[发明专利]一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，属于干燥机技术领域。

背景技术

气体射流冲击干燥是一种新的干燥技术，该技术是将具有一定压力的加热气体经过一定形状的喷嘴喷出并用其直接冲击物料的一种干燥方法，具有气流速度高、换热系数高、传热速率可控等优点。气体射流冲击干燥中风速、干燥温度及干燥湿度对干燥过程和干燥产品质量都有着显著的影响，实现这些参数的自动化精确控制，在提高设备自动化程度的同时，更可以有效的保证产品的品质、缩短干燥时间和降低干燥能耗。

含水率在很多情况下是干燥产品的首要质量指标，干燥产品的含水率往往会影响产品的质保、色泽、口感等很多方面。干燥产品的含水率可通过物料的重量依照含水率计算公式计算得到，在目前的干燥研究及生产中，为了获取干燥过程中物料含水率的变化情况，经常采用过程中人工称取物料重量并进行计算的方法，但干燥过程往往持续时间较长，采用人工称重的方法获取含水率，不但极大的增加了研究工作人员的劳动强度，而且还存在人工称重间隔时间长，最佳干燥时间点误差大的缺点，并且对于一些干燥条件不能轻易破坏的干燥过程，如为防止物料收缩过快需要保持干燥湿度的干燥，过程中人工称重是不被允许的。因此，将自动称重技术应用于气体射流冲击干燥中，在干燥过程中进行产品重量的在线自动称量，并据此自动计算干燥产品的含水率，实时显示产品的重量和含水率的变化情况是十分必要的，这样不但可有效降低工作人员的劳动强度，更可以方便的判断物料的干燥脱水情况，有效防止过度干燥或未干燥到位的情况发生，保证产品质量和降低干燥能耗。但气体射流冲击干燥具有气流速度高的特点，物料、称重装置暴露在高速气流的冲刷下，设备中的主要振动源—大风量的离心风机也会在运行时产生明显的振动，这些都会使称重部分产生抖动而造成称重误差，当自动称重的误差大到一定程度，自动称重便失去了意义，由此可见，解决干燥过程中自动称重精度低的问题是实现气体射流冲击干燥在线自动称量的关键技术之一。

现有技术中存在具有自动称重功能的控制系统，该系统具有继电反馈模糊自整定PID控温功能，控温效果好。虽然该系统同样应用于气体射流冲击设备，但相对于本申请：该系统未考虑对设备风速进行自动控制，高速气流冲刷及离心风机振动会对在线称重精度造成较大影响；该系统称重传感器采用外置式方案，称重装置结构复杂，需要在设备制造时就做好相应准备，不利于现有设备的改造升级；该系统属于烘焙设备控制系统，不涉及干燥含水率和湿度控制等方面，不适合通常情况下的物料干燥机；该系统以单片机为核心，数据处理及系统功能扩展能力有限，数据存储需外接PC机，使用不便成本高。

现有技术中还存在一种以触摸屏为主机，以单片机系统和两台变频器为从机的气体射流冲击干燥设备的自动控制系统，实现了干燥过程中温度、湿度、风速的自动控制及数据存储等功能，提高了气体射流冲击干燥设备的自动化水平，但该系统的不足是：系统没有考虑物料重量的在线自动称量，干燥产品含水率的获取依然需要采用人工称重的方式，还存在上述诸多问题；该系统通过单片机进行积分分离式数字PID温度控制，但该控温方式存在设备调试时需要专业人员花费一定时间进行人工PID参数整定的不足，调试设备不便，耗时长；该系统的湿度控制使用简单的开关控制方法，即检测到当前湿度大于设置湿度时就开启排湿电磁阀排湿，当检测到当前湿度低于设置湿度时就关闭排湿电磁阀，但当干燥高湿物料时，干燥室内湿度上升很快，排湿电磁阀易出现短时间内频繁开闭的现象，易造成电磁阀的损坏，使系统排湿功能失效。

综上所述，气体射流冲击干燥缺乏成熟的自动称重技术，更不具备物料含水率在线检测功能，同时，现有设备控制系统升级改造需求大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，该系统可实现干燥过程中，物料重量的自动称量及含水率检测、干燥温度精确控制、干燥湿度自动调控、干燥风速自动变换等功能，以解决现有气体射流冲击干燥技术中存在的问题，提高气体射流冲击干燥设备的自动化和智能化水平。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气体射流冲击干燥机的自动控制系统，包括可编程触摸显示屏1，所述可编程触摸显示屏1通过第一串口5与单片机2相连，通过第二串口6与温控仪3及变频器4相连，所述可编程触摸显示屏1与单片机2之间还连接有电平转换模块7。