專利名稱：熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種熱風(fēng)干燥控制系統(tǒng)，特別是一種熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，屬于熱風(fēng)干燥控制系統(tǒng)的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
熱風(fēng)干燥設(shè)備有平床式、塔式、倉式、循環(huán)式等多種類形。各類型中因干燥工藝或者處理方式不同又形成了多種形式的干燥機。各種形式的干燥機采用的控制方案大致有兩類，一類是控制進風(fēng)條件(如溫度、濕度、風(fēng)量)，利用物料在全程干燥過程中的最大安全界限值，來限定熱風(fēng)在入口處的物理參數(shù)。就干燥而言，這種控制方法屬于前饋控制，它不能克服干燥過程中的擾動，所以無法評價其對干燥過程的控制精度。另一類是通過反饋出機料水分或排氣參數(shù)實現(xiàn)干燥控制的反饋控制系統(tǒng)，由于反饋出機料水分或排氣參數(shù)的控制系統(tǒng)不能克服進氣狀態(tài)和進料水分波動對干燥造成的影響，所以，也沒有真正實現(xiàn)干燥過程的控制。同時，迄今所有的干燥控制系統(tǒng)，都沒有克服干燥機本身的工況變化造成的影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供一種依照干燥過程中物料的物性狀態(tài)，最大限度地節(jié)約能耗、提高干燥效率和干燥的安全性，提升熱風(fēng)干燥質(zhì)量的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的原理框如圖1所示，包括有傳感器群(1)、物料水分傳感器(2)、變送器(3)、阻抗變送器(4)、控制器(6)、變頻器(9)、排料裝置(10)、上位計算機(13)，其中傳感器群(1)及物料水分傳感器(2)的輸出信號分別通過變送器(3)及阻抗變送器(4)與控制器(6)的輸入端連接，控制器(6)的輸入、輸出接口與上位計算機(13)的輸出、輸入接口通過通訊接口實現(xiàn)雙向通訊，控制器(6)的輸出接口通過變頻器(9)與熱風(fēng)干燥室的排料裝置(10)連接。
上述控制器(6)與調(diào)整參入熱交換室的冷風(fēng)比例、實現(xiàn)對干燥進風(fēng)溫度控制的熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)裝置(11)及熱風(fēng)導(dǎo)流裝置(12)連接。
上述熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)裝置(11)還連接有輸出的熱能能混合出兩路溫度不等的高溫?zé)犸L(fēng)和低溫?zé)犸L(fēng)的能量發(fā)生裝置(14)。
上述發(fā)生裝置(14)為燃燒器或熱風(fēng)爐。
上述控制器(6)的輸入、輸出接口還分別與可編程觸摸屏(5)的輸出、輸入接口連接。
上述物料水分傳感器(2)為一對作相向轉(zhuǎn)動的電極，提取轉(zhuǎn)動過程中的量電極間的電阻值，即可得到物料的含水率.控制器(6)輸出接口還與驅(qū)動物料水分傳感器(2)電極轉(zhuǎn)動的水分檢測驅(qū)動電機(7)連接。
上述控制器(6)的輸出接口還連接有安全報警系統(tǒng)(8)。
上述傳感器群(1)包括有干燥溫度檢測傳感器、環(huán)境溫度檢測傳感器、濕度檢測傳感器、風(fēng)壓檢測傳感器、料位檢測傳感器。
本發(fā)明所有的在線檢測量都直接發(fā)送至控制器，在工作工程中，控制器本身既是一個完整的獨立控制單元，肩負控制水分檢測驅(qū)動電機、安全報警系統(tǒng)、變頻器、熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)裝置、熱風(fēng)導(dǎo)流裝置的任務(wù)，同時，也是一個基本的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，與上位計算機之間實現(xiàn)的是雙向通訊，其工作制度是由上位計算機給定的，即上位計算機根據(jù)在線檢測值，計算出物料應(yīng)在干燥室的停留時間，從而確定出變頻器的工作赫茲數(shù)，并通過服務(wù)器與設(shè)備間的雙向通信設(shè)定給控制器。在進料水分發(fā)生變化時，排料裝的轉(zhuǎn)速在變頻器的作用下，會在相應(yīng)的時間，位置處平穩(wěn)地作相應(yīng)的變動，且能排除各種干擾因素的影響，準確地復(fù)現(xiàn)控制信號的變化規(guī)律，這樣不僅獲得比單一系統(tǒng)更高的控制精度和穩(wěn)定性。同時，雙向通信技術(shù)使上位計算機作為控制系統(tǒng)的重要部分，也把干燥自動控制系統(tǒng)提升為自適應(yīng)控制系統(tǒng)，使設(shè)備的工作效率、干燥效率、干燥質(zhì)量等大幅度的提高，干燥能量消耗明顯降低。另外，本發(fā)明通過控制熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)裝置和熱風(fēng)導(dǎo)流裝置調(diào)整參入冷風(fēng)(空氣)的比例，實現(xiàn)了對干燥進風(fēng)溫度的控制，大幅度降低了控制成本。本發(fā)明系統(tǒng)的輸入量及其變化規(guī)律都是上位計算機根據(jù)在線檢測量實時給定，并不是預(yù)先確定。進風(fēng)溫度、環(huán)境溫度、濕度變化、進料水分和干燥設(shè)備工況波動是該系統(tǒng)的擾動量，出機料水分是反饋量；控制量是變頻赫茲數(shù)。本發(fā)明能確保干燥產(chǎn)品的目標含水率、干燥效率以及品質(zhì)指標保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。是一種結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良，方便實用的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
圖1為本發(fā)明的原理框圖。
具體實施例方式實施例本發(fā)明的原理框如圖1所示，包括有傳感器群1、物料水分傳感器2、變送器3、阻抗變送器4、控制器6、變頻器9、排料裝置10、上位計算機13，其中傳感器群1及物料水分傳感器2的輸出信號分別通過變送器3及阻抗變送器4與控制器6的輸入端連接，控制器6的輸入、輸出接口與上位計算機13的輸出、輸入接口通過通訊接口實現(xiàn)雙向通訊，控制器6的輸出接口通過變頻器9與熱風(fēng)干燥熱交換室內(nèi)的排料裝置10連接。本實施例中，上述傳感器群1包括有干燥溫度檢測傳感器、環(huán)境溫度檢測傳感器、濕度檢測傳感器、風(fēng)壓檢測傳感器、料位檢測傳感器。上述物料水分傳感器2為一對作相向轉(zhuǎn)動的電極，提取轉(zhuǎn)動過程中的量電極間的電阻值，即可得到物料的含水率?？刂破?輸出接口還與驅(qū)動物料水分傳感器2電極轉(zhuǎn)動的水分檢測驅(qū)動電機7連接。
為便于用戶使用，上述控制器6的輸入、輸出接口還分別與可編程觸摸屏5的輸出、輸入接口連接?？刂茀?shù)的設(shè)定可通過編程觸摸屏5輸入給控制器6，同時，控制器6輸出的數(shù)據(jù)、文字、圖形動態(tài)可通過可編程觸摸屏5顯示出來。
為確保使用的安全性，上述控制器6的輸出接口還連接有安全報警系統(tǒng)8。當(dāng)干燥物料出現(xiàn)阻塞、溫度異?；蛞绯鰰r，控制器6使安全報警系統(tǒng)8發(fā)出報警信號。
為實現(xiàn)對干燥進風(fēng)溫度的控制，大幅度降低控制成本，上述控制器6與調(diào)整參入熱交換室的冷風(fēng)比例的熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)裝置11及熱風(fēng)導(dǎo)流裝置12連接。此外上述熱風(fēng)干燥熱交換室與提供干燥能量的能量發(fā)生裝置14相通。本發(fā)明對提供干燥能量的能量發(fā)生裝置14并不進行嚴格的控制，只是利用其輸出的熱能在熱交換室混合出兩路溫度不等的高溫?zé)犸L(fēng)和低溫?zé)犸L(fēng)。上述發(fā)生裝置14為燃燒器或熱風(fēng)爐。本實施例中，發(fā)生裝置14為燃燒器。
上述系統(tǒng)的輸入量及其變化規(guī)律都不是預(yù)先確定的，而是由專家系統(tǒng)根據(jù)在線檢測量實時給定的，進風(fēng)溫度和環(huán)境溫度濕度變化、進糧水分和干燥設(shè)備工況波動是該系統(tǒng)的擾動量，出機料水分是反饋量；控制量是變頻赫茲數(shù)，控制系統(tǒng)本身既是一套完整的獨立控制單元，同時又是一個基本數(shù)據(jù)采集節(jié)點，為上位計算機智能化專家系統(tǒng)提供計算條件。
本發(fā)明在工作過程中，傳感器群1和物料水分傳感器2檢測到的干燥系統(tǒng)各點的溫度、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)壓、料位分別經(jīng)過變送器3和阻抗變送器4傳輸?shù)娇刂破?，上位計算機13和可編程觸摸屏5都可以共享控制器6中的數(shù)據(jù)，同時也都可以實時改變控制器6中的設(shè)定值。在工作工程中，所有的在線檢測量，都直接發(fā)送至控制器6。控制器6本身既是一個完整的獨立控制單元，肩負控制水分檢測驅(qū)動電機7、安全報警系統(tǒng)8、變頻器9、熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)裝置11、熱風(fēng)導(dǎo)流裝置12的任務(wù)，同時，也是一個基本的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，與上位計算機之間實現(xiàn)的是雙向通訊，其工作制度是由上位計算機給定的，即上位計算機根據(jù)在線檢測值，計算出物料應(yīng)在干燥室的停留時間，從而確定出變頻器3的工作赫茲數(shù)，并通過服務(wù)器與設(shè)備間的雙向通信設(shè)定給控制器。在進料水分發(fā)生變化時，排料裝置10的轉(zhuǎn)速在變頻器3的作用下，會在相應(yīng)的時間，位置處平穩(wěn)地作相應(yīng)的變動，且能排除各種干擾因素的影響，準確地復(fù)現(xiàn)控制信號的變化規(guī)律。
權(quán)利要求
1.一種熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于包括有傳感器群(1)、物料水分傳感器(2)、變送器(3)、阻抗變送器(4)、控制器(6)、變頻器(9)、排料裝置(10)、上位計算機(13)，其中傳感器群(1)及物料水分傳感器(2)的輸出信號分別通過變送器(3)及阻抗變送器(4)與控制器(6)的輸入端連接，控制器(6)的輸入、輸出接口與上位計算機(13)的輸出、輸入接口通過通訊接口實現(xiàn)雙向通訊，控制器(6)的輸出接口通過變頻器(9)與熱風(fēng)干燥室的排料裝置(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制器(6)與調(diào)整參入熱交換室的冷風(fēng)比例、實現(xiàn)對干燥進風(fēng)溫度控制的熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)裝置(11)及熱風(fēng)導(dǎo)流裝置(12)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于、熱風(fēng)配額調(diào)節(jié)裝置(11)還連接有輸出的熱能能混合出兩路溫度不等的高溫?zé)犸L(fēng)和低溫?zé)犸L(fēng)的能量發(fā)生裝置(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于上述發(fā)生裝置(14)為燃燒器或熱風(fēng)爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制器(6)的輸入、輸出接口還分別與可編程觸摸屏(5)的輸出、輸入接口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于上述物料水分傳感器(2)為一對作相向轉(zhuǎn)動的電極，提取轉(zhuǎn)動過程中的量電極間的電阻值，即可得到物料的含水率。控制器(6)輸出接口還與驅(qū)動物料水分傳感器(2)電極轉(zhuǎn)動的水分檢測驅(qū)動電機(7)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制器(6)的輸出接口還連接有安全報警系統(tǒng)(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于上述傳感器群(1)包括有干燥溫度檢測傳感器、環(huán)境溫度檢測傳感器、濕度檢測傳感器、風(fēng)壓檢測傳感器、料位檢測傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱風(fēng)干燥自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于上述系統(tǒng)的輸入量及其變化規(guī)律都不是預(yù)先確定的，而是由專家系統(tǒng)根據(jù)在線檢測量實時給定的，進風(fēng)溫度和環(huán)境溫度濕度變化、進糧水分和干燥設(shè)備工況波動是該系統(tǒng)的擾動量，出機料水分是反饋量；控制量是變頻赫茲數(shù)，控制系統(tǒng)本身既是一套完整的獨立控制單元，同時又是一個基本數(shù)據(jù)采集節(jié)點，為上位計算機智能化專家系統(tǒng)提供計算條件。
全文摘要
本發(fā)明是一種熱風(fēng)干燥控制系統(tǒng)。包括有傳感器群(1)、物料水分傳感器(2)、變送器(3)、阻抗變送器(4)、控制器(6)、變頻器(9)、排料裝置(10)、上位計算機(13)，其中傳感器群(1)及物料水分傳感器(2)的輸出信號分別通過變送器(3)及阻抗變送器(4)與控制器(6)的輸入端連接，控制器(6)的輸入、輸出接口與上位計算機(13)的輸出、輸入接口通過通訊接口實現(xiàn)雙向通訊，控制器(6)的輸出接口通過變頻器(9)與熱風(fēng)干燥室的排料裝置(10)連接。本發(fā)明系統(tǒng)的輸入量及其變化規(guī)律并不是預(yù)先確定的，而是由上位計算機根據(jù)在線檢測量實時給定的，能依照干燥過程中物料的物性狀態(tài)，最大限度地節(jié)約能耗、提高干燥效率和干燥的安全性，提升熱風(fēng)干燥質(zhì)量。
文檔編號F26B25/22GK1904533SQ20061003678
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者李長友, 班華 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)