CN104536373A - 一种淀粉干燥自动控制系统 - Google Patents

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王彦波
杨焕新
张永奇
雷明红
刘新春
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Abstract

一种淀粉干燥自动控制系统，其特征在于：在淀粉干燥生产线上安装有一套干燥自动控制系统进行淀粉干燥质量控制。所述自动控制系统包括人机界面、PLC、变频调速器、高温气动套筒蒸汽调节阀、多个温度传感器以及辅助电器元件。系统由先进的人机界面（触摸屏或工控机）进行集中控制、智能PID运算调节（PLC）、交流电机变频调速控制湿淀粉喂料、铂热电阻的温度传感器实时检测、气动调节阀自动控制，实时现场测量和显示相关关键工艺控制点温度、电机工作速度和进气量，并将以上现场实际工艺数据同目标设定值进行比较和分析计算,自动地对进料量和蒸汽量进行快速精确地PID调节控制，从而满足淀粉干燥生产过程中水分工艺指标的要求。

Description

一种淀粉干燥自动控制系统
技术领域
本发明涉及粮食（或物料）加工自动控制技术领域，具体是一种淀粉干燥自动控制系统，可用于淀粉加工产品的干燥生产质量控制，也可用于类似物料的干燥质量控制。
背景技术
在粮食加工行业，淀粉干燥是常见的生产加工工艺，其主要工艺流程是：1、脱水后的湿淀粉由淀粉输送机送入淀粉气流干燥机中，与热空气混合,进行湿热交换。湿热交换的结果是水分变成水蒸气，淀粉被干燥。在旋风分离器中, 干淀粉和空气及水蒸气分离, 气体以45-50 ℃被排放到空气中。2、干淀粉在气力输送系统中被筛选和冷却。淀粉和气体在袋式过滤器中被分离。冷却后的淀粉被输送到淀粉储藏仓内,进行称量包装。
而目前，大多淀粉生产厂家在生产过程中的干燥工段容易出现下述问题： ①水分过大，造成淀粉流动性差，易造成堵料，影响生产；而且造成储存难度加大，引起使用厂家的不满；②水分过小，则造成企业产品的损失和企业经济效益的降低减少；③水分的忽高忽低，造成淀粉产品质量的不稳定等等。 针对以上问题，能否设计一套可保证淀粉干燥质量的自动控制系统已引起有关业内工程技术人员的关注。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述问题，而提供的一种淀粉干燥自动控制系统，可以按照实际需求自动调节、控制淀粉干燥中的温度、湿度和产量，保证淀粉产品质量达到、符合标准或合同的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种淀粉干燥自动控制系统，包括干燥风管、设置在干燥风管进风口的换热器及蒸汽调节阀、设置在干燥风管进料口的螺旋送料机以及连接在干燥风管末端的旋风分离器及风机共同构成的淀粉干燥生产线，该淀粉干燥生产线通过一干燥自动控制系统进行干燥质量控制，所述干燥自动控制系统包括人机界面、PLC、变频调速器、高温气动套筒蒸汽调节阀、多个温度传感器以及辅助电器元件，所述变频调速器通过接收PLC指令自动控制螺旋送料机的电机转速，所述高温气动套筒蒸汽调节阀通过接收PLC指令自动控制蒸汽阀门开度，设置在干燥风管进气口的入机热风温度传感器、喂料机构上方干燥管中的混合温度传感器、旋风分离器出风处的尾气温度传感器分别通过信号传输系统将所检测温度传输给PLC，PLC通过运算发出指令相应控制电机转速和蒸汽进气量，人机界面与PLC相连接并可直接显示工作状态或输入指令。
所述人机界面为触摸屏或工控机。
所述温度传感器为铂热电阻。
本发明的工作原理如下：
气流干燥机的一般工作原理是：空气在风机作用下，从空气过滤器进入换热器，被加热后进入干燥风管。脱水后的湿淀粉经喂料装置抛入干燥风管。湿淀粉和热空气均匀混合，充分进行湿热交换，逐步被干燥。淀粉干燥后，切向进入旋风分离器。物料落入下部，经闭风器排出，废气从顶部由风机抽出，排入大气。
通过干燥系统的输入温度来设置干燥机的能力。在风机风量一定的情况下，调节蒸汽阀门的开启度可以调整干燥系统的输入温度。湿淀粉的喂料螺旋输送机采用变频调速，可以控制湿淀粉的喂入量。尾气温度一般设置在45-50 ℃。尾气温度的变化可以显示干燥后淀粉含水量的高低。混合温度是由输入温度和湿淀粉喂入量来确定的，可以用热风温度来协调水分控制和产量控制，从而保证了整个系统的连续性和稳定性。
本发明控制系统的特点是：
1、 PLC智能PID调节，其控制性能可靠，操作方便、自动化程度高。
2、人机界面可以为触摸屏或上位机，能够直观的将温度，喂料速度实时的显示给操作者，使操作者更好的掌控淀粉的水分，提高生产效率。
3、人机界面具有其丰富的数据记录以及查询功能，历史曲线记录，人性化的操作界面，能为使用者提供各种类型的需求。
本发明相比现有技术的优点在于：能够提高淀粉加工生产中干燥工段操作的安全性、精确性、灵活性，降低操作的劳动强度，减少人为因素造成的各种失误并对生产过程进行有效的监督和记录，最终可有预见性地掌握干燥过程和可重复性地生产稳定质量的产品。本发明的自动控制系统由先进的人机界面（触摸屏或工控机）进行集中控制、智能PID运算调节（PLC）、交流电机变频调速控制湿淀粉喂料、铂热电阻的温度传感器实时检测、气动调节阀自动控制，实时现场测量和显示相关关键工艺控制点温度、电机工作速度和进气量，并将以上现场实际工艺数据同目标设定值进行比较和分析计算,自动地对进料量和蒸汽量进行快速精确地PID调节控制，从而满足淀粉干燥过程中水分工艺指标的要求。该系统具有良好的防尘、抗干扰和节能等优点。其控制性能可靠，操作方便、自动化程度高。将成为淀粉加工企业烘干生产质量监控和管理的中枢。
附图说明
图1本发明淀粉干燥自动控制面板原理图。
图2为本发明结构及控制系统连接示意图。
图中：1、人机界面（触摸屏或工控机）；2、PLC；3、蒸汽调节阀；4、变频调速器；5、入机热风温度传感器；6、混合温度传感器；7、尾气温度传感器，8、干燥风管，9、螺旋输料机，10、换热器，11、旋风分离器，12、集料斗；13、风机。
具体实施方式
本发明以下结合附图做进一步描述：
如图所示：一种淀粉干燥自动控制系统，包括干燥风管（8）、设置在干燥风管进风口的换热器（10）及蒸汽调节阀（3）、设置在干燥风管进料口的螺旋输料机（9）以及连接在干燥风管末端的旋风分离器（11）及风机（13）共同构成的淀粉干燥生产线，该淀粉干燥生产线通过该干燥自动控制系统进行干燥质量控制，所述干燥自动控制系统包括人机界面（1）、PLC（2）、变频调速器（4）、高温气动套筒蒸汽调节阀（3）、多个温度传感器以及辅助电器元件，所述变频调速器（4）通过接收PLC指令自动控制螺旋输料机（9）的电机转速，所述高温气动套筒蒸汽调节阀（3）通过接收PLC指令自动控制蒸汽阀门开度，设置在干燥风管进气口的入机热风温度传感器（5）、喂料机构上方干燥管中的混合温度传感器（6）、旋风分离器出风处的尾气温度传感器（7）分别通过信号传输系统将所检测温度传输给PLC，PLC通过运算发出指令相应控制电机转速和蒸汽进气量，人机界面（1）与PLC（2）相连接并可直接显示工作状态或输入指令。
在本发明中，所述人机界面为触摸屏或工控机；所述温度传感器为铂热电阻；所述蒸汽调节阀（3）为高温气动套筒蒸汽调节阀。
本发明的工作过程如下：
在人机界面，也就是触摸屏或工控机（1）上设定淀粉干燥系统的参数。通过淀粉干燥系统的入机温度和螺旋输送机的适当转速来设置干燥机的处理能力。入机温度一般设置在150-200℃，输送机转速依产量而定。混合温度则是由入机温度和螺旋输送机喂料量所确定的。尾气温度一般设置在45-50 ℃，可以保证淀粉水分符合要求。在系统对某种淀粉进行干燥时，根据相应产品的标准要求来设定上述参数，人机界面（1）对PLC（2）发出指令：启动蒸汽调节阀（3）调整蒸汽流量的大小，保证入机温度符合要求；对螺旋输送机的变频调速器（4）进行设置确定输送机的转速。在换热器后、进料之前的干燥管中设置铂热电阻组成的入机热风温度传感器（5），在喂料机构上方的干燥管中设置铂热电阻混合温度传感器（6），在风机之后的尾气风管上设置铂热电阻尾气温度传感器（7）。
本发明的技术应用范围如下：
入机热风温度与加热蒸汽阀门连锁控制
入机热风温度稳定是淀粉干燥能力保证的主要工艺控制指标。自控设计可以达到温度在一定范围内稳定，通过入机热风温度传感器（5）采集信号并由人机界面（1）进行处理，由PLC（2）同步反馈至蒸汽调节阀（3）自动调整阀门开启度。
尾气温度与进料螺旋连锁控制
干燥器尾气的温度恒定是保证淀粉水分的主要工艺控制点。设计尾气温度传感器（7）采集信号并由人机界面（1）和PLC（2）进行处理同步反馈到进料螺旋输送机变频器，螺旋输送机速度会自动调整。
混合温度的系统反馈控制
系统的混合温度是保证淀粉生产质量稳定性的主要技术指标。混合温度的技术指标实际上是由入机热风温度和喂料螺旋输送机的喂料量来决定的。要保证混合温度的稳定，可以对入机热风温度和喂料螺旋输送机的变频器的工艺设定进行及时反馈和自动调整，协调水分控制和产量控制，从而保证了整个系统的连续性和稳定性。
入机热风温度的设定
入机温度一般设置在150-200℃，根据不同的淀粉特性来确定。
混合温度的调整
混合温度低于所设定温度时，淀粉干燥不彻底，水分会偏高。这时温度信息回传人机界面（1）。通过人机界面或触摸屏（1）调整参数，再通过PLC（2）指令，调节 PID蒸汽调节阀（3）自动调整阀门开启度，相应调高进气温度；，也可以通过PLC（2）指令调节螺旋输送机的变频调速器（4），自动调整螺旋输送机的转速，相应减少喂料量，从而达到设定的混合温度。反之亦然。
尾气温度的调整
根据淀粉水分测试仪取样化验，当成品淀粉水分不合适（偏干或偏潮）时，应该检查尾气温度的实际温度是不是能达到设定温度。
⑴尾气温度在设定温度上下波动。当淀粉偏干时，说明尾气温度设定偏高。这时就要调低尾气温度的设定值，并相应调低进气温度；当淀粉偏潮时，说明尾气温度设定偏高。这时就调高尾气温度的设定值，并相应调高进气温度。
⑵尾气温度高于设定值2度以上。这种情况下，淀粉只会偏干，说明尾气温度设定偏高。只需调低尾气温度即可。
⑶尾气温度低于设定值2度以下。这种情况下，淀粉也会偏干。因为自动控制器会调低进料速度，调节的幅度会大于温度降低的幅度，所以淀粉会干。这时就调高尾气温度的设定值。如果温度低了五六度，这时淀粉就会偏潮，因为干燥管内的温度已经不能干燥淀粉了。这时，应该调高尾气温度到设定值，同时需要调高进气温度。

Claims (3)

1.一种淀粉干燥自动控制系统，包括干燥风管、设置在干燥风管进风口的换热器及蒸汽调节阀、设置在干燥风管进料口的螺旋输料机以及连接在干燥风管末端的旋风分离器及风机共同构成的淀粉干燥生产线，其特征在于：该淀粉干燥生产线通过一干燥自动控制系统进行干燥质量控制，所述干燥自动控制系统包括人机界面、PLC、变频调速器、高温气动套筒调节阀、多个温度传感器以及其它辅助电器元件，所述变频调速器通过接收PLC指令自动控制螺旋送料机的电机转速，所述高温气动套筒调节阀通过接收PLC指令自动控制蒸汽阀门开度，设置在干燥风管进气口的入机热风温度传感器、喂料机构上方干燥管中的混合温度传感器、旋风分离器出风处的尾气温度传感器分别通过信号传输系统将所检测温度传输给PLC，PLC通过运算发出指令相应控制电机转速和蒸汽进气量，人机界面与PLC相连接并可直接显示工作状态或输入指令。
2.根据权利要求1所述的淀粉干燥自动控制系统，其特征在于：所述人机界面为触摸屏或工控机。
3.根据权利要求1所述的淀粉干燥自动控制系统，其特征在于：所述温度传感器为铂热电阻。
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