1、粮食烘干机过程控制系统
1.1系统理论基础
粮食干燥是一个多变量、大滞后、强非线性、非平衡的开放式、复杂的热质交换热力学体系，是一个物理、生物和化学过程，不仅受物料特性和介质参数的影响，还与气候条件和干燥工艺有重要关系。在粮食干燥过程中，粮食颗粒在自重和排粮板的作用下向下运动，湿空气通过角状盒被排出到大气中。现场试验观察结果表明，这两个运动通过气固两相摩擦形成较强的非线性耦合关系，且存在临界值。当系统状态达到该临界值时，湿空气的排出运动对谷物粒子的运动摩擦急剧增加。可见，在现阶段要对粮食烘干的水分和品质进行有效控制，只能也必须抛弃依赖水分传感器建立的一切控制原理与控制方式，而采用系统状态控制与前馈控制相结合方式，通过监测粮食烘干热力学系统的状态参量，建立全新的烘干过程控制系统，这是目前国内最为先进的控制方式。
1.2系统工作原理
“粮食烘干机过程控制系统”通过建立友好的人机对话系统、监测粮食烘干热力学系统的状态参量、对以往烘干机过程总结，计算出“出机粮食水分预测系数”，该系数可以提前5-6 h预测出机粮食水分，而操作者可根据现场经验积累，及时调节热风炉的温度和排粮电机的转速，以保证出机粮食的烘干质量，即通过系统所抽取的出机粮食水分预测系数可以为粮食烘干机现场操作提供有目的、有效的指导作用。
1.3系统主要功能
本系统通过对烘干过程状态的控制，实现对最终结果的控制。主要功能有：①本系统每5 min可记录并打印输出一组工作参数数据，包括入机粮水分化验值、容重、温度，出机粮食水分检测值、化验值、容重、温度，高温热风温度值、低温热风温度值、排粮电机频率、排粮速率（小时处理量）、烘干塔高层粮气综合温度、低层粮气综合温度等；②该系统为人机对话系统，在烘干机工作的每个上粮周期内（一般为1 h左右）可提供一组系数，包括烘干塔烘干过程状态参数的变化、原粮品质的变化、环境条件的变化等丰富的信息；③系统所提供的出机粮食水分预测系数可预测6h后出机粮食水分的变化趋势与区间，即可根据该变化趋势及时调整操作，从而控制符合要求的出机粮食水分值；④系统脱离了水分传感器的限制，由化验室提供适当量的化验数据即可实现对烘干系统的控制。
2、生产考核报告
在2004年和2005年的两个烘干季，分别对该系统进行了连续一个多月的现场测试与考核。与本系统配套使用的是HTJ - 300型烘干机，降水幅度为10%，处理量为300 t/d。
图3为抚顺国储库2004年2月1日0时-12日2时在同一时间记录的出机粮食水分与水分预测系数结果对照；图4为抚顺国储库2004年2月1日0时-12日2时将水分预测系数后移6h后（即提前6h进行出机粮食水分预测）与出机粮食水分的结果对照。从图3、图4可以反映出水分预测系数与出机粮食水分具有较强的相关性，即反映了水分预测系数的有效性。对于用户要求的任意出机粮食水分值（比如14.0%），本系统在线检测精度波动范围控制在±0.5%以内的合格率不低于90%。
图5为抚顺国储库2005年2月份烘干生产出机粮食水分统计结果。从图5可以看出，烘干机出机粮食水分控制在用户要求的水分范围(14% -15%之间)的值达到92.7%以上，出机粮食品质良好，控制效果显著。
3、结论
3.1实现了对烘后粮食品质的控制
生产运行考核证明，粮食烘干机是一个多变量、大滞后、强非线性、非平衡的开放式热力学体系，“粮食烘干机过程控制系统”采用系统状态控制与前馈控制相结合方式，通过对烘干过程状态的控制，实现对出机粮食水分较准确的控制，避免了原来出现周期性高水分粮和低水分粮的情况。本系统对粮食烘干机的烘干过程控制有较明显的作用。
3.2 提高了系统调节的及时性
该系统通过监测粮食烘干热力学系统的状态参量和对以往烘干过程的总结，给出了出机粮食水分预测系数，可以提前5-6 h预测出机粮食水分的变化趋势与区间，而操作者可结合现场经验积累，及时调节热风炉的温度和排粮电机的转速，以保证粮食出机粮的烘干质量，大大提高了系统调节的及时性。经现场运行证明，通过本系统所抽取的出机粮食水分预测系数可为现场操作提供有效的指导作用。
3.3广泛的适用性
该系统脱离了水分传感器检测不准确的限制，解决了水分传感器检测不准确产生的诸多弊端，在生产应用中由化验室提供适当量的化验数据即可实现对粮食烘干系统的控制，适用于各种类型的粮食烘干机。
3.4经济性
该系统为科技含量较高的人机互动系统，保证了出机粮食水分在用户要求的较窄范围内波动，提高粮食品质、减少粮食损耗、降低各项费用，使企业经济效益显著增加。
该系统不但在正常运行过程中可以提高出机粮食水分的合格率，而且可以大大缩短每次烘干作业开始时烘干系统的调试时间。无本系统，烘干机正常调试时间为1周左右，而借助于本系统的操作指导，可以在24 h左右完成烘干机的调试工作，而出现非正常水分的粮食仅是开始时参与循环部分的粮食，从而大大降低了调试成本。
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