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粮食连续流干燥过程中的变量选择问题探究

来源:  类别:实用技术  更新时间:2012-08-11  阅读
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连续流粮食干燥过程中被控变量与控制变量的选择
        在连续流粮食干燥机中,粮食一般要经过若干干燥段和缓苏段,再经过冷却段,最后由出料口排出。合适的粮食贮藏含水率是(14±0.5)%,通常手动控制方法很难达到,难以保证干燥后粮食的品质。如果干燥后含水率过高,需要进行二次干燥,将使干燥成本上升,造成能源浪费。实现干燥过程的自动控制,选择合理的被控变量和控制变量,可保证出机粮食含水率均匀一致,减少能源浪费,降低干燥成本,提高干燥后粮食品质以及干燥机的可靠性和稳定性,减少故障率,减轻操作人员劳动强度以及充分发挥干燥机生产能力。
被控变量的选择
       早期大多数连续流干燥机中,由于缺少精密度较高的在线粮食水分检测设备,通常采用间接参数作为被控变量,例如通过排气温度来控制谷物最终含水率,为了得出谷物最终含水率和排气温度间的函数关系,需进行大量的干燥实验,根据控制原理,设计有关数学模型的控制电路。这种把排气温度作为被控变量的方法,虽起到一定的效果,但控制精度较差Borsum和Bakker Arkema研究了单级顺流式粮食干燥机的自控系统,使用一个温度传感器来检测出机粮食温度的变化,把出机粮食温度作为一个被控变量,该控制器可以保持出机粮食平均温度在设定值(±0.5℃)内,相当于出机粮食含水率偏差为±0.2%。随着检测传感技术的发展,在线粮食水分传感器得到户泛的应用,直接变量最终成为被控变量,本文设计的控制系统就是利用在线水分传感器测定出口粮食实际含水率,与给定的目标值进行比较,并将此差值反馈给计算机,通过控制系统调整排粮电动机的转速和热风温度来确保最终粮食含水率接近目标值。
控制变量的选择
        在粮食干燥的整个过程中,影响粮食最终含水率和粮食温度的因素主要有排粮电动机转速、热风温度、热风风量、热风湿度、粮食初始含水率、粮食温度、干燥时间、环境温度和其他各种扰动等。图1给出了粮食干燥机人工操作模型。设计粮食干燥自动控制系统,上述因素多而复杂,且各因素间存在相互耦合,并且一些变量在控制过程中存在较大滞后,因此选择哪些变量作为控制变量是设计粮食干燥自动控制系统的关键。这就需要分析连续流粮食干燥过程影响因素的灵敏度,根据灵敏度的大小,确定各因素对干燥过程控制的影响,并对影响较大的因素进行控制,影响较小的因素不控制或视为干扰。

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