確保烘干糧食品質(zhì)良好，這是當(dāng)今糧食烘干行業(yè)最關(guān)注的問題。糧食烘干作為糧食儲(chǔ)藏的第一道關(guān)鍵性作業(yè)程序，對(duì)于保持儲(chǔ)存糧食品質(zhì)和效益、延長(zhǎng)糧食儲(chǔ)藏年限、節(jié)糧增效、有效保障國(guó)家糧食安全、使糧食儲(chǔ)藏向優(yōu)質(zhì)、安全、營(yíng)養(yǎng)方向發(fā)展和為全面建設(shè)小康社會(huì)提供物質(zhì)基礎(chǔ)意義重大。遼寧省有1017臺(tái)糧食烘干機(jī)（東北地區(qū)有3000多臺(tái)），烘干工藝形式繁多。烘干過程控制的嚴(yán)重滯后性和烘干結(jié)果的不可調(diào)整性，造成了糧食在烘干過程中品質(zhì)陳化和劣變、破碎率增高、虧損、掉庫、減量等品質(zhì)問題與重量損失。為解決糧食品質(zhì)在烘干環(huán)節(jié)中控制滯后、控制不住、控制不準(zhǔn)等關(guān)鍵技術(shù)問題，降低糧食的烘干損耗，節(jié)糧增效，我們進(jìn)行了糧食烘干機(jī)過程控制系統(tǒng)的研究開發(fā)，富通新能源生產(chǎn)銷售滾筒烘干機(jī)、氣流式烘干機(jī)等干燥烘干機(jī)械設(shè)備。
1、糧食烘干機(jī)過程控制系統(tǒng)
1.1系統(tǒng)理論基礎(chǔ)
    糧食干燥是一個(gè)多變量、大滯后、強(qiáng)非線性、非平衡的開放式、復(fù)雜的熱質(zhì)交換熱力學(xué)體系，是一個(gè)物理、生物和化學(xué)過程，不僅受物料特性和介質(zhì)參數(shù)的影響，還與氣候條件和干燥工藝有重要關(guān)系。在糧食干燥過程中，糧食顆粒在自重和排糧板的作用下向下運(yùn)動(dòng)，濕空氣通過角狀盒被排出到大氣中。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)觀察結(jié)果表明，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)通過氣固兩相摩擦形成較強(qiáng)的非線性耦合關(guān)系，且存在臨界值。當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)達(dá)到該臨界值時(shí)，濕空氣的排出運(yùn)動(dòng)對(duì)谷物粒子的運(yùn)動(dòng)摩擦急劇增加�？梢姡�在現(xiàn)階段要對(duì)糧食烘干的水分和品質(zhì)進(jìn)行有效控制，只能也必須拋棄依賴水分傳感器建立的一切控制原理與控制方式，而采用系統(tǒng)狀態(tài)控制與前饋控制相結(jié)合方式，通過監(jiān)測(cè)糧食烘干熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量，建立全新的烘干過程控制系統(tǒng)，這是目前國(guó)內(nèi)最為先進(jìn)的控制方式。
1.2系統(tǒng)工作原理
    “糧食烘干機(jī)過程控制系統(tǒng)”通過建立友好的人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)糧食烘干熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量、對(duì)以往烘干機(jī)過程總結(jié)，計(jì)算出“出機(jī)糧食水分預(yù)測(cè)系數(shù)”，該系數(shù)可以提前5-6 h預(yù)測(cè)出機(jī)糧食水分，而操作者可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)積累，及時(shí)調(diào)節(jié)熱風(fēng)爐的溫度和排糧電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以保證出機(jī)糧食的烘干質(zhì)量，即通過系統(tǒng)所抽取的出機(jī)糧食水分預(yù)測(cè)系數(shù)可以為糧食烘干機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作提供有目的、有效的指導(dǎo)作用。
1.3系統(tǒng)主要功能
    本系統(tǒng)通過對(duì)烘干過程狀態(tài)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)最終結(jié)果的控制。主要功能有：①本系統(tǒng)每5 min可記錄并打印輸出一組工作參數(shù)數(shù)據(jù)，包括入機(jī)糧水分化驗(yàn)值、容重、溫度，出機(jī)糧食水分檢測(cè)值、化驗(yàn)值、容重、溫度，高溫?zé)犸L(fēng)溫度值、低溫?zé)犸L(fēng)溫度值、排糧電機(jī)頻率、排糧速率（小時(shí)處理量）、烘干塔高層糧氣綜合溫度、低層糧氣綜合溫度等；②該系統(tǒng)為人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)，在烘干機(jī)工作的每個(gè)上糧周期內(nèi)（一般為1 h左右）可提供一組系數(shù)，包括烘干塔烘干過程狀態(tài)參數(shù)的變化、原糧品質(zhì)的變化、環(huán)境條件的變化等豐富的信息；③系統(tǒng)所提供的出機(jī)糧食水分預(yù)測(cè)系數(shù)可預(yù)測(cè)6h后出機(jī)糧食水分的變化趨勢(shì)與區(qū)間，即可根據(jù)該變化趨勢(shì)及時(shí)調(diào)整操作，從而控制符合要求的出機(jī)糧食水分值；④系統(tǒng)脫離了水分傳感器的限制，由化驗(yàn)室提供適當(dāng)量的化驗(yàn)數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)烘干系統(tǒng)的控制。
2、生產(chǎn)考核報(bào)告
    在2004年和2005年的兩個(gè)烘干季，分別對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了連續(xù)一個(gè)多月的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與考核。與本系統(tǒng)配套使用的是HTJ - 300型烘干機(jī)，降水幅度為10%，處理量為300 t/d。
    圖3為撫順國(guó)儲(chǔ)庫2004年2月1日0時(shí)-12日2時(shí)在同一時(shí)間記錄的出機(jī)糧食水分與水分預(yù)測(cè)系數(shù)結(jié)果對(duì)照；圖4為撫順國(guó)儲(chǔ)庫2004年2月1日0時(shí)-12日2時(shí)將水分預(yù)測(cè)系數(shù)后移6h后（即提前6h進(jìn)行出機(jī)糧食水分預(yù)測(cè)）與出機(jī)糧食水分的結(jié)果對(duì)照。從圖3、圖4可以反映出水分預(yù)測(cè)系數(shù)與出機(jī)糧食水分具有較強(qiáng)的相關(guān)性，即反映了水分預(yù)測(cè)系數(shù)的有效性。對(duì)于用戶要求的任意出機(jī)糧食水分值（比如14.0%），本系統(tǒng)在線檢測(cè)精度波動(dòng)范圍控制在±0.5%以內(nèi)的合格率不低于90%。
    圖5為撫順國(guó)儲(chǔ)庫2005年2月份烘干生產(chǎn)出機(jī)糧食水分統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從圖5可以看出，烘干機(jī)出機(jī)糧食水分控制在用戶要求的水分范圍(14% -15%之間)的值達(dá)到92.7%以上，出機(jī)糧食品質(zhì)良好，控制效果顯著。
3、結(jié)論
3.1實(shí)現(xiàn)了對(duì)烘后糧食品質(zhì)的控制
    生產(chǎn)運(yùn)行考核證明，糧食烘干機(jī)是一個(gè)多變量、大滯后、強(qiáng)非線性、非平衡的開放式熱力學(xué)體系，“糧食烘干機(jī)過程控制系統(tǒng)”采用系統(tǒng)狀態(tài)控制與前饋控制相結(jié)合方式，通過對(duì)烘干過程狀態(tài)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)出機(jī)糧食水分較準(zhǔn)確的控制，避免了原來出現(xiàn)周期性高水分糧和低水分糧的情況。本系統(tǒng)對(duì)糧食烘干機(jī)的烘干過程控制有較明顯的作用。
3.2  提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的及時(shí)性
    該系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)糧食烘干熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量和對(duì)以往烘干過程的總結(jié)，給出了出機(jī)糧食水分預(yù)測(cè)系數(shù)，可以提前5-6 h預(yù)測(cè)出機(jī)糧食水分的變化趨勢(shì)與區(qū)間，而操作者可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)積累，及時(shí)調(diào)節(jié)熱風(fēng)爐的溫度和排糧電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以保證糧食出機(jī)糧的烘干質(zhì)量，大大提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的及時(shí)性。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明，通過本系統(tǒng)所抽取的出機(jī)糧食水分預(yù)測(cè)系數(shù)可為現(xiàn)場(chǎng)操作提供有效的指導(dǎo)作用。
3.3廣泛的適用性
    該系統(tǒng)脫離了水分傳感器檢測(cè)不準(zhǔn)確的限制，解決了水分傳感器檢測(cè)不準(zhǔn)確產(chǎn)生的諸多弊端，在生產(chǎn)應(yīng)用中由化驗(yàn)室提供適當(dāng)量的化驗(yàn)數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食烘干系統(tǒng)的控制，適用于各種類型的糧食烘干機(jī)。
3.4經(jīng)濟(jì)性
    該系統(tǒng)為科技含量較高的人機(jī)互動(dòng)系統(tǒng)，保證了出機(jī)糧食水分在用戶要求的較窄范圍內(nèi)波動(dòng)，提高糧食品質(zhì)、減少糧食損耗、降低各項(xiàng)費(fèi)用，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著增加。
    該系統(tǒng)不但在正常運(yùn)行過程中可以提高出機(jī)糧食水分的合格率，而且可以大大縮短每次烘干作業(yè)開始時(shí)烘干系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間。無本系統(tǒng)，烘干機(jī)正常調(diào)試時(shí)間為1周左右，而借助于本系統(tǒng)的操作指導(dǎo)，可以在24 h左右完成烘干機(jī)的調(diào)試工作，而出現(xiàn)非正常水分的糧食僅是開始時(shí)參與循環(huán)部分的糧食，從而大大降低了調(diào)試成本。
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