眾所周知,糧食烘幹是糧食儲藏的第一道關鍵性作業程序,而糧食烘幹係統是一個大時滯、多幹擾的強非線性係統,目前糧食烘幹機工藝形式與結構繁多,各有特點,使用中有一些普遍性的問題有待解決,如:①自動化程度較低,生產操作時,主要依靠工人經驗手動操作為主,烘幹質量不穩定;②影響出機糧食水分檢測的因素比較多,在線水分檢測很難達到規定的精度水平,工作溫度0℃以下時糧食水分的檢測精度與性能穩定性尤為嚴重,無法為係統提供可靠的數據;③烘幹過程控製嚴重滯後,不能為烘幹作業提供實時有效的指導,糧食排出烘幹機時才能知道糧食水分,烘幹結果已不可調整……等等,使技術上達不到準確控製烘幹後糧食水分的要求,糧食在烘幹過程中即造成了品質陳化和劣變、破碎率增高、水分減量等不應有的品質與重量損失,富通新能源生產銷售滾筒烘幹機、氣流式烘幹機等機械設備。
為解決糧食品質在烘幹環節中控製滯後、kongzhibuzhundengguanjianjishuwenti,baochiliangshipinzhi,jiangdiliangshizaihongganhuanjiezhongdeshuliangsunshiheziyuanlangfei,womenjinxingleliangshihongganjiguochengkongzhixitongdeyingyongyanjiukaifa。
1、工作原理
糧liang食shi烘hong幹gan機ji是shi一yi個ge開kai式shi熱re力li學xue係xi統tong,糧liang食shi烘hong幹gan是shi一yi個ge複fu雜za的de熱re質zhi交jiao換huan過guo程cheng,糧liang食shi本ben身shen又you是shi一yi種zhong複fu雜za的de生sheng物wu化hua學xue物wu質zhi。在zai烘hong幹gan過guo程cheng中zhong,傳chuan熱re傳chuan質zhi過guo程cheng將jiang直zhi接jie影ying響xiang糧liang食shi烘hong幹gan係xi統tong內nei部bu的de宏hong觀guan參can數shu(如溫度、濕度、壓力等),yinci,hongganjineihongguantongjicanshujiqibianhuaguilvkeyizuoweihongganguochengchuanrechuanzhiliangdudezhibiao,yikaocizhibiaokeyijianjiepanduanhongganjineiliangshideganzaotezhengyuchuanrechuanzhisudu。
糧食幹燥質量取決於糧床厚度、糧食流速、初始含水率、糧食溫度、糧食密度膨脹率、最終含水率、熱風溫度和濕度八個因素,其中糧食的初始含水率及品質(密度的膨脹率)bianhuadesuijixingbijiaoda。butongpinzhiliangshiganzaosudubutong,qiehongganguochenggongyicanshuzhijieyingxiangliangshihongganhoudepinzhi。yinci,yanjiuliangshihongganguochengzhongganzaopinzhizaixianshibie,duiyushixianhongganguochenggongyicanshudeshishikongzhi,jishitiaojieganzaogongyicanshu(如熱風溫度、排糧速度等),保證糧食的幹燥質量具有重要意義。
本項目以烘幹過程中糧層通過各幹燥段與緩蘇段的運行速度、糧氣混合溫度的統計分析將糧食幹燥溫度特性分為9類,即:緩蘇段平衡型、緩蘇段溫度上升型、緩蘇段溫度下降型、緩蘇段溫度平衡上升型、緩蘇段溫度上升平衡型、緩蘇段溫度平衡下降型、緩蘇段溫度下降平衡型、緩蘇段溫度上升下降型、緩蘇段溫度下降上升型。經過多年的研究並經生產試驗驗證,根據糧食幹燥溫度特性建立的糧食幹燥品質在線識別模型、過程參數與出機糧含水率回歸模糊神經網絡預測模型,可以實現對糧食烘幹這一大滯後、多幹擾和強非線性係統進行烘幹過程的預測控製。
2、係統介紹
2.1係統軟件結構:見圖1
2.2係統硬件結構:見圖2
2.3工作界麵
係統主界麵如圖3所示,界麵分為菜單欄、主界麵、運行,停止控製按鈕、儀表化驗,檢測錄入、狀態參數顯示等五部分。
2.4應用實例現場:見圖4
3軟件使用
3.1係統參數設置
係統參數設置就是根據實際的幹燥塔結構設定係統的參數,分為幹燥塔結構參數設置。
3.2係統標定與檢測
係統運行過程中的特征參數是通過傳感器采集得到的,因此係統的標定就是指傳感器的標定。如圖8,傳感器的標定根據係統的實際所需要檢測的位置進行設定,示例係統有高溫風溫傳感器、低溫風溫傳感器、幹燥前段溫度傳感器、幹燥初段溫度傳感器、緩蘇段一溫度傳感器、幹燥中段溫度傳感器、緩蘇段二溫度傳感器共7個傳感器,分別采集各自位置的溫度。
標定的方法:分別取兩次傳感器碼值和風溫溫度填入到如圖8的對話框中,點擊【確定】即可標定此傳感器。
3.3統計分析
統計分析分為當前統計分析和經驗反推算。
當前統計分析(見圖9)是測得當前每個幹燥段或緩蘇段傳感器所在位置的當前溫度,以及當前傳感器往前推算指定周期內的溫度均值即前均值,前一個傳感器(前一個幹燥段,緩蘇段)往後指定周期內的溫度平均值即後均值,而速度均值是當前傳感器所在糧層在往前指定周期內的捧糧速度。
經驗反推算(見圖10)是shi輸shu入ru指zhi定ding日ri期qi時shi間jian,在zai一yi定ding時shi間jian段duan內nei各ge個ge幹gan燥zao段duan,緩huan蘇su段duan的de狀zhuang態tai。糧liang食shi通tong過guo該gai段duan的de時shi間jian單dan位wei為wei分fen,捧peng糧liang速su度du為wei單dan位wei時shi間jian內nei糧liang食shi在zai該gai段duan的de下xia降jiang高gao度du,糧liang溫wen度du和he熱re風feng溫wen度du為wei該gai時shi間jian段duan內nei的de平ping均jun值zhi。
4、軟件調試
benxitongcaiyongrenjihudongfangshigongzuo。jisuanjizhuyaoweicaozuozhetigongguochengcanshu,xianshiguochengzhuangtaizhibiao。youcaozuozheduibicanshubianhuaqingkuanghechujilianghanshuilvhuayanzhi,xuanzehaoguochengcanshuzhibiao,tiaojiepengliangpinlvhuofengwen,baozhengchujilianghanshuiliang。
xitongcanshutiaozhengyiyipipinzhixiangtongdeliangshiweidanweijinxingtiaozheng。zhaochuhelideganzaoxishufanweiheganzaoduanxiangduiyingdewendubianhuafanweijike,jutishiyongfangfaruxia:
(l)確定一批幹燥糧食入機水分的範圍
幹燥前將糧食分批處理。為保證糧食品質的一致性,應將同一地區的產糧劃分為一個單位,進行統一處理。而水分差應保證在3%的水分以內。然後對糧食進行抽查化驗,統計出水分的分布情況,通知操作者水分的分布情況。
(2)估計幹燥係數和糧氣混合溫度值
duiyudiyicitourushengchandeyipiliangshidehonggan,genjuyiwangjingyan,geidinghaopailiangpinlvfengwenshedingzhi,xitongtouruyunxing。daidiyipichengpinliangshichujihou,baozhengyigexiaoshiduichujiliangshuifenhuayanyici,zuihaomeicilianggezhi,quqipingjunzuoweichujideshuifen。jisuantongjichulaideganzaoxitongcanshu,zhaochuqiyuchujilianghanshuilvdeduiyingguanxi,zhaochuzuijialiangqihunhewendu。zheyiguochengyibanyao24~48個小時時間。
(3)跟蹤係統,進一步調解係統參數
zaiwanchengxitongcanshudechubuxuandingcanshuhou,jixuhuayanchujilianghanshuilv,kelianggexiaoshiyici,jinyibutiaojiexitongzhi,shedingzhihou,xitonghuijiangqixianshizaijiemianshang,rengongduibiguochengcanshu,shidangtiaojiepailiangdianjipinlv,kongzhiguochengcanshudadaoshedingzhi。ruguotiaojiepailiangpinlvbunengmanzuyaoqiu,zeyaotiaojierefengwendu。
(4)利用統訐功能,查找參數變化的原因
根據經驗,確定係統參數變化原因,是成功控製的關鍵所在。如糧氣混合溫度升高可能三個原因引起,即風溫升高、入機糧溫度高或入機糧含水率低。
5、結果及討論
5.1係統獨具前瞻性,特有預警功能能夠保持出機糧食水分穩定
目前使用的糧食烘幹機的結構,普遍應用的操作、控製方式與技術,排糧口處的在線水分檢測裝置,檢測、化驗結果嚴重滯後,幹燥結果的不可調性等多種因素,必然導致糧食烘幹機這一多變量、大滯後、強非線性的係統出機糧水分出現周期性振蕩現象。
本(ben)係(xi)統(tong)研(yan)究(jiu)了(le)烘(hong)幹(gan)過(guo)程(cheng)中(zhong)糧(liang)食(shi)層(ceng)通(tong)過(guo)各(ge)段(duan)溫(wen)度(du)的(de)變(bian)化(hua)規(gui)律(lv),進(jin)行(xing)糧(liang)食(shi)烘(hong)幹(gan)過(guo)程(cheng)中(zhong)幹(gan)燥(zao)品(pin)質(zhi)在(zai)線(xian)識(shi)別(bie),首(shou)次(ci)提(ti)出(chu)糧(liang)食(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)幹(gan)燥(zao)係(xi)數(shu)的(de)概(gai)念(nian),從(cong)糧(liang)食(shi)進(jin)入(ru)幹(gan)燥(zao)塔(ta)開(kai)始(shi),每(mei)完(wan)成(cheng)一(yi)次(ci)上(shang)料(liao)過(guo)程(cheng)就(jiu)進(jin)行(xing)一(yi)次(ci)全(quan)麵(mian)的(de)工(gong)作(zuo)參(can)數(shu)運(yun)算(suan),給(gei)出(chu)幹(gan)燥(zao)係(xi)數(shu)等(deng)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)參(can)數(shu),可(ke)以(yi)提(ti)前(qian)將(jiang)近(jin)一(yi)個(ge)幹(gan)燥(zao)周(zhou)期(qi)預(yu)測(ce)出(chu)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen),實(shi)現(xian)了(le)烘(hong)幹(gan)過(guo)程(cheng)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)的(de)實(shi)時(shi)控(kong)製(zhi),較(jiao)準(zhun)確(que)的(de)保(bao)證(zheng)了(le)出(chu)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)穩(wen)定(ding),控(kong)製(zhi)合(he)適(shi)的(de)出(chu)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)值(zhi),即(ji)本(ben)係(xi)統(tong)特(te)有(you)預(yu)警(jing)功(gong)能(neng)係(xi)統(tong),其(qi)幹(gan)燥(zao)係(xi)數(shu)可(ke)以(yi)預(yu)測(ce)出(chu)機(ji)糧(liang)水(shui)分(fen),為(wei)糧(liang)食(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)現(xian)場(chang)操(cao)作(zuo)提(ti)供(gong)有(you)效(xiao)的(de)指(zhi)導(dao)作(zuo)用(yong),變(bian)事(shi)後(hou)控(kong)製(zhi)為(wei)事(shi)先(xian)控(kong)製(zhi)。
5.2本係統記錄詳細便於有關部門管理
本係統可以提供烘幹機工作過程中非常豐富的信息。如:係統每5分鍾記錄一組工作參數數據,包括入機糧水分化驗值、容重、溫度,出機糧食水分檢測值、化驗值、容重、溫度,高溫熱風溫度值、低溫熱風溫度值,幹燥塔各幹燥段糧氣混合溫度、各緩蘇段糧氣混合溫度,排糧電機頻率等;在烘幹機工作的每一次上糧周期內(一般為1小時左右)可提供一組過程狀態參數,包含幹燥塔上料位跳變時間、下料位跳變時間、運行時間、塔內實時糧食流量、幹燥係數等。
這些詳細的記錄包含了幹燥塔烘幹過程特征參數的變化、原糧品質的變化、環境條件的變化等豐富的信息,可以隨時進行查看,並可打印輸出,這些記錄都具有真實性、不可修改性,這就大大方便了有關部門的監督管理。
5.3係統特有的統計分析功能使糧食烘幹機的操作方便簡單
本(ben)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)當(dang)前(qian)統(tong)計(ji)分(fen)析(xi)和(he)經(jing)驗(yan)反(fan)推(tui)算(suan)等(deng)統(tong)計(ji)分(fen)析(xi)功(gong)能(neng)。當(dang)前(qian)統(tong)計(ji)分(fen)析(xi)功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)測(ce)得(de)當(dang)前(qian)每(mei)個(ge)幹(gan)燥(zao)段(duan)或(huo)緩(huan)蘇(su)段(duan)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)在(zai)位(wei)置(zhi)的(de)當(dang)前(qian)溫(wen)度(du),以(yi)及(ji)當(dang)前(qian)傳(chuan)感(gan)器(qi)往(wang)前(qian)推(tui)算(suan)指(zhi)定(ding)周(zhou)期(qi)內(nei)的(de)溫(wen)度(du)均(jun)值(zhi)即(ji)前(qian)均(jun)值(zhi),前(qian)一(yi)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)(前一個幹燥段/緩蘇段)往後指定周期內的溫度平均值即後均值,而速度均值是當前傳感器所在糧層在往前指定周期內的排糧速度;經驗反推算可以推算指定日期時間的一定時間段內各個幹燥段/緩蘇段的狀態。
zhexiegongnengjishiduihongganjiyiyougongzuoguochengdezongjiefenxi,yeshidangqianhongganjiganzaotexingdezongjiefenxi,jiangsuoyoucaozuorenyuandejingyanlianghua,shixinshanggangrenyuannenggoujinkuaizhangwohongganjidecaozuo,jianshaoleyiwangdui“操作能手”的依賴,減少了烘幹過程的起伏和出機糧食水分的波動,使烘幹機保持良好的工作狀態,烘出合格的糧食。
5.4應用本係統節省人力降低作業成本
本係統是非常友好的人機對話係統,大大減輕了操作人員的勞動強度和負擔,在烘幹機係統硬件運行正常情況下,每班隻要l~2人即可完成工藝操作和化驗工作,因而節省人力,既方便了管理,也節省了生產成本。
5.5本係統具有廣泛的適用性
本(ben)係(xi)統(tong)脫(tuo)離(li)了(le)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)不(bu)準(zhun)確(que)的(de)限(xian)製(zhi),避(bi)免(mian)了(le)因(yin)水(shui)分(fen)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)不(bu)準(zhun)確(que)產(chan)生(sheng)的(de)諸(zhu)多(duo)弊(bi)端(duan),在(zai)生(sheng)產(chan)應(ying)用(yong)中(zhong)有(you)化(hua)驗(yan)室(shi)提(ti)供(gong)適(shi)當(dang)量(liang)的(de)化(hua)驗(yan)數(shu)據(ju)即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)對(dui)糧(liang)食(shi)烘(hong)幹(gan)係(xi)統(tong)的(de)較(jiao)準(zhun)確(que)控(kong)製(zhi),因(yin)而(er)可(ke)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)糧(liang)食(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)。本(ben)係(xi)統(tong)還(hai)可(ke)以(yi)將(jiang)烘(hong)幹(gan)機(ji)正(zheng)常(chang)調(tiao)試(shi)時(shi)間(jian)由(you)1周左右降到24小時左右。
5.6應用本係統效益顯著
目前,糧食烘幹機烘幹糧食常出現的問題有:糧食烘後水分不均勻度大,在儲存時易出現局部發熱、黴變的現象,給糧食的安全儲存帶來極大隱患,迫使糧庫進行通風、倒倉和晾曬;糧食因烘後水分過低而減量,造成企業財力損失:糧食因烘後水分過大,需進行二次烘幹或晾曬,增加作業成本;烘後糧食破碎率普遍增加,造成糧食的降等,無形中增加了企業的損失等。
應用本係統後,出機糧食水分在較窄範圍內波動,可最大限度地保持糧食品質,減少和降低烘後糧食品質陳化劣變、降等降級產生的經濟損失和資源浪費,降低各項費用,使企業經濟效益顯著增加。
相關烘幹機產品:
1、滾筒烘幹機
2、氣流式烘幹機



