 进而影响到整个系统的控制精度 # 今后将继续对该系 统进行考核和改进 "进一步寻找进口水分传感器的合 理安装位置 " 或研究开发能够在线测试冰冻高水分 玉米的传感器 " 保证该系统在东北地区烘干季节能