CN218097140U - 一种谷物烘干智能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及谷物烘干领域，具体公开一种谷物烘干智能系统，包括：烘干设备，设置于近端的电气控制柜、水分仪和料位计，主回路电源进线，智能电测表；电气控制柜中包括PLC控制器和触摸屏；PLC控制器分别与烘干设备、水分仪、料位计、触摸屏电连接；主回路电源进线上连接塑壳断路器；智能电测表输入端连接到塑壳断路器上端的主回路电源进线上，输出端连接至PLC控制器；出料关风器、提升机、进烘干机水平刮板、烘干风机、烘干机出料器、出料绞龙分别经各自的空气断路器连接到塑壳断路器下端的主回路电源进线上。本系统设置料位计实时监测烘干机内物料料位，控制相应烘干设备运转频率，进而控制烘干机进出料速度，调节烘干机内料位，提高烘干效率。

Description

一种谷物烘干智能系统

技术领域

本实用新型涉及谷物烘干领域，具体涉及一种谷物烘干智能系统。

背景技术

谷物烘干机是一种粮食加工装置，使用定量温度定量风量的热风在烘干机内与一定数量一定水分的谷物接触，使粮食达到目标水分的设备。该设备属于，自动化智能控制管理程度要求较高的机电设备，广泛应用于农业生产深加工领域。随着科学技术的发展，原有的机械开关、电流表、手动插板、实验室数据检测滞后性已不能满足市场业主的需求。谷物烘干机智能管理系统因其可靠性高、简易可操作性而得到广泛应用。但当前的谷物烘干智能管理系统对烘干机内的料位无法智能监控，无法智能控制进料速度，需要人工查看，影响烘干效果。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种谷物烘干智能系统，实现烘干机料位的智能监控。

本实用新型的技术方案为：一种谷物烘干智能系统，包括：烘干设备，设置于近端的电气控制柜、水分仪和料位计，主回路电源进线，智能电测表；

其中，烘干设备包括出料关风器、提升机、进烘干机水平刮板、烘干风机、热风加热器、烘干机出料器和出料绞龙；

水分仪设置在烘干机出口处，检测烘干机的出料水分；料位计包括设置在烘干机内的高位料位计和低位料位计；

电气控制柜中包括PLC控制器和触摸屏；PLC控制器分别与烘干设备、水分仪、料位计、触摸屏电连接；

主回路电源进线上连接塑壳断路器；智能电测表输入端连接到塑壳断路器上端的主回路电源进线上，输出端连接至PLC控制器；出料关风器、提升机、进烘干机水平刮板、烘干风机、烘干机出料器、出料绞龙分别经各自的空气断路器连接到塑壳断路器下端的主回路电源进线上。

进一步地，烘干设备还包括进秤水平刮板，该系统还包括设置于近端的计量秤，计量秤与PLC控制器电连接。

进一步地，进秤水平刮板、计量秤分别经各自空气断路器连接至塑壳断路器下端的主回路电源进线上。

进一步地，料位计还包括设置在缓存料罐内的高位料位计和低位料位计。

进一步地，PLC控制器还与热风加热器的蒸汽调节阀电连接。

进一步地，该系统还包括设置于近端的温度计，温度计与PLC控制器电连接，用于检测烘干机出料温度、烘干机内热风温度和缓存料罐内物料温度。

进一步地，该系统还包括设置于近端的压力传感器，压力传感器与PLC控制器电连接，用于检测热风加热器的蒸汽压力和压缩空气储罐的空气压力。

进一步地，进秤水平刮板、出料关风器、烘干机出料器分别经各自的变频器与对应空气断路器电连接；各个变频器与PLC控制器电连接；

提升机、进烘干机水平刮板、烘干风机、出料绞龙经各自的接触器与对应空气断路器电连接；各个接触器与PLC控制器电连接。

进一步地，该系统还包括分闸指示灯和合闸指示灯，分闸指示灯电连接在塑壳断路器前侧，合闸指示灯电连接在塑壳断路器后侧。

进一步地，电气控制柜内还设置有物联网网关模块，PLC控制器与物联网网关模块电连接，经物联网网关模块与云服务器通信。

本实用新型提供的一种谷物烘干智能系统，具有以下有益效果：设置料位计实时监测烘干机内物料料位，控制相应烘干设备运转频率，进而控制烘干机进出料速度，调节烘干机内料位，提高烘干效率。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的一种谷物烘干智能系统架构示意图。

图2是本实用新型实施例一提供的一种谷物烘干智能系统的供电分配图1。

图3是本实用新型实施例一提供的一种谷物烘干智能系统的供电分配图2。

图4是本实用新型实施例一提供的一种谷物烘干智能系统的温度计、压力表、水分仪接线图。

图5是本实用新型实施例二提供的一种谷物烘干智能系统架构示意图。

图6是本实用新型实施例三提供的一种谷物烘干智能方法原理流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“ 安装”、“ 相连”、“ 连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1-3所示，本实施例一提供一种谷物烘干智能系统，包括：烘干设备，设置于近端的电气控制柜、水分仪和料位计，主回路电源进线，智能电测表。

从进料端到出料端，烘干设备依次包括进秤水平刮板、出料关风器、提升机、进烘干机水平刮板、烘干机出料器和出料绞龙。进秤水平刮板将物料推送进缓存料罐，出料关风器将缓存料罐内的物料推送到提升机，再由进烘干机水平刮板将物料推送到烘干机，烘干机出料器将物料从烘干机内推出，由出料绞龙将出料推送至下一工段或重新推送回提升机。其中在进秤水平刮板与缓存料罐之间设置计量秤，测量物料流量，PLC控制器根据物料流量控制进秤水平刮板的电机转速。在烘干机处设置烘干风机和热风加热器；PLC控制器还与热风加热器的蒸汽调节阀电连接，当烘干机出料水分不达标时，PLC控制器调整热风加热器的蒸汽调节阀开度，对物料充分烘干。

在烘干机出口处设置水分仪，检测烘干机出料水分，出料水分达标，则PLC控制器触发出料绞龙正转，将出料推送到下一工段，进行除尘打包，出料水分不达标，则PLC控制器触发出料绞龙反转，将出料重新推送回提升机，重新进入烘干机进行烘干。

为实现运行数据监控，本实施例的系统设置近端的温度计，检测烘干机出料温度、烘干机内热风温度和缓存料罐内物料温度。设置压力传感器，检测热风加热器的蒸汽压力和压缩空气储罐的空气压力，其中，压缩空气储罐的压缩空气将从进料口落下的谷物进行打散与混匀,使谷物能够均匀的落入烘干机内。

本实施例的料位计包括设置在烘干机内的高位料位计和低位料位计，用于检测烘干机内的料位，以控制烘干机出料器和出料关风器的运行状态，当烘干机内物料到达低料位，控制烘干机出料器预置频率运转，烘干机出料；当烘干机内物料达到高料位，控制出料关风器关闭，在烘干机内物料高料位消失，且烘干机出料水分达标后，恢复出料关风器预置频率运转。需要说明的是，烘干机内进料来自两个方向，一个是前面缓存料罐，一个是自身循环的水分不达标物料，通过控制出料关风器和烘干机出料器转速，使烘干机料位保持在烘干机低位与高位之间，当烘干机顶部料位计出现高料位时，停止缓存料罐来料，也就是使出料关风器电机转速为零，物料在烘干机、提升机、进烘干机水平刮板内循环烘干。当烘干机顶部高料位消失且烘干机出口水分仪检测值达标（出料绞龙正转），则缓存料罐出料关风器重新恢复预设转速，烘干机重新进料。

本实施例的料位计还包括设置在缓存料罐内的高位料位计和低位料位计；当缓存料罐内物料达到低料位时，PLC控制器依次启动进烘干机水平刮板、提升机和出料关风器，烘干机开始进料，同时开启烘干风机和热风加热器；其中，出料关风器以预置频率运转；当缓存料罐内物料达到高料位时，PLC控制器停止进秤水平刮板。

本实施例的近端电气控制柜中包括PLC控制器和触摸屏。具体实施例时，为实现电路连接，电气控制柜内还包括输入保护模块、输出保护模块、通讯模块和交换机。智能电测表也设置在电气控制柜内。PLC控制器与烘干设备电连接，通过变频器或接触器控制烘干设备。PLC控制器通过输入保护模块分别与温度计、水分仪、压力传感器、料位计电连接，通过输出保护模块与热风加热器的蒸汽调节阀电连接。PLC控制器通过通讯模块分别与计量秤、智能电测表电连接。PLC控制器通过交换机与触摸屏电连接。触摸屏显示现场实时生产数据，并供工作人员设置参数和下发指令，可实现手动控制烘干设备，在一个触摸屏上可完成所有烘干机消息和信息的管理操作。

为进一步理解本方案，以下对本系统电路进行说明。

如图2和3所示，主回路电源进线是从主进线端子A、B、C、N、PE开始，是三相五线制的380V电压。主进线连接智能电测表E1，智能电测表E1测量用电并与PLC控制器通信。塑壳断路器PS-QF前侧设置红色分闸指示灯PS-HL1，后侧设置绿色合闸指示灯PS-HL2。

电源经进线端子到塑壳断路器PS-QF上端, 推上断路器PS-QF,电源经断路器PS-QF的下端,通过空气开关QF9到达现场计量秤Y19,通过汇流排到达各个回路（Y02QF、Y20QF、Y26QF、Y27QF、Y08QF、Y29QF、Y30QF）空气断路器的上端，推上七个空气断路器，电源经空气断路器（Y02QF、Y20QF、Y26QF、Y27QF、Y08QF、Y29QF、Y30QF）下端到接触器（Y26KM、Y27KM、Y08KM、Y30KM1）和变频器（Y02UF、Y20UF、Y29UF）的上端。接触器吸合后，电源经接触器（Y26KM、Y27KM、Y08KM、Y30KM1或Y30KM2）下端到热保护继电器（Y26FR、Y27FR、Y08FR、Y30FR），电源再经热保护继电器（Y26FR、Y27FR、Y08FR、Y30FR）到接线端子，端子再给电机供电；或则电源经变频器（Y02UF、Y20UF、Y29UF）到接线端子，端子再给电机供电。图中，MY02为进秤水平刮板电机，MY20为出料关风器电机，MY26为提升机电机，MY27为进烘干机水平刮板电机，MY08为烘干风机电机，MY29为烘干机出料器电机，MY30为出料绞龙电机。

控制回路电源是DC24V隔离电源提供，由端子DC24V2+，DC24V2-构成，每一现场电机包含有一个控制回路，例如Y26提升机电机控制回路（图中未示出），DC24V电源正端进入小断路器Y26QF1，出小断路器后进入，主断路器Y26QF的辅助常开触点，然后进入控制系统数字输出DQa.3连接的小继电器KA3的常开触点，出小继电器后连接接触器Y26KM线圈的上口，出接触器线圈下口进入热过载继电器Y26FR辅助常闭触点，出辅助常闭触点接DC24V2-。其中，接触器Y26KM常开点信号一端接DC24V+,一端接入控制系统数字输入DIa.3，热过载继电器Y26FR辅助常开触点一端接DC24V+,一端接入控制系统数字输入DIb.0，电量传感器Y26PI将变送输出的电流信号一端接DC24V+,一端接控制系统模拟输入1AI0+。

如图4所示，温度计、压力表、水分仪接线图，其中包括温度计（烘干机内热风温度TEY291, 缓存料罐内物料温度TEY89, 烘干机出料温度TEY292,软化锅出料温度TEY57，备用温度TE-BY）、压力变送器（热风加热器的蒸汽压力PTY91, 压缩空气储罐的空气压力PTY08）和水分仪STY29,其中温度计信号经输入保护模块：温度变送器（DGW8120）进入控制器，经过控制器AD转换，然后在触摸屏上显示数值，同样地，压力变送器信号经输入保护模块DGG8130进入控制系统，经控制器AD转换，然后在触摸屏上显示数值，同样地，水分仪信号经接线端子进入输入保护模块DGG8130进入控制系统，经控制器AD转换，然后在触摸屏上显示数值。

PLC控制器经上述电路可监测电器状态，包括烘干设备的运行状态、故障状态、电机电流和电机频率。除此之外，还可采集现场电机电流，温度，水分值，压力，流量，用电量数据，对烘干机系统现场数据进行记录并拟合成历史曲线，同时分析判断预警，包括：检测现场电机的电流；检测烘干机热风温度；检测烘干机出料温度；检测烘干机出料水分值；检测蒸汽压力；检测压缩空气压力；检测物料瞬时流量；检测物料累计流量；检测设备用电量。当采集到的烘干系统运行数据超过相应的设定阈值范围，进行预警。

实施例二

考虑到当前的谷物烘干智能管理系统一般在现场管控，无法远程管控，不能满足当前工作需求，本实施例在实施例一基础上提供一种谷物烘干智能系统，可实现远程控制。

如图5所示为本实施例二的谷物烘干智能系统架构示意图，在电气控制柜内还设置物联网网关模块，PLC通过交换机与物联网网关模块电连接。

PLC控制器通过物联网网关模块与云服务器通信，云服务器分别与移动客户端、PC机通信；PLC控制器将现场实时生产数据传输至云服务器，在移动客户端和PC机显示，同时由移动设备和PC机对PLC控制器远程调试和控制。物联网网关模块上云的联网方式包含以太网、WIFI、全球通4G等，上述PLC控制器收集的现场实时生产数据通过物联网网关模块转化成“云”。可以通过远端PC机的工业控制软件对烘干机系统远程调试，通过PC工业控制软件方式使本系统能够快速远程处理系统故障。可以通过移动设备端：APP软件、微信、邮件和PC-WEB管理系统，实现用户对现场设备的远程监控、故障及关键状态提醒和云组态，大大提高控制系统的信息化平台质量和数量，使操作者和管理者实现全天候对现场烘干机系统无缝管理。

实施例三

本实施例三提供一种谷物烘干智能方法，如图6所示为该方法原理流程示意图，物料由进秤水平刮板经计量秤进入缓存料罐，由设定流量调节进秤水平刮板的电机频率调整进料流量，当缓存料罐达到高料位时，使进秤水平刮板关闭。缓存料罐的物料经出料关风器、提升机、进烘干机水平刮板进入烘干机，由烘干风机和热风加热器产生热风对物料烘干。检测烘干机料位，达到低料位时开启烘干机出料器，达到高料位时关闭出料关风器。检测烘干机出料水分是否达标，若达标出料绞龙正转，进入下一工段进行除尘、打包储藏，若不达标则出料绞龙反转，将物料推回提升机，同时开启烘干风机，调节热风加热器的蒸汽调节阀开度，加大热风温度。

以下对本方法流程具体说明，包括以下步骤。

SS1，电气控制柜来电，红色指示灯亮起，合上总断路器，绿色指示灯亮起，然后合上开关电源断路器，计量秤电源断路器，各电机主回路断路器，控制回路断路器，控制器系统各功能单元电源断路器，触摸屏则显示开机系统工作流程画面。

SS2，根据烘干机烘干能力，设置计量秤单位时间内物料量。

根据烘干机设计烘干产量设置流量秤瞬时流量数值，并将计量秤流量控制打到自动档；出料关风器根据烘干机料位预置频率数值，并将出料关风器控制打到自动档；烘干机出料器根据烘干机料位和烘干时间预置频率数值，并将烘干机出料器控制打到自动档；物料热风烘干所需要的热风温度值进行设定，并将热风温度控制打到自动档；要求的物料水分值进行设定。

SS3，开启进秤水平刮板，向缓存料罐推送物料，并根据计量秤的瞬时流量和设置的计量秤单位时间内物料量调整进秤水平刮板的电机频率。

SS4，当缓存料罐内的物料达到低料位时，依次开启进烘干机水平刮板、提升机和出料关风器，烘干机开始进料；当缓存料罐内物料达到高料位时，停止进秤水平刮板。

SS5，当烘干机内物料到达低料位，控制烘干机出料器预置频率运转，同时水分仪进行检测，若烘干机出料水分不达标，控制出料绞龙反转，将出料返回至提升机，并调整热风加热器的蒸汽调节阀开度；若烘干机出料水分达标，控制出料绞龙正转，将出料推送至下一工段；当烘干机内物料达到高料位，控制出料关风器关闭，在烘干机内物料高料位消失，且烘干机出料水分达标后，恢复出料关风器预置频率运转。

在这个过程中，设备启动后，对应的设备显示绿色，直接启动的设备（出料绞龙，烘干风机，水平刮板，提升机）会显示电流值。烘干机出料器会根据预置频率转速控制烘干机出料，出料关风器会根据烘干机料位和物料出烘干机水分值是否达标，自动调节预置频率转速控制烘干机外部补给烘干物料的流量，进秤水平刮板电机转速根据计量秤检测到瞬时流量适时调节至设定流量值，当烘干机出料(Y29)，出料关风器，进秤水平刮板的设备运行频率大于0时，对应的设备在触摸屏上会显示实时运行电流值。

点击触摸屏电机控制画面，也可以调节烘干机出料器，出料关风器，进秤水平刮板的频率给定控制方式为手动档，即可以手动给定频率大小来调节电机的转速。热风加热器气动调节阀门的开度在此画面中，也可调节至手动档，进而手动调节阀门开度。

触摸屏上显示的所有模拟量数值参数（电机的电流，烘干机热风温度，烘干机出料温度，烘干机出料水分值，蒸汽压力，压缩空气压力，物料瞬时流量，物料累计流量，设备用电量），均可以实时记录并拟合成历史曲线，并且可以设置高低数值报警，对设备故障提前预判，并将报警实时记录，供操作者和管理者对生产设备和工艺进行判断。

在触摸屏画面进行的监视和操作，均可以通过云服务器在远端使用移动APP、PC-WEB管理系统进行同等级别的操作。

以上公开的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本实用新型原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种谷物烘干智能系统，其特征在于，包括：烘干设备，设置于近端的电气控制柜、水分仪和料位计，主回路电源进线，智能电测表；

其中，烘干设备包括出料关风器、提升机、进烘干机水平刮板、烘干风机、热风加热器、烘干机出料器和出料绞龙；

水分仪设置在烘干机出口处，检测烘干机的出料水分；料位计包括设置在烘干机内的高位料位计和低位料位计；

电气控制柜中包括PLC控制器和触摸屏；PLC控制器分别与烘干设备、水分仪、料位计、触摸屏电连接；

主回路电源进线上连接塑壳断路器；智能电测表输入端连接到塑壳断路器上端的主回路电源进线上，输出端连接至PLC控制器；出料关风器、提升机、进烘干机水平刮板、烘干风机、烘干机出料器、出料绞龙分别经各自的空气断路器连接到塑壳断路器下端的主回路电源进线上。

2.根据权利要求1所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，烘干设备还包括进秤水平刮板，该系统还包括设置于近端的计量秤，计量秤与PLC控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，进秤水平刮板、计量秤分别经各自空气断路器连接至塑壳断路器下端的主回路电源进线上。

4.根据权利要求3所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，料位计还包括设置在缓存料罐内的高位料位计和低位料位计。

5.根据权利要求4所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，PLC控制器还与热风加热器的蒸汽调节阀电连接。

6.根据权利要求5所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，该系统还包括设置于近端的温度计，温度计与PLC控制器电连接，用于检测烘干机出料温度、烘干机内热风温度和缓存料罐内物料温度。

7.根据权利要求6所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，该系统还包括设置于近端的压力传感器，压力传感器与PLC控制器电连接，用于检测热风加热器的蒸汽压力和压缩空气储罐的空气压力。

8.根据权利要求7所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，进秤水平刮板、出料关风器、烘干机出料器分别经各自的变频器与对应空气断路器电连接；各个变频器与PLC控制器电连接；

提升机、进烘干机水平刮板、烘干风机、出料绞龙经各自的接触器与对应空气断路器电连接；各个接触器与PLC控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，该系统还包括分闸指示灯和合闸指示灯，分闸指示灯电连接在塑壳断路器前侧，合闸指示灯电连接在塑壳断路器后侧。

10.根据权利要求9所述的谷物烘干智能系统，其特征在于，电气控制柜内还设置有物联网网关模块，PLC控制器与物联网网关模块电连接，经物联网网关模块与云服务器通信。

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