CN117329830B - 乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及干燥自动化监测领域，用于解决加热干燥设备缺少监测系统，无法自主实现对干燥工作的控制导致干燥不充分或干燥时间过长的问题，具体为乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统；本发明中，对加热干燥设备的进气处理过程实现效率监测，节约加热干燥设备的耗能情况，通过自动化监测控制系统能够对加热干燥设备内的加热腔室进行全过程的温度监控，量化分析整个加热过程中的温度数据，对干燥结果提供数据支撑，对干燥过程中的多种数据进行分析，生成预估的干燥效果结论，保证原料能够得到充分的干燥同时不会干燥时间过长，通过将实际测量的干燥效果和预估的干燥效果对预估的干燥效果准确性进行校验，保证预估结果的准确。
Description
技术领域
本发明涉及干燥自动化监测领域，具体为乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统。
背景技术
在现代工业生产中，常常需要对工件进行加热和干燥处理，如工件外表面喷涂油漆的干燥处理和塑料的热成型等；在农业生产中，也常常需要对一些产品作脱水干燥处理；所有这些加热干燥工序都是耗能过程；
目前，现有技术中的加热干燥设备仍存在不足之处，大多数干燥加热设备在运行时都是通过人为设定加热温度、加热时间等运行参数，根据运行参数进行固定模式的运行，然而，在实际使用过程中，由于环境不同，每一批次待加热干燥的原料状态不同，相同的加热工序无法适用于不同批次的产品，当产品湿度高、量大或堆叠较厚时，需要更长时间的加热干燥过程，否则会出现干燥不充分的情况出现，而当产品湿度低、量少或堆叠较为松散时，则短时间即可完成干燥工作，长时间的干燥会导致能源的浪费，不利于实际使用；
针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
发明内容
本发明中，对加热干燥设备的进气处理过程实现效率监测，节约加热干燥设备的耗能情况，通过自动化监测控制系统能够对加热干燥设备内的加热腔室进行全过程的温度监控，量化分析整个加热过程中的温度数据，对干燥结果提供数据支撑，对干燥过程中的多种数据进行分析，生成预估的干燥效果结论，保证原料能够得到充分的干燥同时不会干燥时间过长，通过将实际测量的干燥效果和预估的干燥效果进行对比，根据对比结果对预估的干燥效果准确性进行校验，并在校验失败时通过管理人员进行调整，解决加热干燥设备缺少监测系统，无法自主实现对干燥工作的控制导致干燥不充分或干燥时间过长的问题，而提出乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统，包括环境干预控制单元、干燥控制单元、干燥效果评估单元和干燥效果控制单元，所述环境干预控制单元能够获取到环境湿度数据与干燥气流湿度数据，并将环境湿度数据和干燥气流湿度数据发送至干燥效果评估单元；
所述干燥控制单元能够获取到干燥温度数据和干燥气流粉尘数据，并将干燥温度数据和干燥气流粉尘数据发送至干燥效果评估单元；
所述干燥效果评估单元对干燥温度数据、干燥气流粉尘数据和干燥气流湿度数据进行干燥评估，获取预计干燥效果，根据预计干燥效果生成干燥效果评估信号，并将干燥效果评估信号发送至干燥效果控制单元；
所述干燥效果控制单元能够获取到实际干燥信息，对实际干燥信息进行阈值分析，生成干燥结果信号，所述干燥效果控制单元将干燥结果信号与干燥效果评估信号进行对比，生成干燥对比信号，并将干燥对比信号反馈至干燥效果评估单元，所述干燥效果评估单元获取到干燥对比信号后，对干燥评估进行优化。
作为本发明的一种优选实施方式，所述环境干预控制单元获取到环境湿度数据是通过对加热干燥设备外部的气体进行湿度采集，并将采集到的空气湿度作为环境湿度数据，所述环境干预控制单元获取到干燥气流湿度数据时采集加热干燥设备的干燥腔室进气口处的气体湿度，并将其作为干燥气流湿度数据，所述环境干预控制单元计算环境湿度数据和干燥气流湿度数据的差值，并将该差值记录为脱湿数据；
所述环境干预控制单元将环境湿度数据和干燥气流湿度数据与预设的湿度上限进行对比，若环境湿度数据小于预设的湿度上限，则生成环境干燥信号，若环境湿度数据大于预设的湿度上限，则生成环境潮湿信号，若干燥气流湿度数据大于预设的湿度上限，则生成进气异常信号，并将进气异常信号、环境潮湿信号或环境干燥信号通过网络进行发送；
所述环境干预控制单元将脱湿数据与预设的脱湿阈值进行对比，若脱湿数据小于预设的脱湿阈值，则生成脱湿低效信号，若脱湿数据大于等于预设的脱湿阈值，则生成脱湿正常信号，并将脱湿正常信号和脱湿低效信号通过网络进行发送。
作为本发明的一种优选实施方式，所述干燥控制单元获取干燥温度数据为加热干燥设备的干燥腔室内的温度，所述干燥控制单元在加热干燥的过程中，对干燥腔室内的温度每经过一段预设的时间则对干燥腔室内的温度进行采集，并将采集到的温度记录为T，所述干燥控制单元以采集到的温度T为横轴，以采集到温度的次数为Y轴，绘制柱形图，柱形图的纵轴坐标记录为y，所述干燥控制单元计算所有纵坐标的总和，并将总和值记录为m，所述干燥控制单元对采集到的温度求取平均值，获得干燥温度数据G，其中Ti表示第i个柱状图的横轴坐标，yi表示第i个柱状图的纵轴坐标；
所述干燥控制单元获取干燥气流粉尘数据的方法为在加热干燥设备的干燥腔室进气口和出气口处分别进行气体采集，并对气体中的粉末含量进行测量，将测量后的进气口处的粉末含量和出气口处的粉末含量进行差值计算，并将差值计算的结果记录为干燥气流粉尘数据，若进气口处的粉尘含量大于出气口处的粉尘含量，则生成粉尘沉淀信号，若进气口处的粉尘含量小于出气口处的粉尘含量，则生成粉末扬尘信号，并将粉末扬尘信号或粉尘沉淀信号通过网络发送。
作为本发明的一种优选实施方式，所述干燥效果评估单元获取到干燥温度数据、干燥气流粉尘数据、干燥气流湿度数据后，将干燥气流粉尘数据记录为F，将干燥气流湿度数据记录为R，通过公式分析获取到预计干燥效果X，其中q、Q、k为预设的权重系数，所述干燥效果评估单元将预计干燥效果X与预设的干燥合格效果X0进行对比，若预计干燥效果X小于预设的干燥合格效果X0，则生成预计干燥不合格信号，若预计干燥效果X大于等于预设的干燥合格效果X0，则生成预计干燥合格信号，其中预计干燥不合格信号和预计干燥合格信号为干燥效果评估信号。
作为本发明的一种优选实施方式，所述干燥效果控制单元获取到实际干燥信息的方法为：
步骤一：记录进入干燥腔室的原料重量，并进行加热干燥步骤；
步骤二：记录加热干燥结束时的原料重量，并计算进入干燥腔室的原料重量和结束干燥时的原料重量的差值，记录为干燥流失重量；
步骤三：根据干燥气流粉尘数据和干燥时间计算加热干燥期间流失的原料重量，记录为原料流失重量；
步骤四：通过干燥流失重量和原料流失重量计算干燥水分重量，并将干燥水分重量与预设的干燥水分重量阈值进行对比，若干燥水分重量小于预设的干燥水分重量阈值，则生成干燥不合格信号，若干燥水分重量大于等于预设的干燥水分重量阈值，则生成干燥合格信号，其中干燥不合格信号和干燥合格信号为干燥结果信号。
作为本发明的一种优选实施方式，所述干燥效果控制单元将干燥结果信号与干燥效果评估信号进行对比，其中干燥合格信号和预计干燥合格信号为正反馈信号种类，干燥不合格信号和预计干燥不合格信号为负反馈信号种类，若干燥结果信号与干燥效果评估信号的种类相同，则生成对比通过信号，若干燥结果信号与干燥效果评估信号的种类不同，则生成对比失败信号；
所述干燥效果评估单元将对比通过信号和对比失败信号通过网络进行发送。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过对加热干燥设备的环境湿度数据和干燥气流湿度数据进行检测，从而实现对加热干燥设备的进气处理过程实现效率监测，当环境空气湿度能够达到干燥要求时，直接采用环境空气的进行干燥，减少对环境空气的干燥处理过程，节约加热干燥设备的耗能情况。
2、本发明中，通过对干燥控制实施检测，使得自动化监测控制系统能够对加热干燥设备内的加热腔室进行全过程的温度监控，并量化分析整个加热过程中的温度数据，对干燥结果提供数据支撑。
3、本发明中，通过干燥效果评估单元对干燥过程中的多种数据进行分析，从而生成预估的干燥效果结论，根据该结论对干燥效果和干燥设备运行进行控制，从而保证干燥腔室内的原料能够得到充分的干燥同时又不会出现干燥时间过长浪费能源的情况出现。
4、本发明中，通过将实际测量的干燥效果和预估的干燥效果进行对比，根据对比结果对预估的干燥效果准确性进行校验，并在校验失败时通过管理人员进行调整，保证了干燥效果的预估过程更加准确。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1所示，乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统，包括环境干预控制单元、干燥控制单元、干燥效果评估单元和干燥效果控制单元，环境干预控制单元能够获取到环境湿度数据与干燥气流湿度数据，并将环境湿度数据和干燥气流湿度数据发送至干燥效果评估单元，环境干预控制单元获取到环境湿度数据是通过对加热干燥设备外部的气体进行湿度采集，并将采集到的空气湿度作为环境湿度数据，环境干预控制单元获取到干燥气流湿度数据时采集加热干燥设备的干燥腔室进气口处的气体湿度，并将其作为干燥气流湿度数据，环境干预控制单元计算环境湿度数据和干燥气流湿度数据的差值，并将该差值记录为脱湿数据；
环境干预控制单元将环境湿度数据和干燥气流湿度数据与预设的湿度上限进行对比，若环境湿度数据小于预设的湿度上限，则生成环境干燥信号，若环境湿度数据大于预设的湿度上限，则生成环境潮湿信号，若干燥气流湿度数据大于预设的湿度上限，则生成进气异常信号，并将进气异常信号、环境潮湿信号或环境干燥信号通过网络进行发送，当环境干预控制单元生成进气异常信号后，生成设备异常警报，当环境干预控制单元生成环境干燥信号后，加热干燥设备不执行进气干燥预处理步骤，当环境干预控制单元生成环境潮湿信号，加热干燥设备正常执行进气干燥预处理步骤；
环境干预控制单元将脱湿数据与预设的脱湿阈值进行对比，若脱湿数据小于预设的脱湿阈值，则生成脱湿低效信号，若脱湿数据大于等于预设的脱湿阈值，则生成脱湿正常信号，并将脱湿正常信号和脱湿低效信号通过网络发送至管理设备，当环境干预控制单元生成脱湿正常信号后，加热干燥设备正常执行进气干燥预处理步骤，当环境干预控制单元生成脱湿低效信号后，加热干燥设备不执行进气干燥预处理步骤。
实施例二：
请参阅图1所示，干燥控制单元能够获取到干燥温度数据和干燥气流粉尘数据，并将干燥温度数据和干燥气流粉尘数据发送至干燥效果评估单元，干燥控制单元获取干燥温度数据为加热干燥设备的干燥腔室内的温度，干燥控制单元在加热干燥的过程中，对干燥腔室内的温度每经过一段预设的时间则对干燥腔室内的温度进行采集，并将采集到的温度记录为T，干燥控制单元以采集到的温度T为横轴，以采集到温度的次数为Y轴，绘制柱形图，柱形图的纵轴坐标记录为y，干燥控制单元计算所有纵坐标的总和，并将总和值记录为m，干燥控制单元对采集到的温度求取平均值，获得干燥温度数据G，其中Ti表示第i个柱状图的横轴坐标，yi表示第i个柱状图的纵轴坐标；
干燥控制单元获取干燥气流粉尘数据的方法为在加热干燥设备的干燥腔室进气口和出气口处分别进行气体采集，并对气体中的粉末含量进行测量，将测量后的进气口处的粉末含量和出气口处的粉末含量进行差值计算，并将差值计算的结果记录为干燥气流粉尘数据，若进气口处的粉尘含量大于出气口处的粉尘含量，则生成粉尘沉淀信号，若进气口处的粉尘含量小于出气口处的粉尘含量，则生成粉末扬尘信号，并将粉末扬尘信号或粉尘沉淀信号通过网络发送至管理设备，粉末扬尘信号表示干燥腔室内的原料被吹出，会导致原料丢失，粉末沉淀信号表示空气中的粉尘杂质沉淀在干燥腔室内，会导致原料污染。
实施例三：
请参阅图1所示，干燥效果评估单元获取到干燥温度数据、干燥气流粉尘数据、干燥气流湿度数据后，对干燥温度数据、干燥气流粉尘数据和干燥气流湿度数据进行干燥评估，将干燥气流粉尘数据记录为F，将干燥气流湿度数据记录为R，通过公式分析获取到预计干燥效果X，其中q、Q、k为预设的权重系数，干燥效果评估单元将预计干燥效果X与预设的干燥合格效果X0进行对比，生成干燥效果评估信号，若预计干燥效果X小于预设的干燥合格效果X0，则生成预计干燥不合格信号，若预计干燥效果X大于等于预设的干燥合格效果X0，则生成预计干燥合格信号，其中预计干燥不合格信号和预计干燥合格信号为干燥效果评估信号，并将干燥效果评估信号发送至干燥效果控制单元；
干燥效果控制单元能够获取到实际干燥信息，获取方法为：
步骤一：记录进入干燥腔室的原料重量，并进行加热干燥步骤；
步骤二：记录加热干燥结束时的原料重量，并计算进入干燥腔室的原料重量和结束干燥时的原料重量的差值，记录为干燥流失重量；
步骤三：根据干燥气流粉尘数据和干燥时间计算加热干燥期间流失的原料重量，记录为原料流失重量；
步骤四：通过干燥流失重量和原料流失重量计算干燥水分重量，并将干燥水分重量与预设的干燥水分重量阈值进行对比，生成干燥结果信号，若干燥水分重量小于预设的干燥水分重量阈值，则生成干燥不合格信号，若干燥水分重量大于等于预设的干燥水分重量阈值，则生成干燥合格信号，其中干燥不合格信号和干燥合格信号为干燥结果信号，干燥效果控制单元将干燥结果信号与干燥效果评估信号进行对比，其中干燥合格信号和预计干燥合格信号为正反馈信号种类，干燥不合格信号和预计干燥不合格信号为负反馈信号种类，若干燥结果信号与干燥效果评估信号的种类相同，则生成对比通过信号，若干燥结果信号与干燥效果评估信号的种类不同，则生成对比失败信号，其中对比通过信号和对比失败信号为干燥对比信号，干燥效果评估单元获取到干燥对比信号后，将对比通过信号和对比失败信号通过网络进行发送，干燥效果评估单元获取到对比通过信号后，表明当前干燥效果预估信号准确，干燥效果评估单元获取到对比失败信号后，表明当前干燥效果预估信号不准确，通知管理人员对当前干燥效果预估信号生成过程进行维护检查。
本发明中，通过对加热干燥设备的环境湿度数据和干燥气流湿度数据进行检测，实现对加热干燥设备的进气处理过程实现效率监测，节约加热干燥设备的耗能情况，通过对干燥控制实时监测，使得自动化监测控制系统能够对加热干燥设备内的加热腔室进行全过程的温度监控，并量化分析整个加热过程中的温度数据，对干燥结果提供数据支撑，通过对干燥过程中的多种数据进行分析，生成预估的干燥效果结论，根据该结论对干燥设备运行进行控制，保证原料能够得到充分的干燥同时不会干燥时间过长，通过将实际测量的干燥效果和预估的干燥效果进行对比，根据对比结果对预估的干燥效果准确性进行校验，并在校验失败时通过管理人员进行调整，保证了干燥效果的预估过程更加准确。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统，其特征在于，包括环境干预控制单元、干燥控制单元、干燥效果评估单元和干燥效果控制单元，所述环境干预控制单元能够获取到环境湿度数据与干燥气流湿度数据，并将环境湿度数据和干燥气流湿度数据发送至干燥效果评估单元，所述环境干预控制单元获取到环境湿度数据是通过对加热干燥设备外部的气体进行湿度采集，并将采集到的空气湿度作为环境湿度数据，所述环境干预控制单元获取到干燥气流湿度数据时采集加热干燥设备的干燥腔室进气口处的气体湿度，并将其作为干燥气流湿度数据；
所述干燥控制单元能够获取到干燥温度数据和干燥气流粉尘数据，并将干燥温度数据和干燥气流粉尘数据发送至干燥效果评估单元；
所述干燥效果评估单元对干燥温度数据、干燥气流粉尘数据和干燥气流湿度数据进行干燥评估，获取预计干燥效果，根据预计干燥效果生成干燥效果评估信号，并将干燥效果评估信号发送至干燥效果控制单元；
所述干燥效果控制单元能够获取到实际干燥信息，对实际干燥信息进行阈值分析，生成干燥结果信号，所述干燥效果控制单元将干燥结果信号与干燥效果评估信号进行对比，生成干燥对比信号，并将干燥对比信号反馈至干燥效果评估单元，所述干燥效果评估单元获取到干燥对比信号后，对干燥评估进行优化；
所述干燥控制单元获取干燥温度数据为加热干燥设备的干燥腔室内的温度，所述干燥控制单元在加热干燥的过程中，对干燥腔室内的温度每经过一段预设的时间则对干燥腔室内的温度进行采集，并将采集到的温度记录为T，所述干燥控制单元以采集到的温度T为横轴，以采集到温度的次数为Y轴，绘制柱形图，柱形图的纵轴坐标记录为y，所述干燥控制单元计算所有纵坐标的总和，并将总和值记录为m，所述干燥控制单元对采集到的温度求取平均值，获得干燥温度数据G，其中Ti表示第i个柱状图的横轴坐标，yi表示第i个柱状图的纵轴坐标；
所述干燥控制单元获取干燥气流粉尘数据的方法为在加热干燥设备的干燥腔室进气口和出气口处分别进行气体采集，并对气体中的粉末含量进行测量，将测量后的进气口处的粉末含量和出气口处的粉末含量进行差值计算，并将差值计算的结果记录为干燥气流粉尘数据，若进气口处的粉尘含量大于出气口处的粉尘含量，则生成粉尘沉淀信号，若进气口处的粉尘含量小于出气口处的粉尘含量，则生成粉末扬尘信号，并将粉末扬尘信号或粉尘沉淀信号通过网络发送；
所述干燥效果评估单元获取到干燥温度数据、干燥气流粉尘数据、干燥气流湿度数据后，将干燥气流粉尘数据记录为F，将干燥气流湿度数据记录为R，通过公式分析获取到预计干燥效果X，其中q、Q、k为预设的权重系数，所述干燥效果评估单元将预计干燥效果X与预设的干燥合格效果X0进行对比，若预计干燥效果X小于预设的干燥合格效果X0，则生成预计干燥不合格信号，若预计干燥效果X大于等于预设的干燥合格效果X0，则生成预计干燥合格信号，其中预计干燥不合格信号和预计干燥合格信号为干燥效果评估信号。
2.根据权利要求1所述的乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统，其特征在于，所述环境干预控制单元计算环境湿度数据和干燥气流湿度数据的差值，并将该差值记录为脱湿数据；
所述环境干预控制单元将环境湿度数据和干燥气流湿度数据与预设的湿度上限进行对比，若环境湿度数据小于预设的湿度上限，则生成环境干燥信号，若环境湿度数据大于预设的湿度上限，则生成环境潮湿信号，若干燥气流湿度数据大于预设的湿度上限，则生成进气异常信号，并将进气异常信号、环境潮湿信号或环境干燥信号通过网络进行发送；
所述环境干预控制单元将脱湿数据与预设的脱湿阈值进行对比，若脱湿数据小于预设的脱湿阈值，则生成脱湿低效信号，若脱湿数据大于等于预设的脱湿阈值，则生成脱湿正常信号，并将脱湿正常信号和脱湿低效信号通过网络进行发送。
3.根据权利要求1所述的乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统，其特征在于，所述干燥效果控制单元获取到实际干燥信息的方法为：
步骤一：记录进入干燥腔室的原料重量，并进行加热干燥步骤；
步骤二：记录加热干燥结束时的原料重量，并计算进入干燥腔室的原料重量和结束干燥时的原料重量的差值，记录为干燥流失重量；
步骤三：根据干燥气流粉尘数据和干燥时间计算加热干燥期间流失的原料重量，记录为原料流失重量；
步骤四：通过干燥流失重量和原料流失重量计算干燥水分重量，并将干燥水分重量与预设的干燥水分重量阈值进行对比，若干燥水分重量小于预设的干燥水分重量阈值，则生成干燥不合格信号，若干燥水分重量大于等于预设的干燥水分重量阈值，则生成干燥合格信号，其中干燥不合格信号和干燥合格信号为干燥结果信号。
4.根据权利要求1所述的乳酸菌粉加热干燥设备的自动化监测控制系统，其特征在于，所述干燥效果控制单元将干燥结果信号与干燥效果评估信号进行对比，其中干燥合格信号和预计干燥合格信号为正反馈信号种类，干燥不合格信号和预计干燥不合格信号为负反馈信号种类，若干燥结果信号与干燥效果评估信号的种类相同，则生成对比通过信号，若干燥结果信号与干燥效果评估信号的种类不同，则生成对比失败信号；
其中对比通过信号和对比失败信号为干燥对比信号，干燥效果评估单元获取到干燥对比信号后，将对比通过信号和对比失败信号通过网络进行发送。
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- 2023-11-28 CN CN202311594640.5A patent/CN117329830B/zh active Active
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