CN1904533A - 热风干燥自适应控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种热风干燥控制系统。包括有传感器群(1)、物料水分传感器(2)、变送器(3)、阻抗变送器(4)、控制器(6)、变频器(9)、排料装置(10)、上位计算机(13)，其中传感器群(1)及物料水分传感器(2)的输出信号分别通过变送器(3)及阻抗变送器(4)与控制器(6)的输入端连接，控制器(6)的输入、输出接口与上位计算机(13)的输出、输入接口通过通讯接口实现双向通讯，控制器(6)的输出接口通过变频器(9)与热风干燥室的排料装置(10)连接。本发明系统的输入量及其变化规律并不是预先确定的，而是由上位计算机根据在线检测量实时给定的，能依照干燥过程中物料的物性状态，最大限度地节约能耗、提高干燥效率和干燥的安全性，提升热风干燥质量。

Description

热风干燥自适应控制系统

技术领域：

本发明是一种热风干燥控制系统，特别是一种热风干燥自适应控制系统，属于热风干燥控制系统的改造技术。

背景技术：

热风干燥设备有平床式、塔式、仓式、循环式等多种类形。各类型中因干燥工艺或者处理方式不同又形成了多种形式的干燥机。各种形式的干燥机采用的控制方案大致有两类，一类是控制进风条件(如温度、湿度、风量)，利用物料在全程干燥过程中的最大安全界限值，来限定热风在入口处的物理参数。就干燥而言，这种控制方法属于前馈控制，它不能克服干燥过程中的扰动，所以无法评价其对干燥过程的控制精度。另一类是通过反馈出机料水分或排气参数实现干燥控制的反馈控制系统，由于反馈出机料水分或排气参数的控制系统不能克服进气状态和进料水分波动对干燥造成的影响，所以，也没有真正实现干燥过程的控制。同时，迄今所有的干燥控制系统，都没有克服干燥机本身的工况变化造成的影响。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种依照干燥过程中物料的物性状态，最大限度地节约能耗、提高干燥效率和干燥的安全性，提升热风干燥质量的热风干燥自适应控制系统。

本发明的原理框如图1所示，包括有传感器群(1)、物料水分传感器(2)、变送器(3)、阻抗变送器(4)、控制器(6)、变频器(9)、排料装置(10)、上位计算机(13)，其中传感器群(1)及物料水分传感器(2)的输出信号分别通过变送器(3)及阻抗变送器(4)与控制器(6)的输入端连接，控制器(6)的输入、输出接口与上位计算机(13)的输出、输入接口通过通讯接口实现双向通讯，控制器(6)的输出接口通过变频器(9)与热风干燥室的排料装置(10)连接。

上述控制器(6)与调整参入热交换室的冷风比例、实现对干燥进风温度控制的热风配额调节调节装置(11)及热风导流装置(12)连接。

上述热风配额调节装置(11)还连接有输出的热能能混合出两路温度不等的高温热风和低温热风的能量发生装置(14)。

上述发生装置(14)为燃烧器或热风炉。

上述控制器(6)的输入、输出接口还分别与可编程触摸屏(5)的输出、输入接口连接。

上述物料水分传感器(2)为一对作相向转动的电极，提取转动过程中的量电极间的电阻值，即可得到物料的含水率.控制器(6)输出接口还与驱动物料水分传感器(2)电极转动的水分检测驱动电机(7)连接。

上述控制器(6)的输出接口还连接有安全报警系统(8)。

上述传感器群(1)包括有干燥温度检测传感器、环境温度检测传感器、湿度检测传感器、风压检测传感器、料位检测传感器。

本发明所有的在线检测量都直接发送至控制器，在工作工程中，控制器本身既是一个完整的独立控制单元，肩负控制水分检测驱动电机、安全报警系统、变频器、热风配额调节装置、热风导流装置的任务，同时，也是一个基本的数据采集节点，与上位计算机之间实现的是双向通讯，其工作制度是由上位计算机给定的，即上位计算机根据在线检测值，计算出物料应在干燥室的停留时间，从而确定出变频器的工作赫兹数，并通过服务器与设备间的双向通信设定给控制器。在进料水分发生变化时，排料装的转速在变频器的作用下，会在相应的时间，位置处平稳地作相应的变动，且能排除各种干扰因素的影响，准确地复现控制信号的变化规律，这样不仅获得比单一系统更高的控制精度和稳定性。同时，双向通信技术使上位计算机作为控制系统的重要部分，也把干燥自动控制系统提升为自适应控制系统，使设备的工作效率、干燥效率、干燥质量等大幅度的提高，干燥能量消耗明显降低。另外，本发明通过控制热风配额调节装置和热风导流装置调整参入冷风(空气)的比例，实现了对干燥进风温度的控制，大幅度降低了控制成本。本发明系统的输入量及其变化规律都是上位计算机根据在线检测量实时给定，并不是预先确定。进风温度、环境温度、湿度变化、进料水分和干燥设备工况波动是该系统的扰动量，出机料水分是反馈量；控制量是变频赫兹数。本发明能确保干燥产品的目标含水率、干燥效率以及品质指标保持在规定的范围内。是一种结构合理，性能优良，方便实用的热风干燥自适应控制系统。

附图说明：

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式：

实施例：

本发明的原理框如图1所示，包括有传感器群1、物料水分传感器2、变送器3、阻抗变送器4、控制器6、变频器9、排料装置10、上位计算机13，其中传感器群1及物料水分传感器2的输出信号分别通过变送器3及阻抗变送器4与控制器6的输入端连接，控制器6的输入、输出接口与上位计算机13的输出、输入接口通过通讯接口实现双向通讯，控制器6的输出接口通过变频器9与热风干燥热交换室内的排料装置10连接。本实施例中，上述传感器群1包括有干燥温度检测传感器、环境温度检测传感器、湿度检测传感器、风压检测传感器、料位检测传感器。上述物料水分传感器2为一对作相向转动的电极，提取转动过程中的量电极间的电阻值，即可得到物料的含水率。控制器6输出接口还与驱动物料水分传感器2电极转动的水分检测驱动电机7连接。

为便于用户使用，上述控制器6的输入、输出接口还分别与可编程触摸屏5的输出、输入接口连接。控制参数的设定可通过编程触摸屏5输入给控制器6，同时，控制器6输出的数据、文字、图形动态可通过可编程触摸屏5显示出来。

为确保使用的安全性，上述控制器6的输出接口还连接有安全报警系统8。当干燥物料出现阻塞、温度异常或溢出时，控制器6使安全报警系统8发出报警信号。

为实现对干燥进风温度的控制，大幅度降低控制成本，上述控制器6与调整参入热交换室的冷风比例的热风配额调节调节装置11及热风导流装置12连接。此外上述热风干燥热交换室与提供干燥能量的能量发生装置14相通。本发明对提供干燥能量的能量发生装置14并不进行严格的控制，只是利用其输出的热能在热交换室混合出两路温度不等的高温热风和低温热风。上述发生装置14为燃烧器或热风炉。本实施例中，发生装置14为燃烧器。

上述系统的输入量及其变化规律都不是预先确定的，而是由专家系统根据在线检测量实时给定的，进风温度和环境温度湿度变化、进粮水分和干燥设备工况波动是该系统的扰动量，出机料水分是反馈量；控制量是变频赫兹数，控制系统本身既是一套完整的独立控制单元，同时又是一个基本数据采集节点，为上位计算机智能化专家系统提供计算条件。

本发明在工作过程中，传感器群1和物料水分传感器2检测到的干燥系统各点的温度、环境温度、湿度、风压、料位分别经过变送器3和阻抗变送器4传输到控制器6，上位计算机13和可编程触摸屏5都可以共享控制器6中的数据，同时也都可以实时改变控制器6中的设定值。在工作工程中，所有的在线检测量，都直接发送至控制器6。控制器6本身既是一个完整的独立控制单元，肩负控制水分检测驱动电机7、安全报警系统8、变频器9、热风配额调节装置11、热风导流装置12的任务，同时，也是一个基本的数据采集节点，与上位计算机之间实现的是双向通讯，其工作制度是由上位计算机给定的，即上位计算机根据在线检测值，计算出物料应在干燥室的停留时间，从而确定出变频器3的工作赫兹数，并通过服务器与设备间的双向通信设定给控制器。在进料水分发生变化时，排料装置10的转速在变频器3的作用下，会在相应的时间，位置处平稳地作相应的变动，且能排除各种干扰因素的影响，准确地复现控制信号的变化规律。

Claims (9)

1、一种热风干燥自适应控制系统，其特征在于包括有传感器群(1)、物料水分传感器(2)、变送器(3)、阻抗变送器(4)、控制器(6)、变频器(9)、排料装置(10)、上位计算机(13)，其中传感器群(1)及物料水分传感器(2)的输出信号分别通过变送器(3)及阻抗变送器(4)与控制器(6)的输入端连接，控制器(6)的输入、输出接口与上位计算机(13)的输出、输入接口通过通讯接口实现双向通讯，控制器(6)的输出接口通过变频器(9)与热风干燥室的排料装置(10)连接。

2、根据权利要求1所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于上述控制器(6)与调整参入热交换室的冷风比例、实现对干燥进风温度控制的热风配额调节调节装置(11)及热风导流装置(12)连接。

3、根据权利要求1所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于、热风配额调节装置(11)还连接有输出的热能能混合出两路温度不等的高温热风和低温热风的能量发生装置(14)。

4、根据权利要求3所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于上述发生装置(14)为燃烧器或热风炉。

5、根据权利要求1所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于上述控制器(6)的输入、输出接口还分别与可编程触摸屏(5)的输出、输入接口连接。

6、根据权利要求1至5任一项所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于上述物料水分传感器(2)为一对作相向转动的电极，提取转动过程中的量电极间的电阻值，即可得到物料的含水率。控制器(6)输出接口还与驱动物料水分传感器(2)电极转动的水分检测驱动电机(7)连接。

7、根据权利要求6所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于上述控制器(6)的输出接口还连接有安全报警系统(8)。

8、根据权利要求7所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于上述传感器群(1)包括有干燥温度检测传感器、环境温度检测传感器、湿度检测传感器、风压检测传感器、料位检测传感器。

9、根据权利要求8所述的热风干燥自适应控制系统，其特征在于上述系统的输入量及其变化规律都不是预先确定的，而是由专家系统根据在线检测量实时给定的，进风温度和环境温度湿度变化、进粮水分和干燥设备工况波动是该系统的扰动量，出机料水分是反馈量；控制量是变频赫兹数，控制系统本身既是一套完整的独立控制单元，同时又是一个基本数据采集节点，为上位计算机智能化专家系统提供计算条件。

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