一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，属于干燥机技术领域，该系统包括可编程触摸显示屏（1）、单片机（2）、称重传感器（8）、温湿度传感器（11）、进气/排湿电磁阀（13）、温控仪（3）、加热管（15）、温度传感器（16）、变频器（4）和离心风机（17）。本发明专利技术可实现干燥过程中，物料重量的自动称量及含水率检测、干燥温度精确控制、干燥湿度自动调控、干燥风速自动变换等功能，解决了干燥过程中产品含水率获取需要依靠人工称量物料重量的问题，降低了操作人员的劳动强度，同时更可有效保证干燥产品的质量，提高气体射流冲击干燥设备的自动化与智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，属于干燥机
，该系统包括可编程触摸显示屏（1）、单片机（2）、称重传感器（8）、温湿度传感器（11）、进气/排湿电磁阀（13）、温控仪（3）、加热管（15）、温度传感器（16）、变频器（4）和离心风机（17）。本专利技术可实现干燥过程中，物料重量的自动称量及含水率检测、干燥温度精确控制、干燥湿度自动调控、干燥风速自动变换等功能，解决了干燥过程中产品含水率获取需要依靠人工称量物料重量的问题，降低了操作人员的劳动强度，同时更可有效保证干燥产品的质量，提高气体射流冲击干燥设备的自动化与智能化水平。【专利说明】一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统
本专利技术涉及一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，属于干燥机
。
技术介绍
气体射流冲击干燥是ー种新的干燥技术，该技术是将具有一定压カ的加热气体经过一定形状的喷嘴喷出并用其直接冲击物料的一种干燥方法，具有气流速度高、换热系数高、传热速率可控等优点。气体射流冲击干燥中风速、干燥温度及干燥湿度对干燥过程和干燥产品质量都有着显著的影响，实现这些參数的自动化精确控制，在提高设备自动化程度的同时，更可以有效的保证产品的品质、缩短干燥时间和降低干燥能耗。含水率在很多情况下是干燥产品的首要质量指标，干燥产品的含水率往往会影响产品的质保、色泽、ロ感等很多方面。干燥产品的含水率可通过物料的重量依照含水率计算公式计算得到，在目前的干燥研究及生产中，为了获取干燥过程中物料含水率的变化情况，经常采用过程中人工称取物料重量并进行计算的方法，但干燥过程往往持续时间较长，采用人工称重的方法获取含水率，不但极大的增加了研究工作人员的劳动强度，而且还存在人工称重间隔时间长，最佳干燥时间点误差大的缺点，并且对于ー些干燥条件不能轻易破坏的干燥过程，如为防止物料收缩过快需要保持干燥湿度的干燥，过程中人工称重是不被允许的。因此，将自动称重技术应用于气体射流冲击干燥中，在干燥过程中进行产品重量的在线自动称量，并据此自动计算干燥产品的含水率，实时显示产品的重量和含水率的变化情况是十分必要的，这样不但可有效降低工作人员的劳动强度，更可以方便的判断物料的干燥脱水情况，有效防止过度干燥或未干燥到位的情况发生，保证产品质量和降低干燥能耗。但气体射流冲击干燥具有气流速度高的特点，物料、称重装置暴露在高速气流的冲刷下，设备中的主要振动源一大风量的离心风机也会在运行时产生明显的振动，这些都会使称重部分产生抖动而造成称重误差，当自动称重的误差大到一定程度，自动称重便失去了意义，由此可见，解决干燥过程中自动称重精度低的问题是实现气体射流冲击干燥在线自动称量的关键技术之一。现有技术中存在具有自动称重功能的控制系统，该系统具有继电反馈ホ吴糊自整定PID控温功能，控温效果好。虽然该系统同样应用于气体射流冲击设备，但相对于本申请:该系统未考虑对设备风速进行自动控制，高速气流冲刷及离心风机振动会对在线称重精度造成较大影响；该系统称重传感器采用外置式方案，称重装置结构复杂，需要在设备制造时就做好相应准备，不利于现有设备的改造升级；该系统属于烘焙设备控制系统，不涉及干燥含水率和湿度控制等方面，不适合通常情况下的物料干燥机；该系统以单片机为核心，数据处理及系统功能扩展能力有限，数据存储需外接PC机，使用不便成本高。现有技术中还存在一种以触摸屏为主机，以单片机系统和两台变频器为从机的气体射流冲击干燥设备的自动控制系统，实现了干燥过程中温度、湿度、风速的自动控制及数据存储等功能，提高了气体射流冲击干燥设备的自动化水平，但该系统的不足是:系统没有考虑物料重量的在线自动称量，干燥产品含水率的获取依然需要采用人工称重的方式，还存在上述诸多问题；该系统通过单片机进行积分分离式数字PID温度控制，但该控温方式存在设备调试时需要专业人员花费一定时间进行人工PID參数整定的不足，调试设备不便，耗时长；该系统的湿度控制使用简单的开关控制方法，即检测到当前湿度大于设置湿度时就开启排湿电磁阀排湿，当检测到当前湿度低于设置湿度时就关闭排湿电磁阀，但当干燥高湿物料时，干燥室内湿度上升很快，排湿电磁阀易出现短时间内频繁开闭的现象，易造成电磁阀的损坏，使系统排湿功能失效。综上所述，气体射流冲击干燥缺乏成熟的自动称重技术，更不具备物料含水率在线检测功能，同时，现有设备控制系统升级改造需求大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，该系统可实现干燥过程中，物料重量的自动称量及含水率检测、干燥温度精确控制、干燥湿度自动调控、干燥风速自动变换等功能，以解决现有气体射流冲击干燥技术中存在的问题，提高气体射流冲击干燥设备的自动化和智能化水平。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，包括可编程触摸显示屏1，所述可编程触摸显示屏I通过第一串ロ 5与单片机2相连，通过第ニ串ロ 6与温控仪3及变频器4相连，所述可编程触摸显示屏I与单片机2之间还连接有电平转换模块7。上述气体射流冲击干燥机的自动控制系统中，所述单片机2还依次与称重传感器8、温湿度传感器11、进气/排湿电磁阀13相连，单片机2与称重传感器8之间还连接有变送器9、A/D模块10，所述称重传感器8用以获取待测物料及料盘20的重量，并与所述变送器9相连，变送器9对称重传感器8的输出信号进行放大和调理，并与所述A/D模块10相连，A/D模块10将重量模拟信号转换为数字信号并与所述单片机2相连，将数字信号传输给单片机2。上述气体射流冲击干燥机的自动控制系统中，所述单片机2与进气/排湿电磁阀13之间还连接有功率驱动器12。上述气体射流冲击干燥机的自动控制系统中，所述温控仪3依次连接有温度传感器16和干燥机加热管15，所述温控仪3与干燥机加热管15之间，还连接有功率驱动器14。上述气体射流冲击干燥机的自动控制系统中，所述变频器4连接离心风机17。其中，所述第一串ロ 5可以是RS232接ロ也可以是RS485接ロ，所述第二串ロ 6是RS485 接 ロ。其中，所述称重传感器8内置于干燥室中，安装于干燥室内的传感器底座18上，通过螺栓连接，料盘托架19固定在称重传感器8的上表面，干燥时放置了物料的料盘20安放于料盘托架19上。其中，所述称重传感器8的使用温度范围为室温?80°C，防护等级为IP67，称重传感器8与变送器9之间使用耐高温高湿屏蔽信号线连接，满足了常用干燥温度和湿度的要求。其中，所述可编程触摸显示屏I包括:系统人机界面，用于多阶段干燥參数的设置、干燥过程中干燥数据和功能部件状态的实时显示，还用于自动称重參数的设置，重量数据、含水率数据、温控仪状态、称重状态的实时显示。后台程序模块，进行总时间及阶段时间计时、温度湿度数据的通讯获取及存储、通讯控制功能部件等，还用于等时称重时间及称重稳定时间计时、带阈值的排湿判断、通讯控制温控仪3、重量数据的通讯获取、滤波、标度变换、去皮、存储、含水率的计算及存储、当前含水率与目标含水率之间的判断。其中，所述单片机2内包含单片机程序，所述单片机程序主要完成获取称重传感器的重量数据和获取温湿度传感器的温度和湿度数据，及将这些数据向所述可编程触摸显示屏I上传，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，包括可编程触摸显示屏（1），可编程触摸显示屏（1）通过第一串口（5）与单片机（2）相连，可编程触摸显示屏（1）与单片机（2）之间还连接有电平转换模块（7），其特征在于：所述可编程触摸显示屏（1）通过第二串口（6）与温控仪（3）和变频器（4）相连；所述单片机（2）还依次与称重传感器（8）、温湿度传感器（11）、进气/排湿电磁阀（13）相连；所述单片机（2）与称重传感器（8）之间还连接有变送器（9）、A/D模块（10），所述称重传感器（8）与变送器（9）相连，所述变送器（9）将称重传感器（8）的输出信号进行放大和调理，并与所述A/D模块（10）相连，A/D模块（10）将重量模拟信号转换为数字信号并与所述单片机（2）相连；所述单片机（2）与进气/排湿电磁阀（13）之间还连接有功率驱动器（12）；所述温控仪（3）依次连接有温度传感器（16）和干燥机加热管（15），所述温控仪（3）与干燥机加热管（15）之间，还连接有功率驱动器（14）；所述变频器（4）与离心风机（17）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高振江，王栋，林海，代建武，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：