為進(jìn)一步提高糧食烘干技術(shù)水平，改善糧食烘干品質(zhì)，國家糧食局安排專項(xiàng)資金，啟動(dòng)了“2000年200億斤國家儲(chǔ)備糧庫項(xiàng)目烘干機(jī)糧食水分在線檢測和自動(dòng)控制”試點(diǎn)工程項(xiàng)目。作為18個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目之一，中谷集團(tuán)科技總公司承擔(dān)了中谷成吉思汗糧庫糧食烘干機(jī)水分在線測控的試點(diǎn)T作，為該庫引進(jìn)了具有國際領(lǐng)先技術(shù)水平的加拿大DANTEC公司的DM510型糧食烘干機(jī)水分在線測控系統(tǒng)。2002年4月完成了系統(tǒng)調(diào)試和試運(yùn)行，2002—2003年烘干季節(jié)正式投入運(yùn)行，取得了較好的效果。
1  烘干機(jī)及水分在線測控系統(tǒng)簡介
1.1烘干機(jī)
    中谷成吉思汗糧庫的烘干機(jī)屬2000年200億斤國家糧食儲(chǔ)備庫糧食烘干機(jī)專項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目新建的5級(jí)順流式玉米烘干機(jī)，設(shè)計(jì)處理量：300t/d．設(shè)計(jì)降水幅度：14%。
1.2 DM510水分在線測控系統(tǒng)構(gòu)成
    DM510水分在線測控系統(tǒng)由以下部分組成。①控制箱：含微機(jī)系統(tǒng)、人機(jī)對(duì)話鍵盤和顯示屏，安裝在烘干系統(tǒng)熱風(fēng)爐房的控制室內(nèi)。②I/O板：用于DM510系統(tǒng)控制箱與傳感器之間的信號(hào)傳輸，裝在DMSIO控制箱中。③人機(jī)糧食水分、溫度傳感器：電容式，為避開冰凍狀態(tài)的玉米．保證傳感器的測試精度，人機(jī)糧食水分傳感器安裝在第一干燥段后的第一緩蘇段。④出機(jī)糧食水分、溫度傳感器：電容式，安裝在烘干機(jī)出糧皮帶機(jī)出口到第一臺(tái)干糧提升機(jī)的入口之間。⑤熱風(fēng)溫度傳感器：為電阻型溫度傳感器，安裝在熱風(fēng)道中用于檢測熱風(fēng)溫度。⑥打印機(jī)：安裝在DM510控制面板旁，用于打印各個(gè)時(shí)刻的糧食水分，每小時(shí)、每日的匯總數(shù)據(jù)，以方便整個(gè)F燥過程的管理。
1.3 DM510水分在線測控系統(tǒng)工作原理
    DANTEC公司的DM510型糧食水分在線測控系統(tǒng)采用翅片形電容式糧食水分、溫度在線測量傳感器，分別布置在烘干機(jī)的糧食人口和出口處．_甩于測試人機(jī)和出機(jī)糧食水分；另有RTD型熱風(fēng)溫度傳感器安裝在熱風(fēng)道內(nèi)，每秒鐘進(jìn)行若干次測試，并將測試結(jié)果提供給DM510的微機(jī)，微機(jī)利用這些測試信息建立一個(gè)烘干機(jī)的工作模型f前饋+反饋+自適應(yīng)），其控制模型框，如圖1所示。在建模期間，系統(tǒng)處于“準(zhǔn)備”狀態(tài)，開始“自學(xué)習(xí)”。由于機(jī)型不同，降水幅度不同，糧食烘干周期的不同，“準(zhǔn)備”時(shí)間也不同。對(duì)于多級(jí)順流式烘干機(jī)，初水分為18%～28%時(shí)，“準(zhǔn)備”時(shí)間約為3—8h。當(dāng)模型建立起來后．系統(tǒng)處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，可隨時(shí)接管烘干機(jī)的控制，轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制狀態(tài)。在自控狀態(tài)下，根據(jù)人機(jī)和干燥條件的變化，微機(jī)連續(xù)計(jì)算并自動(dòng)調(diào)節(jié)排糧速度，使得出機(jī)糧食水分始終符合用戶設(shè)定值的允許誤差范圍內(nèi)。但系統(tǒng)始終堅(jiān)持“自學(xué)習(xí)”，不斷修正和優(yōu)化控制模型，以取得更好的控制效果。

2、DM510水分在線測控系統(tǒng)運(yùn)行情況
2.1  試運(yùn)行情況
    2001年9月～2002年2月期間，自控系統(tǒng)的安裝和空載調(diào)試工作完成。但是受干旱影響，玉米收購十分困難，幾乎無糧可烘。為了保證烘干機(jī)和水分在線測控系統(tǒng)調(diào)試需要，試點(diǎn)糧庫幾經(jīng)努力才在4月初收購了7 0(XX玉米。從2002年4月11日起．系統(tǒng)開始負(fù)載調(diào)試，期間由于烘干機(jī)也處于調(diào)試階段，故障停機(jī)較多，控制系統(tǒng)難以正常工作。直到4月19日烘干機(jī)正常運(yùn)行后．DM510系統(tǒng)投入試運(yùn)行并取得成功，一直正常_T．作到22日烘干期結(jié)束。
    經(jīng)農(nóng)業(yè)部干燥設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心測定，出機(jī)糧食水分在線傳感器測試值與烘箱法測試結(jié)果相差不超過t0.5%的比率達(dá)到IOO%(共測定5次)。
    在試運(yùn)行的43h內(nèi)，水分在線系統(tǒng)始終處于自控狀態(tài)，烘干玉米約21OOf。初始水分在l6.0%。18.5%之間變化，熱風(fēng)溫度在65C～90℃間波動(dòng)，平均溫度為75℃。設(shè)定出機(jī)玉米目標(biāo)水分為14,5%。系統(tǒng)自動(dòng)控制的出機(jī)玉米水分為13,6%～14.9%，平均值為14.45%，統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差為0,25%，隨機(jī)值與平均水分相差不超過f0.5%的比率為99%．不超過±1%的比率為100%，自動(dòng)控制效果良好。
2.2正式運(yùn)行情況
    2002午12月21日系統(tǒng)投入正式運(yùn)行．12月21～27日進(jìn)行了驗(yàn)收測試。測試期間．初始水分在24.0%。26.3%之間波動(dòng)，熱風(fēng)溫度在110℃—I30℃之間波動(dòng)，出機(jī)玉米水分目標(biāo)設(shè)定為14-5%．實(shí)際m機(jī)玉米水分為13.3%~153%，平均值為14.47%，出機(jī)玉米水分控制在目標(biāo)值±O.5%的比率為87,14%．±1%的比率達(dá)到97.14%（圖2）。2002年12月27日順利通過丁中谷糧油集團(tuán)公司建庫辦組織的項(xiàng)目驗(yàn)收。系統(tǒng)正式運(yùn)行烘干期為：2002年12月12日—2003年3月13日和2003年4月12~15日，共處理濕糧約23 108t;其中絕大部分時(shí)間系統(tǒng)處于自控狀態(tài)，但當(dāng)氣溫在-25CU下時(shí)，由于原糧水分烘干機(jī)進(jìn)口水分傳感器受玉米表面水分結(jié)露影響而導(dǎo)致測試精度下降，使得出機(jī)玉米水分控制在目標(biāo)水分±0.5%的比率降低。

3、分析與討論
    由于糧食烘干速度受到糧食初始水分、溫度、熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)量及機(jī)型等多因素的影響，而且高水分玉米在烘干機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間可長達(dá)3～6h，因此糧食烘干屬于非線性、大滯后、多擾動(dòng)的復(fù)雜系統(tǒng)，目前尚沒有十分精確的數(shù)學(xué)模型。DM510采用“前饋+反饋+自適應(yīng)”的孔制模式，從成吉思汗中谷糧庫的試用情況看，這種控制模式效果較好，適用于糧食烘干機(jī)的水分在線控制。
    在烘干機(jī)糧食水分在線自動(dòng)控制系統(tǒng)中。出機(jī)糧食水分的測試精度是保證控制精度的重要前提。鑒于電容式水分在線傳感器測試精度與糧食流經(jīng)傳感器的速度有關(guān)，DM510系統(tǒng)在傳感器下方采用了一種恒速卸料裝置，使得糧食恒速、穩(wěn)定通過傳感器，從而有效保證了，m機(jī)糧食水分傳感器的測試精度。但是，一般每天還是應(yīng)該對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)2～4次。DM510系統(tǒng)在出機(jī)糧食水分在線傳感器附近安裝了一個(gè)通訊按鈕，當(dāng)進(jìn)行校準(zhǔn)取樣時(shí)，按下按鈕將取樣時(shí)間進(jìn)到微機(jī)儲(chǔ)存，同時(shí)通知微機(jī)記錄下取樣時(shí)的在線測量水分，使得傳感器的校準(zhǔn)方便準(zhǔn)確。
    由于中加兩國糧食收獲條件不同，加拿大糧食烘干作業(yè)時(shí)氣溫尚未降到零度以下，DM510所采片電容式傳感器不能測試冰凍狀態(tài)的玉米水分。所以，中谷成吉恩汗糧庫的烘干機(jī)進(jìn)口水分傳感器安裝在第一干燥段下方的緩蘇段，以避開冰凍玉米。但是氣溫降到-250C以后，進(jìn)口傳感器表面結(jié)露，有時(shí)使測試結(jié)果高出實(shí)際水分3%～10%，盡管進(jìn)口水分傳感器提供的前饋信號(hào)精度要求略低，但是誤差過大，仍然使整個(gè)系統(tǒng)的控制精度下降。
4、結(jié)論及其它
    經(jīng)過2002年4月和2002年12月～2003年4月的試驗(yàn)運(yùn)行，DM510系統(tǒng)采用的“前饋+反饋+自適應(yīng)”模式適用糧食烘干機(jī)的水分在線控制。在正常情況下可以達(dá)到較高的控制精度；在-25℃以下的低氣溫條件下，烘干機(jī)進(jìn)口水分傳感器的測試精度下降，進(jìn)而影響到整個(gè)系統(tǒng)的控制精度。今后將繼續(xù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行考核和改進(jìn)，進(jìn)一步尋找進(jìn)口水分傳感器的合理安裝位置，或研究開發(fā)能夠在線測試冰凍高水分玉米的傳感器，保證該系統(tǒng)在東北地區(qū)烘干季節(jié)能以較高的精度工作。
    三門峽富通新能源銷售烘干機(jī)、干燥機(jī)、滾筒烘干機(jī)等機(jī)械設(shè)備。