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(cāng)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(jī)。各種形式的干燥機(jī)采用的控制方案大致有兩類，一類是控制進(jìn)風(fēng)條件(如溫度、濕度、風(fēng)量)，利用物料在全程干燥過(guò)程中的最大安全界限值，來(lái)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(guò)程中的擾動(dòng)，所以無(wú)法評(píng)價(jià)其對(duì)干燥過(guò)程的控制精度。另一類是通過(guò)反饋出機(jī)料水分或排氣參數(shù)實(shí)現(xiàn)干燥控制的反饋控制系統(tǒng)，由于反饋出機(jī)料水分或排氣參數(shù)的控制系統(tǒng)不能克服進(jìn)氣狀態(tài)和進(jìn)料水分波動(dòng)對(duì)干燥造成的影響，所以，也沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程的控制。同時(shí)，迄今所有的干燥控制系統(tǒng)，都沒(méi)有克服干燥機(jī)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(diǎn)而提供一種依照干燥過(guò)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(jì)算機(jī)(13)，其中傳感器群(1)及物料水分傳感器(2)的輸出信號(hào)分別通過(guò)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(jì)算機(jī)(13)的輸出、輸入接口通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)雙向通訊，控制器(6)的輸出接口通過(guò)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(shí)現(xiàn)對(duì)干燥進(jìn)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(duì)作相向轉(zhuǎn)動(dòng)的電極，提取轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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(dòng)物料水分傳感器(2)電極轉(zhuǎn)動(dòng)的水分檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)連接。
上述控制器(6)的輸出接口還連接有安全報(bào)警系統(tǒng)(8)。
上述傳感器群(1)包括有干燥溫度檢測(cè)傳感器、環(huán)境溫度檢測(cè)傳感器、濕度檢測(cè)傳感器、風(fēng)壓檢測(cè)傳感器、料位檢測(cè)傳感器。
本發(fā)明所有的在線檢測(cè)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(gè)完整的獨(dú)立控制單元，肩負(fù)控制水分檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、安全報(bào)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(shí)，也是一個(gè)基本的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，與上位計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)的是雙向通訊，其工作制度是由上位計(jì)算機(jī)給定的，即上位計(jì)算機(jī)根據(jù)在線檢測(cè)值，計(jì)算出物料應(yīng)在干燥室的停留時(shí)間，從而確定出變頻器的工作赫茲數(shù)，并通過(guò)服務(wù)器與設(shè)備間的雙向通信設(shè)定給控制器。在進(jìn)料水分發(fā)生變化時(shí)，排料裝的轉(zhuǎn)速在變頻器的作用下，會(huì)在相應(yīng)的時(shí)間，位置處平穩(wěn)地作相應(yīng)的變動(dòng)，且能排除各種干擾因素的影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)控制信號(hào)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(shí)，雙向通信技術(shù)使上位計(jì)算機(jī)作為控制系統(tǒng)的重要部分，也把干燥自動(dòng)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(guò)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(shí)現(xiàn)了對(duì)干燥進(jìn)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(jì)算機(jī)根據(jù)在線檢測(cè)量實(shí)時(shí)給定，并不是預(yù)先確定。進(jìn)風(fēng)溫度、環(huán)境溫度、濕度變化、進(jìn)料水分和干燥設(shè)備工況波動(dòng)是該系統(tǒng)的擾動(dòng)量，出機(jī)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(biāo)含水率、干燥效率以及品質(zhì)指標(biāo)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(shí)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(shí)施例方式實(shí)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(jì)算機(jī)13，其中傳感器群1及物料水分傳感器2的輸出信號(hào)分別通過(guò)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(jì)算機(jī)13的輸出、輸入接口通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)雙向通訊，控制器6的輸出接口通過(guò)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(shí)施例中，上述傳感器群1包括有干燥溫度檢測(cè)傳感器、環(huán)境溫度檢測(cè)傳感器、濕度檢測(cè)傳感器、風(fēng)壓檢測(cè)傳感器、料位檢測(cè)傳感器。上述物料水分傳感器2為一對(duì)作相向轉(zhuǎn)動(dòng)的電極，提取轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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(dòng)物料水分傳感器2電極轉(zhuǎn)動(dòng)的水分檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(guò)編程觸摸屏5輸入給控制器6，同時(shí)，控制器6輸出的數(shù)據(jù)、文字、圖形動(dòng)態(tài)可通過(guò)可編程觸摸屏5顯示出來(lái)。
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(bào)警系統(tǒng)8。當(dāng)干燥物料出現(xiàn)阻塞、溫度異?；蛞绯鰰r(shí)，控制器6使安全報(bào)警系統(tǒng)8發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)干燥進(jìn)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(duì)提供干燥能量的能量發(fā)生裝置14并不進(jìn)行嚴(yán)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(shí)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(cè)量實(shí)時(shí)給定的，進(jìn)風(fēng)溫度和環(huán)境溫度濕度變化、進(jìn)糧水分和干燥設(shè)備工況波動(dòng)是該系統(tǒng)的擾動(dòng)量，出機(jī)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(dú)立控制單元，同時(shí)又是一個(gè)基本數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，為上位計(jì)算機(jī)智能化專家系統(tǒng)提供計(jì)算條件。
本發(fā)明在工作過(guò)程中，傳感器群1和物料水分傳感器2檢測(cè)到的干燥系統(tǒng)各點(diǎn)的溫度、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)壓、料位分別經(jīng)過(guò)變送器3和阻抗變送器4傳輸?shù)娇刂破?，上位計(jì)算機(jī)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(shí)也都可以實(shí)時(shí)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(cè)量，都直接發(fā)送至控制器6。控制器6本身既是一個(gè)完整的獨(dú)立控制單元，肩負(fù)控制水分檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、安全報(bào)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(shí)，也是一個(gè)基本的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，與上位計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)的是雙向通訊，其工作制度是由上位計(jì)算機(jī)給定的，即上位計(jì)算機(jī)根據(jù)在線檢測(cè)值，計(jì)算出物料應(yīng)在干燥室的停留時(shí)間，從而確定出變頻器3的工作赫茲數(shù)，并通過(guò)服務(wù)器與設(shè)備間的雙向通信設(shè)定給控制器。在進(jìn)料水分發(fā)生變化時(shí)，排料裝置10的轉(zhuǎn)速在變頻器3的作用下，會(huì)在相應(yīng)的時(shí)間，位置處平穩(wěn)地作相應(yīng)的變動(dòng)，且能排除各種干擾因素的影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)控制信號(hào)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(jì)算機(jī)(13)，其中傳感器群(1)及物料水分傳感器(2)的輸出信號(hào)分別通過(guò)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(jì)算機(jī)(13)的輸出、輸入接口通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)雙向通訊，控制器(6)的輸出接口通過(guò)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(shí)現(xiàn)對(duì)干燥進(jìn)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(xiàng)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(duì)作相向轉(zhuǎn)動(dòng)的電極，提取轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的量電極間的電阻值，即可得到物料的含水率?？刂破?6)輸出接口還與驅(qū)動(dòng)物料水分傳感器(2)電極轉(zhuǎn)動(dòng)的水分檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(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(bào)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(cè)傳感器、環(huán)境溫度檢測(cè)傳感器、濕度檢測(cè)傳感器、風(fēng)壓檢測(cè)傳感器、料位檢測(cè)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(cè)量實(shí)時(shí)給定的，進(jìn)風(fēng)溫度和環(huán)境溫度濕度變化、進(jìn)糧水分和干燥設(shè)備工況波動(dòng)是該系統(tǒng)的擾動(dòng)量，出機(jī)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(dú)立控制單元，同時(shí)又是一個(gè)基本數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，為上位計(jì)算機(jī)智能化專家系統(tǒng)提供計(jì)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(jì)算機(jī)(13)，其中傳感器群(1)及物料水分傳感器(2)的輸出信號(hào)分別通過(guò)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(jì)算機(jī)(13)的輸出、輸入接口通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)雙向通訊，控制器(6)的輸出接口通過(guò)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(jì)算機(jī)根據(jù)在線檢測(cè)量實(shí)時(shí)給定的，能依照干燥過(guò)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(hào)F26B25/22GK1904533SQ20061003678
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)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(zhǎng)友, 班華 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)