CN109708460A - 一种烘干系统及其控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烘干系统及其控制方法和控制装置，包括服务器和若干个烘干控制装置；所述烘干控制装置包括：流量计，用于检测烘干系统的排水量；输入模块，用于获取谷物种类和含水率；通信模块，用于与服务器通信；处理器，用于根据输入模块所获取的含水率以及流量计测得烘干作业的排水量，计算物料重量；并通过通信模块将所述谷物种类和物料重量上传至服务器。根据作业谷物的含水率以及烘干作业中系统的排水量自动计算谷物的物料重量，并结合谷物的种类，将这些参数自动上传到服务器，以免除用户对谷物进行称量和手动填报的麻烦，使得用户可以更加方便地收集数据来进行统计。本发明可以广泛应用于农产品加工系统领域。
Description
技术领域
本发明涉及农产品加工系统领域，尤其是一种烘干系统及其控制方法和控制装置。
背景技术
随着我国农业产业化的深入，空气源热泵烘干设备由于绿色环保，加工过程无毒无污染原来越受到产业各界的欢迎。虽然空气源热泵烘干设备得到了普及，但是这些设备往往孤立地分布在广阔的疆土上，各个设备之间并没有数据连通。如果这些设备所产生的数据能够汇集在一起进行分析，则可以为各地区的农产品销售或者农产品政策调整，带来积极意义。
在市面上存在一些可以与服务器进行通信的烘干设备，但是其缺乏产能的统计功能。如果用户需要统计每次作业产能数据，只能在称量烘干物前后重量后，进行人工填报，容易出现漏报错报的情况，用户使用起来并不方便，不利于对地区产能的统计。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种烘干系统及其控制方法和控制装置，实现自动上报每次作业的物料重量，免除用户手动填报的麻烦，以便于用户对产能进行统计。
本发明所采取的第一种技术方案是：
一种烘干系统，包括服务器和若干个烘干控制装置；
所述烘干控制装置包括：
流量计，用于检测烘干系统的排水量；
输入模块，用于获取谷物种类和含水率；
通信模块，用于与服务器通信；
处理器，用于根据输入模块所获取的含水率以及流量计测得烘干作业的排水量，计算物料重量；并通过通信模块将所述谷物种类和物料重量上传至服务器。
进一步，所述处理器还用于根据谷物种类通过通信模块向服务器查询工艺参数；并根据通信模块接收的由服务器返回的工艺参数控制烘干作业的温度和湿度。
进一步，还包括客户端，所述客户端用于配置服务器中工艺参数以及接收服务器或者烘干控制装置发送的若干次烘干作业的谷物种类和物料重量。
进一步，所述客户端还用于向烘干控制装置发送启动指令，所述处理器通过通信模块接收到所述启动指令后，启动烘干作业。
进一步，所述工艺参数包括若干个时间段的温度控制参数和湿度控制参数。
进一步，所述烘干控制装置还包括若干个分布在烘干作业空间内的NTC温度传感器，所述处理器根据这若干个NTC温度传感器所采集的数据的平均值控制烘干作业的温度。
本发明所采取的第二种技术方案是：
一种烘干系统的控制方法，包括以下步骤：
获取谷物种类和含水率；
检测烘干作业中烘干系统的排水量；
根据所述含水率和排水量，计算物料重量；
将所述谷物种类和物料重量上传至服务器。
进一步，还包括以下步骤：
根据谷物种类向服务器查询工艺参数；
根据服务器返回的工艺参数配置烘干作业的参数。
进一步，所述工艺参数包括若干个时间段的温度控制参数和湿度控制参数。
本发明所采取的第三种技术方案是：
一种烘干系统的控制装置，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行所述的烘干系统的控制方法。
本发明的有益效果是：根据作业谷物的含水率以及烘干作业中系统的排水量自动计算谷物的物料重量，并结合谷物的种类，将这些参数自动上传到服务器，以免除用户对谷物进行称量和手动填报的麻烦，使得用户可以更加方便地收集数据来进行统计。
附图说明
图1为本发明一种具体实施例的烘干系统的模块框图；
图2为本发明一种具体实施例的烘干控制装置模块框图；
图3为本发明一种具体实施例的烘干作业的流程图；
图4为本发明一种具体实施例的烘干系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
参照图1，本实施例公开了一种烘干系统，其包括服务器和若干个烘干控制装置；
所述烘干控制装置包括：
流量计，用于检测烘干系统的排水量；
输入模块，用于获取谷物种类和含水率。所述含水率是指鲜湿物料的含水量。
通信模块，用于与服务器通信。
处理器，用于根据输入模块所获取的含水率以及流量计测得烘干作业的排水量，计算物料重量；并通过通信模块将所述谷物种类和物料重量上传至服务器。
服务器，用于收集各个烘干控制装置所上传的数据，然后对这些数据进行统计。所述服务器可以是分布式云服务器，也可以是单个服务器。服务器可以同时收集多个烘干控制装置的数据，以实现对某一片区的数据收集和数据统计。
参照图2，本实施例的烘干控制装置包括流量计、输入模块、通信模块和处理器。
所述烘干控制装置部署在闭式除湿房中，闭式除湿房一般为一个长方体的房间，其里面设置有物料推车和托盘，闭式除湿房内设置有空气能热泵烘干主机，闭式除湿房外设置有接水盘，物料在闭式除湿房内被蒸发的水分通过管道流进接水盘。
所述流量计安装在接水盘的管道中，流量计可以计算留到接水盘中的水。其中，流量计可以通过多种方案实施，例如，可以在接水盘的输入管道上安装流量传感器，并根据流量传感器所采集的数据进行积分得到实际的流量。流量计也可以通过测量接水盘中的水位，并记录每次作业前后水位的变化，从而换算出流量，水位测量可以通过距离传感器或者水位传感器等实现。因此，流量计可以由能够实现测量作业所产生的排水量的传感器所组成，其并不限定于某种传感器或者某种安装位置。
所述空气能热泵烘干主机由处理器所控制，处理器根据其需要执行的工艺条件，对空气能热泵烘干主机进行控制。所述控制可以是闭环控制或者开环控制，在一些实施例中，采取开环控制，用户可以根据空气能热泵烘干主机的性能计算好每个工艺条件的控制参数，直接对空气能热泵烘干主机进行控制，以使闭式除湿房达到设定的工艺条件。在另一些实施例中，采取闭环控制，通过温湿度传感器其所采集的温湿度数据，对空气能热泵烘干主机进行反馈控制，其中处理器可以采用PID等算法实现该闭环控制。
所述输入模块可以采用如键盘、触摸屏、话筒或者体感装置实现，优选地采用具有人机交互界面的触摸屏实现。所述人机交互界面由处理器进行处理，在一些实施例中可以在通过在处理器上运行安卓系统以提供人机交互界面。
所述通信模块可以采用GPRS模块、NB-IOT模块、4G模块或者WIFI模块等实现。其中，优选地采用GPRS模块，GPRS模块能够满足基本的数据传输，且GPRS信号在农村地区覆盖较广，其成本也相对低廉。
所述处理器可以采用嵌入式芯片实现，如FPGA和PLC等等。其中，物料重量包括鲜湿物料重量和干物料重量，他们的计算可以通过以下公式完成：
鲜湿物料重量＝Q*k/σ；干物料重量＝Q(1-σ)*k/σ。
其中，Q表示排水量，σ表示含水率，k为系数，其为经验值。所述含水率用户可以从一批谷物中抽样测定，其测定方法为：将一定重量的鲜物料称重后经120℃烘烤至恒重，测定其质量。烘干前鲜物料的质量与120℃烘烤后的质量之差除以鲜物料质量即为鲜物料的含水率；干物料质量与120℃烘烤后的物料质量之差除以干物料质量即为干物料含水率。
参照图2，在一些实施例中，烘干控制装置还包括温度传感器和湿度传感器。
作为优选的实施例，所述烘干控制装置还包括若干个分布在烘干作业空间内的NTC温度传感器，所述处理器根据这若干个NTC温度传感器所采集的数据的平均值控制烘干作业的温度。由于在实际的应用环境中，空气能热泵烘干主机的安装位置会影响闭式除湿房的热量分布，因此需要通过将多个温度传感器采集的数据来作平均值，以得到闭式除湿房的平均温度。在采用多个温度传感器的前提下，采用NTC温度传感器具有价格低和性能稳定的特点。在本实施例中，所述NTC温度传感器的参数为R(25℃)＝10kΩ，B＝3950。湿度传感器可以采用高精度集成湿度传感器，其精度范围为1％～99％。
当然，对于不同种类的谷物，其烘干的工艺是有所不同的，因此可以在服务器的数据库中配置多种谷物的工艺参数，使得用户可以根据谷物的类型，实时不同的工艺条件。
作为优选的实施例，所述处理器还用于根据谷物种类通过通信模块向服务器查询工艺参数；并根据通信模块接收的由服务器返回的工艺参数控制烘干作业的温度和湿度。
在本实施例中，处理器首先通过通信模块，向服务器发送一条查询请求，该请求包括谷物种类；服务器在接收到该请求后，根据谷物种类进行在数据库中进行检索，得到相应的工艺参数，然后返回该组工艺参数，处理器在通过通信模块获得该工艺参数后对空气能热泵烘干主机进行控制。
参照图1，作为优选的实施例，还包括客户端，所述客户端用于配置服务器中工艺参数以及接收服务器或者烘干控制装置发送的若干次烘干作业的谷物种类和物料重量。
由于烘干系统本身不能检验烘干质量，因此需要让用户得知每次烘干的数据，然后对烘干作业的产物进行质量检验，从而根据质量检验的结果来人工调整工艺参数。在本实施例中，用户可以查询任何一次其管理的烘干控制装置所采集的参数。同时，可以通过客户端向服务器修改任何谷物种类的工艺参数。
其中，所述客户端可以是APP或者小程序等应用程序，其运行在如手机和平板等移动设备上。
本实施例提供一种修正的渠道，让用户在适当的情况下修改工艺参数以提升烘干质量。
作为优选的实施例，所述客户端还用于向烘干控制装置发送启动指令，所述处理器通过通信模块接收到所述启动指令后，启动烘干作业。
在本实施例中，所述空气能热泵烘干主机由处理器控制，用户可以通过客户端启动烘干作业。在另一些实施例中，用户也可以通过输入模块来通知处理器启动烘干作业。
作为优选的实施例，所述工艺参数包括若干个时间段的温度控制参数和湿度控制参数。
由于任何鲜湿物料在干燥过程都必需经历软化、渗水汽化、除湿、干燥定型四阶段，根据物料物性，如物料厚度较厚，外围层较容易干燥，而内层由于受热慢，需要更长时间受热，渗水汽化及排湿或除湿，所以在渗水汽化及排湿除湿阶段则需要反复加热，充分了解各种物料特性后，可以建立烘干基本模型：
第一阶段：物料软化温度(干球)设定28-35℃，不需要除湿，时间T：1～2小时，
第二阶段：渗水汽化阶，段温度(干球)＝第一阶段温升ΔT＝2～4℃，不需要除湿，时间T1＝1小时。
第三阶段：除湿阶段，温度(干球)与第二阶段一致，湿度(湿球)＝烘干房内实际湿度－(2～5％)；T2＝1～3小时
重复第二阶段渗水汽化阶段，温度(干球)与第一阶段一致。时间为T1’＝1小时。
重复第三阶段排湿/除湿阶段，温度(干球)与第二阶段一致。时间为T2’＝1～3小时。
第四阶段：干燥定型阶段温度(干球)＝重复第三阶段温升ΔT＝1～3℃，湿度(湿球)＝物料最终含水率±2％.时间T3＝1～3小时。
机器每小时除湿量：L/h(升/小时)
烘干总时间t＝除湿量*系数k/每小时除湿量
烘干总时间t-(T+T1+T2+T1’+T2’+T3)约＝1～2小时，即实际各烘干流程阶段总时间比烘干总时间多1～2小时。
因此，每组工艺参数均包含若干个温度控制参数和湿度控制参数。即什么阶段是什么温度和湿度，分别维持时间多长。
参照图3，本实施例公开了一种实用本烘干系统进行烘干作业的流程，其包括以下步骤：
S301、通过客户端或者输入模块通知烘干系统启动。
S302、将鲜湿物料放在托盘上，用物料推车推入闭式除湿房。
S303、通过客户端或者输入模块，输入谷物种类以及含水率。
S304、烘干控制装置根据谷物种类从服务器获取烘干的工艺参数。
S305、烘干控制装置根据工艺参数执行烘干。
S306、烘干控制装置根据流量计统计排水量，即从物料中蒸发的水分。
S307、烘干控制装置根据排水量和含水率计算鲜湿物料和干物料的重量。
S308、烘干控制装置将得到的物料重量和谷物种类存放到服务器中。
S309、用户根据物料的烘干效果，调整服务器中的工艺参数。
参照图4，本实施例公开了一种烘干系统的控制方法，本实施例可以应用于烘干系统的烘干控制装置中，其包括以下步骤：
S401、获取谷物种类和含水率；
S404、检测烘干作业中烘干系统的排水量；
S405、根据所述含水率和排水量，计算物料重量；
S406、将所述谷物种类和物料重量上传至服务器。
参照图4，作为优选的实施例，还包括以下步骤：
S402、根据谷物种类向服务器查询工艺参数；
S403、根据服务器返回的工艺参数配置烘干作业的参数。
作为优选的实施例，所述工艺参数包括若干个时间段的温度控制参数和湿度控制参数。
本实施例公开了一种烘干系统的控制装置，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行所述的烘干系统的控制方法。
本控制装置能够实现与方法实施例相同的技术效果。
对于上述方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种烘干系统，其特征在于：包括服务器和若干个烘干控制装置；
所述烘干控制装置包括：
流量计，用于检测烘干系统的排水量；
输入模块，用于获取谷物种类和含水率；
通信模块，用于与服务器通信；
处理器，用于根据输入模块所获取的含水率以及流量计测得烘干作业的排水量，计算物料重量；并通过通信模块将所述谷物种类和物料重量上传至服务器。
2.根据权利要求1所述的一种烘干系统，其特征在于：所述处理器还用于根据谷物种类通过通信模块向服务器查询工艺参数；并根据通信模块接收的由服务器返回的工艺参数控制烘干作业的温度和湿度。
3.根据权利要求2所述的一种烘干系统，其特征在于：还包括客户端，所述客户端用于配置服务器中工艺参数以及接收服务器或者烘干控制装置发送的若干次烘干作业的谷物种类和物料重量。
4.根据权利要求3所述的一种烘干系统，其特征在于：所述客户端还用于向烘干控制装置发送启动指令，所述处理器通过通信模块接收到所述启动指令后，启动烘干作业。
5.根据权利要求2所述的一种烘干系统，其特征在于：所述工艺参数包括若干个时间段的温度控制参数和湿度控制参数。
6.根据权利要求1所述的一种烘干系统，其特征在于：所述烘干控制装置还包括若干个分布在烘干作业空间内的NTC温度传感器，所述处理器根据这若干个NTC温度传感器所采集的数据的平均值控制烘干作业的温度。
7.一种烘干系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
获取谷物种类和含水率；
检测烘干作业中烘干系统的排水量；
根据所述含水率和排水量，计算物料重量；
将所述谷物种类和物料重量上传至服务器。
8.根据权利要求7所述的一种烘干系统的控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：
根据谷物种类向服务器查询工艺参数；
根据服务器返回的工艺参数配置烘干作业的参数。
9.根据权利要求8所述的一种烘干系统的控制方法，其特征在于：所述工艺参数包括若干个时间段的温度控制参数和湿度控制参数。
10.一种烘干系统的控制装置，其特征在于：包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求7-9任一项所述的方法。
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