粮食烘干机控制系统的设计和研究

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随着国民经济的发展,农产业迅速崛起,随之伴随的粮食烘干问题处理问题一直倍受国民关注。在北方大多数地区仍然采用的是自然干燥的方式。严重影响了的都市人民的娱乐休闲,虽然也能达到降低谷物水分的目的,但是烘干效率很低。在南方大部分地区,由于空气湿度较大,已有的老式的,陈式的,自动化程度过低的,烘干后改变粮食品质的干燥机已经不能适应需求,我国是世界产粮大国,年产量约为5亿吨。据统计我国粮食收获后在脱粒,晾晒,贮存,运输的过程中损失率高达15%,远远超过5%的联合国粮农组织所规定的标准。在上述的损失中,究其根本主要是粮食来不及晒干或者未达到安全规定储存水分以下造成霉变,发芽等原因。还有很大一部分原因来自控制系统自动化水平过低,运用可编程技术新制的粮食烘干机完美的避开了旧式干燥机的缺点,开辟了新的烘干市场。
  粮食烘干过程中,技术关键就在于控制系统的设计,传统的控制方法很难解决粮食烘干过程中的滞后性,控制的精准度等问题,因此本次实验设计采用的热泵式烘干控制机作为研究对象开发其相对成熟的自动化控制系统,在粮食烘干过程中通过对进风口的温湿度,粮食水分的的检测提供相对应的理论依据,采用西门子公司的SMART200系列的PLC作为核心控制器,并将温度场和控制系统相结合,通过热泵压缩机产生的热凤温度来保证谷物烘干前后的品质,本文的主要研究内容有以下几个方面:
  首先,介绍了粮食烘干机控制系统的发展现状,分析了现有控制系统存在的问题,提出了用PLC作为粮食烘干机的核心控制系统的总体方案,代替了老式烘干机所采用的板卡作为控制中枢,并确定了本文的总体结构。
  其次,简述了现如今国内外粮食烘干行业的前景,国内外现如今状况,及其未来应用前景,对于PLC对模拟量的控制在粮食烘干机中的应用作了详细的介绍,结合目前干燥机控制中存在的问题给出了本论文的研究内容和实际意义。
  然后,选取相对应的PLC子模块对模拟量温湿度,粮食水分含量,谷物高度进行了准确的测量,本文所设计的烘干机控制系统,应用于控制安徽省某企业所生产的粮食烘干机。控制核心PLC采用的是Siemens smart s7-200的CPU,以及对应的数字模拟量模块,论文整体内容包含粮食烘干处理的控制方案的设计、电气控制图设计、相对应的软,硬件选型设计、HMI界面的设计。
  同时,描述了整个烘干过程的运行机理,热泵式烘干机的干燥过程和控制原理的详述,在整个干燥过程中实时监测谷物含水率,以及进出风口温湿度和谷物重量。对整个烘干过程进行了软件和硬件的设计,包括PLC和触摸显示屏之间的硬件连接,以及两者之间的程序编辑和通讯,通过PLC可以对模块电流信号的实时检测,从而采集进出口的温湿度,进而对粮仓内的温湿度进行监控,水分仪和PLC之间的通讯可以实现对谷物水分的在线控制,根据实测含水率对比要求的含水率差异,对用模块程序采用PID进行循环干燥来接近设定值以达到要求的水分含量。烘干粮食的热源的热源采用的是热泵,可以实现热能的循环利用,热泵压缩机的控制也在所设计的控制柜之中可以进行操作,现场进行调试,不断完善和改进。
  最后,所设计的谷物烘干机控制系统可以实现谷物烘干的自动控制,从而提高效率,人机界面上显示粮食在线水分和系统的运况,可以高效的便捷的进行控制,相比旧式烘干机而言,使用寿命,稳定性,效率都大大提升,体现了现代的智能化水准。
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