CN102749876A - 拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，它包括可编程控制器、温度传感器模块、触摸屏、水分仪。本发明采用可编程控制器为控制主机，内有一个程序控制模块，由可编程控制器控制干燥机各部分动作，采用双段火燃烧器加温，采用温度传感器采集热风温度及谷物温度，采用水分仪检测谷物水分，采用触摸屏设置运行参数、监控温度和干燥机运行状态以及及时显示设备干燥机异常信息，可根据谷物不同的干燥要求选择不同的加热方式，使谷物干燥过程科学、合理；本发明还具有电机过载保护检测、油箱缺油保护和提升机皮带打滑检测等功能。本发明具有可靠性高，寿命长，操作、维修便捷，保护功能完善等特点。

Description

拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器

技术领域

本发明涉及一种控制器，尤其是一种双段火谷物干燥机专用控制器。

背景技术

谷物干燥机用于谷物干燥，是发展现代农业的重要机械。谷物干燥机结构比较复杂，随着使用要求的提高，功能也越来越多，因此谷物干燥机的控制系统也比较复杂。现有技术的谷物干燥机控制系统基本上采用采用接触器、温控仪表或单片机控制方式，且采用控制单段火燃烧器给干燥机提供热量，这种控制系统所使用元件简单，制造费用低，但这种控制系统在应用中存在着诸多不足：

1.    可靠性不高、维修量大、维修成本高：电气故障高，寿命短，稳定性能差，造成维修量大、维修成本高；

2.    设备操作、使用不方便：对于数据的设定和显示，只能用控制器操作面板上的按钮配合LCD显示屏完成数据的设定和显示，用户操作和使用都很不方便；

3.    查找故障、维修不方便：接触器、单片机控制系统线路复杂，查找故障、维修不方便；

4.    功能不完善，无油箱缺油保护和提升机皮带打滑检测功能，保护不到位。干燥机燃烧器中燃油往往即做燃料又起润滑作用，一旦缺油，由于无油箱缺油保护功能，油泵仍高速旋转，这种情况下油泵只要十几秒钟就会损坏，造成较大经济损失；干燥机的提升机在下搅龙送料过多或提升机皮带使用一段时间后拉伸变长时常常会发生打滑，导致谷物无法循环。由于现有技术的谷物干燥机控制系统无提升机皮带打滑检测功能，常常会因为在提升机皮带打滑时不能及时检测，并及时停机，发生堵料事故，导致谷物干燥机无法正常工作；

5.    温度控制手段单一，谷物受热不均匀，谷物爆腰率高。采用控制单段火燃烧器给干燥机提供热量，无法根据谷物干燥时的不同状态自动选择不同的加热方式。一般对谷物正常的加热方式应是谷物温度较低时，可大火(热风温度高)加热，但热风温度达到一定程度（指某温度值以上）时，改用小火（热风温度低）保温，热风温度再次降到低于大火温度设定值时，再次变成大火加温，如此循环，直至水分控制要求达到，干燥操作完成。如果是这样，从工艺的角度可以提高谷物温度的平稳性，使循环流动的谷物受热尽可能均匀，温度烘干无断层；而单段火控制器往往是谷物温度达到某值时就使燃烧器就完全熄火，留下加温真空，直到温度在温度设定值的基础上下降3～4℃后才再次点火、加温。这期间往往有10秒左右的空档，显然这期间流到加温处的谷物没有受热，与前期受热的谷物温度是不平衡的，这样容易造成谷物水分丧失的不同步，水分仪检测出的水分会或高、或低，水分控制精度误差大，这对于水分精度要求高的场合显然是不适用的；另一方面，由于是采用单段火对谷物加温，火势往往较高，热风温度上升很快，谷物表面水分丧失很快，而谷物内部水分丧失较慢，这样谷物各部分受热不均匀以及水分转移会产生力的作用，导致谷物爆腰率上升。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种结构简单，操作、维修便捷，谷物干燥过程科学、合理，谷物烘干温度平稳，保护功能更完善，可靠性高的拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，它包括可编程控制器、触摸屏、温度传感器模块；所述可编程控制器为控制主机，内有一个程序控制模块；所述温度传感器模块通过其左侧自带的扁平电缆与可编程控制器右侧的扩展口连接；所述可编程控制器的第十七输入口、第十八输入口与工作模式转换开关连接，第一至第五输入口分别与第一至第五按钮连接，第六输入口与满量限开关连接，第七和第八输入口分别与第一微动开关、第二微动开关连接，第九输入口与光敏电阻连接，第十至第十三输入口分别与第一至第四热继电器的常闭辅助触头连接，第十四输入口与水分仪控制器的端子连接，第十五、第十六输入口分别与第一、第二继电器连接，第十五输入口、第十六输入口分别外接三相相序、欠相继电器的两组继电器输出端子，第十九输入口外接霍尔传感器的触点，第二十输入口外接油箱液位限位开关；所述可编程控制器的第一输出口外接一个报警器，第二至第十一输出口分别与第一至第十中间继电器连接；所述第一中间继电器的触点、第二中间继电器的触点和第十中间继电器的触点分别与第一油泵电磁阀、点火器和第二油泵电磁阀连接；所述第三至第七中间继电器的触点分别与第一至第五接触器连接，所述第一至第三接触器分别与风机、下搅龙电机、排粮轮电机连接，搬运电机、除尘电机并联后与第四接触器连接，第五接触器与燃烧器油泵电机连接；所述第八中间继电器的触点与循环按钮指示灯连接，第九中间继电器的触点与干燥按钮指示灯连接。

上述结构中，所述触摸屏由可编程控制器下部的+24V、+0V两个端子提供DC24V电源，触摸屏上通信口与可编程控制器上端口用通信电缆连接。

上述结构中，温度传感器模块下部的第一至第二温度传感器输入口分别与第一至第二热电阻传感器连接。

上述结构中，所述触摸屏上通信口和可编程控制器上端口均为RS-232C端口。

上述结构中，所述水分仪包括水分仪控制器和水分传感器，水分仪控制器通过其AC100-240V端子从控制变压器二次侧外接220V供电, 水分仪控制器电路产生直流24V给水分传感器，水分仪控制器和水分传感器之间利用RS232C接口通信交换数据。

在本发明的供电电路中，可编程控制器的进线端接有第一断路器；所述第一接触器和风机之间设有第一热继电器，第二接触器和下搅龙电机之间设有第二热继电器，第三接触器和排粮轮电机之间设有第三热继电器，第四接触器和搬运电机、除尘电机之间设有第四热继电器；所述油泵电机采用二次线路的AC220V供电；所述二次线路的AC220V电源经过第三空气开关及第五接触器的主触头给油泵电机供电；所述供电电路中设有第二空气开关；所述二次线路的AC220V由变压器提供。

 本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1.    选用可编程控制器为控制主机，可靠性高，寿命长。

2.    操作、维修便捷。

3.    可以根据谷物不同的干燥要求选择不同的加热方式，使谷物干燥过程科学、合理，烘干谷物温度平稳，谷物爆腰率低。

4.    增加了油箱缺油保护和提升机皮带打滑检测功能，进一步完善了功能，使保护更到位。干燥机工作时，一旦缺油，本发明会让干燥机自动停机并报警，避免油泵因继续高速旋转而损坏，避免较大经济损失；如果干燥机的提升机皮带使用过程中发生打滑，在皮带打滑初期，及时发出报警，提醒用户及时调整皮带，避免谷物堵料发生。

附图说明

图1是双段火谷物干燥机结构示意图。

图2是本发明原理图。

图3是受控于图2的执行机构的控制原理图。

图4是本发明辅助线路图。

具体实施方式

    下面根据附图并结合实施例对本发明作进一步说明。

附图1为双段火谷物干燥机结构示意图，它包括拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器1、上搅龙2、仓库层3、排粮轮4、干燥部层5、下本体层6、用于烘干谷物的双段火燃烧器7、下搅龙8和提升机9，下搅龙8和提升机9用于将经过加热干燥中的谷物或进料口送进的谷物提升到干燥机的上部，由上搅龙2将谷物送入仓库层3，对谷物进行缓苏处理；多路排粮轮4通过转动将仓库层3底部的谷物通过排粮轮4的转动分散到多槽干燥部层5，实现谷物在干燥部上薄层分布，以便于燃烧器7产生的40～60℃的热风，在风机负压的作用下，经过气道对谷物进行快速干燥；下本体层6的作用是将从干燥部层5经热风加温后落下的谷物，通过流道引导到下搅龙8部位，以便下搅龙8和提升机9再次对谷物进行提升，实现谷物在干燥机内循环流动。

附图2、附图3和附图3所示的拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，它包括可编程控制器1.1、触摸屏1.3、温度传感器模块1.2和水分仪1.5；所述可编程控制器1.1为控制主机，内有一个程序控制模块；所述温度传感器模块1.2通过其左侧自带的扁平电缆与可编程控制器1.1右侧的扩展口1.1.2连接；所述可编程控制器1.1的第十七输入口X16、第十八输入口X17与工作模式转换开关SA0连接，第一至第五输入口X0～X4分别与第一至第五按钮SB0～SB4连接，主要用来使可编程控制器1.1采集干燥机使用者的操作命令信号，以便可编程控制器1.1起动内部不同的操作程序，让干燥机完成相应的操作；第六输入口X5与满量限开关SQ0连接，用于干燥机进料时防止谷物超量；第七和第八输入口X6～X7分别与第一微动开关SQ1、第二微动开关SQ2连接，分别用于检测风机的风压是否正常以及排粮轮转动是否有卡滞、传动链条是否断裂等；第九输入口X8与光敏电阻RL连接，主要用于检测燃烧器点火是否正常；第十至第十三输入口X9～X12分别与第一至第四热继电器FR1～FR4的常闭辅助触头连接，由可编程控制器1.1的程序分别检测搬运电机是否过载、下搅龙电机是否过载、排粮轮电机是否过载、风机电机是否过载；第十四输入口X13与水分仪控制器1.5.1的端子OIL1、OIL2连接，在水分仪1.5自动检测状态下，谷物水分达到后，会给可编程控制器1.1输出一个断开信号，由此可编程控制器1.1的程序可判断出水分达到，从而执行相关操作；第十五、第十六输入口X14～X15分别与第一、第二继电器K1～K2连接，第十五输入口X14、第十六输入口X15分别外接三相相序、欠相继电器10的两组继电器输出端子，当电源过电压时, 三相相序、欠相继电器10的第一继电器K1接通；当电源欠压或相序反相时，三相相序、欠相继电器10的第二继电器K2接通，这样可编程控制器1.1可以通过检测第十五输入口X14或第十六输入口X15的接通状态判断出电源是否异常，从而发出报警；第十九输入口X18外接霍尔传感器B1的触点，它通过检测提升机皮带上的磁性材料，以接通和断开触点的形式向可编程控制器1.1提供脉冲信号，由可编程控制器1.1对其单位时间内的检测的脉冲数与正常值比较，当脉冲数低于正常值时可编程控制器1.1就可判断出提升机皮带出现打滑，从而由报警器发出报警并在触摸屏1.3上显示；第二十输入口X19外接油箱液位限位开关K3，当在执行干燥操作过程中油箱燃油消耗到下限位时，磁性浮球也会随之降到下限位，此时舌簧管触点在磁性浮球的磁性作用下会接通，可编程控制器1.1可以马上检测到第二十输入口X19的接通信号，判断出燃油将尽，会立刻让燃油泵、供油电磁阀失电，停止燃烧器的工作，从而保护油泵不会因为缺油而损坏。

本发明中，所述可编程控制器1.1的第一输出口Y0外接一个报警器4，用于干燥机异常报警（有温度传感器模块1.2异常报警、电压异常、电源相序异常、电机过载报警、风压异常报警、排粮轮转动异常报警等）；第二至第十一输出口Y1～Y10分别与第一至第十中间继电器KA1～KA10连接；所述第一中间继电器KA1的触点KA1-1、第二中间继电器KA2的触点KA2-1和第十中间继电器KA10的触点KA10-1分别与第一油泵电磁阀YV1、点火器5和第二油泵电磁阀YV2连接，所述第三至第七中间继电器KA3～KA7的触点KA3-1～KA7-1分别与第一至第五接触器KM1～KM5连接，所述第一至第三接触器KM1～KM3分别与风机M1、下搅龙电机M2、排粮轮电机M3连接，搬运电机M4、除尘电机M5并联后与第四接触器KM4连接，实现风机M1、下搅龙电机M2、排粮轮电机M3、搬运电机M4及除尘电机M5的转动，完成干燥机中排粮轮仓库层底部分散排粮、风机引导热风/冷风烘干/冷却谷物、搬运电机控制提升机及上搅龙将谷物提升并送入仓库层缓苏、除尘电机除尘、下搅龙收集谷物传送给提升机等机械操作；第五接触器KM5与燃烧器油泵电机M6连接，实现燃烧器油泵电机M6的转动和停止；所述第二中间继电器KA2接通，其触头KA2-1可接通点火器5供电使点火器5点火，在燃烧器点燃后，可编程控制器1.1程序会通过第三输出口Y3让第二中间继电器KA2失电，点火器5停止工作，而燃烧器由于已经点燃，不会因此而熄灭；控制油泵的第一中间继电器KA1、第十中间继电器KA10若同时接通，第一油泵电磁阀YV1、第二油泵电磁阀YV2会同时接通，燃烧器产生大火，若第一油泵电磁阀YV1接通而第二油泵电磁阀YV2未接通，由于油泵喷口供油减少，则燃烧器只能产生小火；第一中间继电器KA1、第二中间继电器KA2、第七中间继电器KA7和第十中间继电器KA10在可编程控制器1.1程序的指挥和控制下自动完成大火加温、小火保温操作；所述第八中间继电器KA8的触点KA8-1与循环按钮指示灯HL1连接，第九中间继电器KA9的触点KA9-1与干燥按钮指示灯HL2连接，作为控制器面板循环指示、干燥指示之用。

本发明中，所述触摸屏1.3由可编程控制器1.1下部的+24V、+0V两个端子提供DC24V电源，触摸屏1.3上通信口1.3.1与可编程控制器1.1上端口1.1.1均为RS-232C端口，用通信电缆连接，以便它们数据之间的交换。

本发明中，温度传感器模块1.2下部的第一至第二温度传感器输入口LOOP0～LOOP1分别与第一至第二热电阻传感器BH1～BH2连接，分别用于采集干燥谷物的热风温度和谷物温度数据，温度传感器模块1.2可以通过扩展口1.1.2将采集的温度数据传给可编程控制器1.1。

本发明中，所述水分仪1.5包括水分仪控制器1.5.1和水分传感器1.5.2，水分仪控制器1.5.1通过其AC100-240V端子从控制变压器TC1二次侧外接220V供电, 水分仪控制器1.5.1电路产生直流24V给水分传感器1.5.2，水分仪控制器1.5.1和水分传感器1.5.2之间利用RS232C接口通信交换数据；水分仪1.5的起动和停止需要在水分仪控制器1.5.1面板上进行，在自动在线测量水分达到后，由水分仪控制器1.5.1的OIL1、OIL2端子输出断开信号给可编程控制器1.1的第十四输入口X13，可编程控制器1.1由此可知，谷物水分已达到。

本发明的供电电路中，电路采用三相三线制供电，电源线首先经过断路器第一断路器QS1对电源起隔离和短路保护作用；紧跟着后面接上三相相序、欠压继电器10用于检测电源电压是否过压、是否欠压、相序是否正常；然后分别通过第一接触器KM1主触头KM1-1及第一热继电器FR1、第二接触器KM2主触头KM2-1及第二热继电器FR2、第三接触器KM3主触头KM3-3及第三热继电器FR3、第四接触器KM4主触头KM4-1及热继电器FR4，给风机M1、下搅龙电机M2、排粮轮电机M3、搬运电机M4（及除尘电机M5）提供动力及过载保护；供电电路中的第二空气开关QS2主要用于对二次供电线路的短路保护；二次线路的AC220V都由变压器TC1提供；循环干燥机的燃油油泵电机M6由大功率变压器二次侧提供AC220V供电， AC220V电源经过第三空气开关QS3及第五接触器KM5的主触头KM5-1给油泵电机M6供电，这里的第三空气开关QS3对油泵电机可以起到短路保护的作用。

可编程控制器1.1在当前水分没有达到设定值且当前大火热风温度及谷物温度低于其对应设定值时，通过第二输出口Y1、第三输出口Y2、第八输出口Y7和第十一输出口Y10接通，分别使第一中间继电器KA1、第二中间继电器KA2、第七中间继电器KA7和第十中间继电器KA10共同动作，这样油泵电磁阀YV1、点火器5、油泵电机M6、油泵电磁阀YV2都得电工作，开始对干燥机燃烧器点火操作；燃烧器点燃后，可编程控制器1.1的第三输出口Y3会在程序的控制下断开，第二中间继电器KA2失电，第二中间继电器KA2的触头KA2-1断开，点火器5失电停止工作，由于燃烧器已经点燃，会保持燃烧状态；当大火热风温度设定值达到后，只有第二输出口Y2、第八输出口Y7保持接通，第一中间继电器KA1、第七中间继电器KA7处于得电状态，即油泵电磁阀YV1、油泵电机M6工作（点火器5、油泵电磁阀YV2关闭），干燥机转入小火保温状态，此时热风温度往往持续一段时间后下降至低于大火热风温度设定值以下，这时可编程控制器1.1会再次让第十一输出口Y10接通，第十中间继电器KA10继电器得电，油泵电磁阀YV2打开供油，由于油泵电磁阀YV1、油泵电磁阀YV2都工作，供给油泵的油量大增，干燥机回到大火状态，又开始对谷物加温；这样可保持温度在大火温度设定值附件上下轻微摆动，没有加温断层，随着时间推移，谷物加温、保温的持续，谷物自身温度会不断上升，在谷物温度达到设定值已后，可编程控制器1.1不论燃烧器是处于大火状态还是小火状态，都立即停止燃烧器的工作，使油泵电磁阀YV1、油泵电机M6、油泵电磁阀YV2都失电，让谷物处于冷却及缓苏状态，在谷物温度低于设定值后，可编程控制器1.1又让燃烧器开始点火进入大火加温状态，当大火温度设定值达到后，再次转为小火状态，如此循环；另外如果小火状态时热风温度异常持续上升，在小火温度达到触摸屏1.3上的小火温度设定值时，可编程控制器1.1也会让燃烧器停止工作，直到小火温度降到大火设定值和小火设定值之间时，可编程控制器1.1的程序使第二输出口Y1、第三输出口Y2和第八输出口Y7再次接通，第一中间继电器KA1、第二中间继电器KA2、第七中间继电器KA7得电，使油泵电磁阀YV1打开、点火器5点火、油泵电机M6转动，燃烧器开始点火，点火成功后，第三输出口Y2在程序的控制下会关闭，点火器5停止工作，燃烧器处于小火状态保温状态。此后如果温度正常降到大火温度设定值以下，又开始大火加温工作，如此循环变化。谷物干燥机干燥操作期间水分仪1.5不断检测谷物水分变化，水分值在水分仪控制器1.5.1上显示；当水分达到后，水分仪控制器1.5.1给可编程控制器1.1提供水分达到信号，让干燥机燃烧器停止加热，谷物转入循环冷却状态，当风机M1延时时间达到后，干燥机自动停机，干燥操作结束。

本发明可根据谷物不同的干燥要求选择不同的加热方式，使谷物干燥过程科学、合理，烘干谷物温度平稳，谷物爆腰率低。

Claims (6)

1.一种拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，其特征在于：它包括可编程控制器（1.1）、触摸屏（1.3）、温度传感器模块（1.2）和水分仪（1.5）；所述可编程控制器（1.1）为控制主机，内有一个程序控制模块；所述温度传感器模块（1.2）通过其左侧自带的扁平电缆与可编程控制器（1.1）右侧的扩展口（1.1.2）连接；所述可编程控制器（1.1）的第十七输入口（X16）、第十八输入口（X17）与工作模式转换开关（SA0）连接，第一至第五输入口（X0～X4）分别与第一至第五按钮（SB0～SB4）连接，第六输入口（X5）与满量限开关（SQ0）连接，第七和第八输入口（X6～X7）分别与第一微动开关（SQ1）、第二微动开关（SQ2）连接，第九输入口（X8）与光敏电阻（RL）连接，第十至第十三输入口（X9～X12）分别与第一至第四热继电器（FR1～FR4）的常闭辅助触头连接，第十四输入口（X13）与水分仪控制器（1.5.1）的端子（OIL1、OIL2）连接，第十五、第十六输入口（X14～X15）分别与第一、第二继电器（K1～K2）连接，第十五输入口（X14）、第十六输入口（X15）分别外接三相相序、欠相继电器（10）的两组继电器输出端子，第十九输入口（X18）外接霍尔传感器（B1）的触点，第二十输入口（X19）外接油箱液位限位开关（K3）；所述可编程控制器（1.1）的第一输出口（Y0）外接一个报警器（4），第二至第十一输出口（Y1～Y10）分别与第一至第十中间继电器（KA1～KA10）连接；所述第一中间继电器（KA1）的触点（KA1-1）、第二中间继电器（KA2）的触点（KA2-1）和第十中间继电器（KA10）的触点（KA10-1）分别与第一油泵电磁阀（YV1）、点火器（5）和第二油泵电磁阀（YV2）连接；所述第三至第七中间继电器（KA3～KA7）的触点（KA3-1～KA7-1）分别与第一至第五接触器（KM1～KM5）连接，所述第一至第三接触器（KM1～KM3）分别与风机（M1）、下搅龙电机（M2）、排粮轮电机（M3）连接，搬运电机（M4）、除尘电机（M5）并联后与第四接触器（KM4）连接，第五接触器（KM5）与燃烧器油泵电机（M6）连接；所述第八中间继电器（KA8）的触点（KA8-1）与循环按钮指示灯（HL1）连接，第九中间继电器（KA9）的触点（KA9-1）与干燥按钮指示灯（HL2）连接。

2.根据权利要求1所述的拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，其特征在于：所述触摸屏（1.3）由可编程控制器（1.1）下部的+24V、+0V两个端子提供DC24V电源，触摸屏（1.3）上通信口（1.3.1）与可编程控制器（1.1）上端口（1.1.1）用通信电缆连接。

3.根据权利要求1所述的拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，其特征在于：温度传感器模块（1.2）下部的第一至第二温度传感器输入口（LOOP0～LOOP1）分别与第一至第二热电阻传感器（BH1～BH2）连接。

4.根据权利要求1所述的拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，其特征在于：所述触摸屏（1.3）上通信口（1.3.1）和可编程控制器（1.1）上端口（1.1.1）均为RS-232C端口。

5.根据权利要求1所述的拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，其特征在于：所述水分仪（1.5）包括水分仪控制器（1.5.1）和水分传感器（1.5.2），水分仪控制器（1.5.1）通过其AC100-240V端子从控制变压器（TC1）二次侧外接220V供电, 水分仪控制器（1.5.1）电路产生直流24V给水分传感器（1.5.2），水分仪控制器（1.5.1）和水分传感器（1.5.2）之间利用RS232C接口通信交换数据。

6.根据权利要求1所述的拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器，其特征在于：所述拥有多重保护的双段火谷物干燥机专用控制器的供电电路中，可编程控制器（1.1）的进线端接有第一断路器（QS1）；所述第一接触器（KM1）和风机（M1）之间设有第一热继电器（FR1），第二接触器（KM2）和下搅龙电机（M2）之间设有第二热继电器（FR2），第三接触器（KM3）和排粮轮电机（M3）之间设有第三热继电器（FR3），第四接触器（KM4）和搬运电机（M4）、除尘电机（M5）之间设有第四热继电器（FR4）；所述油泵电机（M6）采用二次线路的AC220V供电；所述二次线路的AC220V电源经过第三空气开关（QS3）及第五接触器（KM5）的主触头给油泵电机（M6）供电；所述供电电路中设有第二空气开关（QS2）；所述二次线路的AC220V由变压器（TC1）提供。

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