1、系统的硬件和软件设计
1.1检测量和控制量
粮食干燥是一个复杂的热质交换过程，不仅受粮食本身特性和介质参数（热风温度、湿度、风量等）的影响，而且还与环境条件和干燥工艺、烘干塔结构有着重要关系。影响出机粮含水率的因素很多，根据生产现场情况，经过系统理论分析和仿真试验，确定检测量分别为：粮食烘干机第一、二、三、四干燥段排气的温度和湿度；环境温湿度；入机粮含水率，出机粮含水率；第一、二加热段为高温段，该段热风温度高，粮食失水快，而热风压力反映了风量的变化；第三、四加热段为低温加热段。
该系统的控制量有2个，一个是通过控制变频器调节排粮电机转速，从而控制被干燥粮在粮食烘干塔内的时间，时间长则失水多。另一个是通过控制比例阀来调节第三、四加热段的热风温度。
1.2系统的硬件组成
本粮食干燥系统硬件组成如图1所示。由参数检测传感器、1台工业控制计算机和变频调速电机等组成，实现检测、显示、报警和闭环控制过程。系统工作过程概括为：工业控制计算机调用数据采集程序，启动传感器采集数据并实现A/D转换，调用通信程序将数据送入工业控制机，按模糊PID控制原理进行处理，给出相应的控制量，输出到执行部件即变频器和比例阀，从而实现排粮电机和热风温度的控制功能。
本系统采用台湾生产的研华工控机，PCL - 818L A/D卡2块，实现16通道的数据采集，负责采集干燥段排气温湿度和环境温湿度信号。PCL 728 D/A卡1块，实现2个通道模拟输出，工控机输出的控制信号经过数据卡PCL 728进行D/A转换后成为4-20mA标准电流信号，送给变频器和冷风阀。
1.3系统的软件设计
基于Windows 98操作系统，用VisualC++ 6.0编制界面，采用面向对象的方法进行模块化设计，其中，运行模块可实现系统的运行、停止和实时数据的记录等功能，系统设置模块可实现PCL - 818L卡和PCL - 728卡地址的设定、采样频率设定和塔结构参数的设定；传感器标定测试模块实现各个传感器的标定和测试及冷风阀和变频器的测定；显示模块实现出、入机粮含水率的实时曲线；帮助模块实现对软件的使用说明。系统对整个干燥过程进行实时监控，并记录下各参数的变化情况。软件结构组成如图2所示。
在测控系统软件的主界面上显示各干燥段排气的温、湿度、干燥热风温度，在状态条中分别显示入机粮含水率、出机粮含水率、变频器的频率、环境温、湿度和日期时间等参数。点击菜单打开不同的对话框可实现传感器标定、测试、采样频率设定等功能。同时在主界面上可实现变频器频率和热风温度的设定输出。
考虑到干燥过程时滞性强，且各个参数的变化频率较低，采用VC中的Set Timer( DATATIMER，nElapse，NULL)函数启动定时器实现周期采样，其中DATA-TIMER为不为零的定时器标识符，nElapse为采样问隔，单位是毫秒，采样频率的大小可以通过设定nElapse的大小来完成。停止定时器用Kill Timer( DATATIMER)函数来完成。考虑到现场有各种干扰，在采样程序中加入数字滤波，采用中值平均法，就是对同一参数连续采样几次，然后进行排序，去掉最大值和最小值，其余值取平均为此次采样值，可以明显减小干扰的影响。图3是采样程序框图。在顺流干燥段，热风和谷物的流动方向相同，最热的空气首先与温度最低、最湿的粮食接触，可以使用较高的热风温度，一般为100-150℃，温度高，单位时间内粮食被干燥的水分就多，相反，则粮食失去的水分就少，通过控制热风炉来控制热风温度滞后很大，而且控制精度很低，因此采用冷风与来自热风炉的热风混合达到控制风温的目的。冷风阀选用FCI系列IAR - 100智能角行程电动执行机构，该机构为调节式电动执行机构，可直接接收计算机输出的4-20mA信号，来控制阀开度的大小，冷风阀用于烘干机低温干燥段热风温度的控制，采用PID控制，如图4所示。
2、结论
该测控系统，能对干燥塔所需各参数进行实时采集和显示，并可保存和打印，为提高控制精度提供了依据。该系统应用于抚顺国家粮食储备库粮库，实践证明．可提高其控制精度和稳定性。
该系统配置相应的控制软件组成计算机智能控制系统，还可广泛用于工业材料的烘干、成型等生产中。
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