CN115562408A - 一种粮油装备干燥系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粮油装备干燥系统及其控制方法，属于电气自动化控制领域，所述方法包括：由运输模块将粮食运送到干燥塔内；设置干燥塔中送风温度上下阈值、粮油作物含水量上下阈值、送风管风温上下阈值；获取干燥塔内的温度信息及粮食作物的湿度信息；控制模块根据温度信息及湿度信息发布控制指令，通过伺服控制器控制电机启动，电机转动带动风机启动，调整干燥塔内的温度信息及粮食作物的湿度信息。本发明在多种传感组件下利用现代总线传输方式，为干燥系统引入伺服控制系统，实现粮油作物温度、湿度、风温、节能等实时监测并达到精确控制目标，最终提高粮油作物出油率。

Description

一种粮油装备干燥系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电气自动化控制领域，尤其是涉及一种粮油装备干燥系统及其控制方法。

背景技术

粮油装备是生产植物油脂的主要设备，其干燥系统对于粮油作物出油率有着重要影响。现有的粮油干燥方式主要有炒制、晾晒等传统干燥方法，也有干燥塔、加热炉等现代化干燥方式。但现有干燥塔干燥功能较为单一，反应方式较为落后，只能通过启停方式来控制干燥温度，误差较大，不能很好的解决干燥精度问题。

中国发明专利名称：一种农业用粮食榨油机，专利号：CN106739081A，包括壳体、进料斗、榨油筒和下料管；在电机的输出轴上固定有竖直的搅拌轴，搅拌轴穿过分层板，分层板上开设有若干个下料口，在搅拌轴上固定有与分层板对应的拨料杆；在下料斗的下端口上通过转轴转动连接有隔板；挤压板的顶部安装有若干个导轮，导轮在隔板上滚动。本发明通过拨料杆将原料从下料口均匀进入，使原料在保温罩内干燥充分，提高干燥效率，避免堆积而产生干燥不彻底，从而提高油品质量，在挤压原料时通过导轮以及转动的隔板能够将原料分离，实现连续下料的同时，保证挤压充分，使装置运行正常，安全稳定，原料被挤压后过滤，便于残渣收集处理，避免残渣混入油品中。发明通过拨料杆将原料从下料口均匀进入，使原料在保温罩内干燥充分，在保温罩内干燥无法准确把握粮食的温湿度信息，无法准确控制精确的温度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种粮油装备干燥系统及其控制方法，本发明在多种传感组件下利用现代总线传输方式，为干燥系统引入伺服控制系统，实现粮油作物温度、湿度、节能等实时监测反馈并达到精确控制目标，最终提高粮油作物出油率。

本发明采用的技术方案为：

一种粮油装备干燥系统，包括干燥塔，所述系统还包括：

温度传感器，用于检测干燥塔内的温度，与控制模块通信连接，用于发送温度信息；

水分测定仪，用于检测干燥塔内粮食作物的湿度，与控制模块通信连接，用于发送湿度信息；

送风模块，包括风机、加热器、送风管，加热器内设有蒸汽管，当系统需要加热时，伺服控制器控制电机提高转速，提高蒸汽管道内蒸汽输送量，升高干燥塔内的温度；当系统需要降温时，伺服控制器控制电机降低转速，降低蒸汽管内蒸汽的输送速度，降低干燥塔内的温度；

运输模块，用于将粮食作物运输到干燥塔顶部；

控制模块，包括控制模块、伺服控制器、伺服电机；用于设定干燥塔内的温湿度上下限，调节蒸汽输送量，控制调整干燥塔内的温度。

一种粮油装备干燥系统的控制方法，所述方法包括：

由运输模块将粮食运送到干燥塔内；

设置干燥塔中送风温度上下阈值、粮油作物含水量上下阈值、送风管风温上下阈值；

获取干燥塔内的温度信息及粮食作物的湿度信息；

控制模块根据温度信息及湿度信息发布控制指令，通过伺服控制器控制电机启动，电机转动带动风机启动，调整干燥塔内的温度信息及粮食作物的湿度信息。

本发明的有益效果为：

本发明提出了一种基于粮油榨油装备干燥系统的温度、湿度伺服控制方法，结合多种温度、湿度、风速传感系统，集合控制模块、伺服控制器、伺服电机、送风系统等，利用总线时时通讯方式实现整套温控干燥系统精准控制，达到粮油作物干燥度精准控制，提高榨油出油率目标；

本发明采用的伺服控制可实时检测并反馈传感器数据，自动调节精准控制送风量，进而精准控制干燥塔内温度及湿度。伺服控制器控制电机启停时间可控制在0.05秒内，且可实现送风过程风量大小的时时调节，以此来达到温湿度精准控制目的，通过此功能可将温湿度精准度控制在±0.5度范围，提高出油率5％以上。

附图说明

图1本发明一种粮油装备干燥系统的控制方法流程图；

图2本发明蒸汽管采用双层套管结构示意图；

外层管道1；内层管道2。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明提供一种粮油榨油装备中干燥系统的控制方法，该方法首先设置干燥塔中送风温度上下阈值、粮油作物含水量上下阈值、送风管温度最高值。

然后判断干燥系统安全信息是否满足要求，安全信息包括开机自检干燥塔内温度、作物湿度、送风管温度、电机状态、电压电流情况等。当安全信息满足要求之后，伺服控制器控制的电机启动，风机启动，蒸汽将通过双层送风管传输至整个干燥塔中，干燥塔内温度随即上升。

如图2所示，为本发明蒸汽管采用双层套管结构示意图，所述双层套管结构包括外层管道和内层管道，外层管道内套内层管道，外层套管外为散热层，外层套管与内层套管中间为湿气隔离层，内层套管内为蒸汽输送层；蒸汽于内层套管内部传送，粮油作物于外部干燥。送风管采用循环传送模式，以确保节能降耗避免浪费。干燥塔顶部采用敞开模式，以便于粮油作物水分排出。

干燥塔内部安装有多处温度传感器以及水分测定仪，该类传感器通过RS485总线将数据时时传输至控制模块，控制模块通过RS485总线与伺服控制器连接。所述温度传感器采用工业级红外温度传感器，精度为±1℃/1％，M18螺纹安装，底座固定于干燥塔外侧，角度可任意调节，传感器外部安装有防护罩，可耐环境温度≤200°，采用红外感应与作物无接触，避免粮油作物洒落过程中砸坏温度传感器；水分测定仪中的湿度传感器采用工业级红外湿度传感器，精度为±1℃/1％，M18螺纹安装，底座固定于干燥塔外侧，角度可任意调节，传感器外部安装有防护罩，可耐环境温度≤200°，采用红外感应与作物无接触，避免粮油作物洒落过程中砸坏湿度传感器。

当控制模块下达送风指令后，伺服控制器带动电机启动，送风开始，对粮油作物进行加热，同时粮油作物内部水分被蒸发至表面。然后进入热风烘干层，在热风层，粮油作物表面水分被热风带走，同时作物温度进一步升高；温度传感器时时检测干燥塔内温度并时时传输至控制模块，当温度传感器检测到干燥塔内温度达到预设阈值后，控制模块下达停止指令，伺服控制器带动电机马上停止工作；当水分测定仪检测到粮油作物水分已到达预设阈值而塔内温度未达到预设阈值时，控制模块下达指令，伺服控制器带动电机马上送风停止；当温度未达到预设阈值、水分未达到预设阈值，送风持续；当温度达到预设值而湿度未达到预设阈值时，送风量下降，直至湿度达到预设值。当送风管风温达到预设最高值，为安全起见，即使作物湿度与干燥塔内温度未达到预设阈值，蒸汽输入量也不再增加。整个过程，粮油作物水分去除率约5％-10％，粮油作物温度控制在60-80℃之间。每批次粮油作物需烘干1-2小时，传统方式烘干时间约为2-3小时，采用本发明方法，每批次烘干时间可节约1-2小时。烘干温度根据水分测定仪传来的粮油作物含水量情况时时调整，一般在90-130℃，蒸汽工作压力约为0.2MPa。

当某个传感器失灵时，控制模块发出声光报警。整套系统数据通过无线网络传输至办公系统，可实现远程监控及现场无人化操作。

本发明还提供了一种粮油装备干燥系统，包括干燥塔，

温度传感器，用于检测干燥塔内的温度，与控制模块通信连接，用于发送温度信息；

水分测定仪，用于检测干燥塔内粮食作物的湿度，与控制模块通信连接，用于发送湿度信息；

送风模块，包括风机、加热器、送风管，加热器内设有蒸汽管，当系统需要加热时，伺服控制器控制电机提高转速，加快蒸汽管内部蒸汽输送速度，进而加快蒸汽管内蒸汽补充速度，从而升高干燥塔内的温度；当系统需要降温时，伺服控制器控制电机降低转速，减少蒸汽管内部蒸汽输送速度，进而降低干燥塔内的温度；

运输模块，用于将粮食作物运输到干燥塔顶部；

控制模块，包括伺服控制器、伺服电机；用于设定干燥塔内的温湿度上下限，控制调整干燥塔内的温度。

干燥塔自上而下分为：存料层、热风烘干层，运输模块将粮油作物输送至存料层，用于存储即将干燥的粮食作物，热风烘干层用于除去粮食表面的水分，并对粮食进行进一步的升温。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种粮油装备干燥系统，包括干燥塔，其特征在于，所述系统还包括：

温度传感器，用于检测干燥塔内的温度，与控制模块通信连接，用于发送温度信息；

水分测定仪，用于检测干燥塔内粮食作物的湿度，与控制模块通信连接，用于发送湿度信息；

送风模块，包括风机、加热器、送风管，加热器内设有蒸汽管，当系统需要加热时，伺服控制器控制电机提高转速，加快蒸汽管内部蒸汽输送速度，进而加快蒸汽管内蒸汽补充速度，从而升高干燥塔内的温度；当系统需要降温时，伺服控制器控制电机降低转速，减少蒸汽管内部蒸汽输送速度，进而降低干燥塔内的温度；

运输模块，用于将粮食作物运输到干燥塔顶部；

控制模块，包括伺服控制器、伺服电机；用于设定干燥塔内的温湿度上下限，控制调整干燥塔内的温度。

2.如权利要求1所述的粮油装备干燥系统，其特征在于，干燥塔自上而下分为：存料层、热风烘干层，热风烘干层用于除去粮食表面的水分，并对粮食进行进一步的升温。

3.如权利要求1所述的粮油装备干燥系统，其特征在于，加热器内的蒸汽管采用双层套管结构，蒸汽于双层套管内部传送，粮食作物位于套管外部干燥。

4.一种粮油装备干燥系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

由运输模块将粮食运送到干燥塔内；

设置干燥塔中送风温度上下阈值、粮油作物含水量上下阈值、送风管风温上下阈值；

获取干燥塔内的温度信息及粮食作物的湿度信息；

控制模块根据温度信息及湿度信息发布控制指令，通过伺服控制器控制电机启动，电机转动带动风机启动，调整干燥塔内的温度信息及粮食作物的湿度信息。

5.如权利要求4所述的粮油装备干燥系统的控制方法，其特征在于，温度传感器与水分测定仪获取的温湿度信息发送给控制模块，控制模块对温湿度信号进行处理后，发送控制指令至伺服控制器，伺服控制器与电机电连接，用于伺服控制器根据控制指令控制电机转动，进而带动风机转动。

6.如权利要求5所述的粮油装备干燥系统的控制方法，其特征在于，当干燥塔内的温度超过预设温度上限时，控制模块发布降温指令，伺服控制器控制电机降低转速，电机降低转速带动风机转速降低，风机转速降低后送风速度减慢，送风管道出口的风速降低，此时蒸汽管道内蒸汽输送量下降，干燥塔内的温度降低。

7.如权利要求5所述的粮油装备干燥系统的控制方法，其特征在于，当干燥塔内的温度低于预设温度下限时，控制模块发布升温指令，伺服控制器控制电机提高转速，电机提高转速带动风机转速提高，风机转速提高后送风速度加快，送风管道出口的风速增大，此时蒸汽管道内蒸汽输送量提高，干燥塔内的温度升高。

8.如权利要求4所述的粮油装备干燥系统的控制方法，其特征在于，当水分测定仪检测到粮食作物水分达到预设值而塔内温度未达到预设值时，控制模块下发控制指令，伺服控制器带动电机停止送风；当温度和湿度信息均未达到预设值时，控制模块下发持续送风指令；当温度达到预设值而湿度未达到预设阈值时，送风量下降，直至湿度达到预设值。

9.如权利要求8所述的粮油装备干燥系统的控制方法，其特征在于，当送风管风温达到预设的最高值时，作物湿度与干燥塔内温度未达到预设阈值，蒸汽输入量不再增加，用于保证施工安全。

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