移動式糧食干燥機(jī)

PAGEPAGE45摘要我國是糧食大國，水分是糧食存儲的關(guān)鍵的要素。因此糧食的烘干成為一個非常重要的問題。本文主要研究基于TMS320F2812上智能PID控制的糧食干燥機(jī)閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)有分為全自動模式和半自動模式用來加熱。溫度和濕度傳感器采集信號。人機(jī)界面實(shí)時顯示便于糧食存儲?？偠灾?，智能型移動式糧食干燥機(jī)對溫、濕度信號進(jìn)行采集，實(shí)時顯示實(shí)現(xiàn)烘干系統(tǒng)及人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，使其滿足實(shí)際生產(chǎn)過程中的需要，在整個烘干過程中，自動化程度高，操作方便、安全。關(guān)鍵詞：TMS320F2812烘干機(jī)溫度傳感器

緒論1.1課題的來源和意義我國是一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，對于糧食的合理烘干具有深刻意義。它關(guān)系到國家的發(fā)展和人民生活水平的提高。在目前的情況下，由于糧食烘干技術(shù)水平的落后，導(dǎo)致糧食的溫濕度檢測存在誤差，這已成為制約糧食烘干的重要不良因素。近年來，我國的糧食烘干機(jī)在技術(shù)上取得了很大的發(fā)展，特別在溫度和濕度控制等方面已達(dá)到國際先進(jìn)水平，為糧食的合理貯藏做出了積極貢獻(xiàn)。但我們也應(yīng)清醒地看到存在的制約因素，一次性投資大，投資回收期較長。為了解決這些問題，確保貯糧安全，我們根據(jù)當(dāng)前測控水平，設(shè)計(jì)了一套方案，移動式智能型糧食干燥機(jī)自動控制系統(tǒng)。1.2糧食烘干機(jī)發(fā)展概況國外糧食烘干機(jī)機(jī)械的研究起步于20世紀(jì)40年代，70年到80年代谷物烘干機(jī)向高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、降低成本、電腦控制方向發(fā)展，90年以后谷物烘干機(jī)設(shè)備已經(jīng)達(dá)到系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。90年代以來，著農(nóng)村改革的深入發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平有了較快的提高，專業(yè)化、集約化的規(guī)模經(jīng)營也有了新的發(fā)展。近年來，在谷物烘干機(jī)過程的計(jì)算機(jī)摸擬方面取得了較大的進(jìn)展，傳統(tǒng)軟件和專用軟件的不斷開發(fā)，對谷物烘干機(jī)機(jī)械的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)起到了極其重要的作用。糧食干燥機(jī)在美國、日本、獨(dú)聯(lián)體等國家應(yīng)用比較普遍。在美國主要的機(jī)型有中、小型低溫干燥倉及大、中型高溫干燥機(jī)，以柴油和液化氣為熱源，采用直接加熱干燥。設(shè)備中一般具有：料位控制，溫度控制及出糧水分控制系統(tǒng)等。日本糧食干燥設(shè)備是從二戰(zhàn)后發(fā)展起來的，主要發(fā)展適于干燥水稻的中、小型設(shè)備。機(jī)型有：小型固定床式谷物干燥機(jī)，中、小型循環(huán)式谷物干燥機(jī)及大型谷物干燥機(jī)等。采用的熱源是柴油和煤油，少量采用稻殼為燃料。在各干燥設(shè)備中大都裝有較完善的自動控制系統(tǒng)。在獨(dú)聯(lián)體，大都形成了工廠化生產(chǎn)，有較完善的自控系統(tǒng)，其谷物干燥機(jī)型以大、中型居多，為高溫干燥方式。較普遍地應(yīng)用干、濕糧混合加熱干燥工藝（又稱分流循環(huán)干燥工藝），具有一次降水幅度大、節(jié)能和干燥質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。干燥中采用的熱源是柴油和煤油，為直接加熱干燥。我國谷物烘干機(jī)機(jī)械的發(fā)展是從解放初期仿制日本、前蘇聯(lián)等國外的烘干機(jī)機(jī)開始的。由于當(dāng)時谷物烘干機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗用鋼材多、造價高，不適合于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)和體制狀況，僅在國有農(nóng)場、糧庫及集體企業(yè)使用。20世紀(jì)70年代后期，有關(guān)科研單位開始開發(fā)研制適合于我國國情的谷物烘干機(jī)機(jī)。80年代后，我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體制開始進(jìn)行改革，研制的烘干機(jī)機(jī)械大多向多用化、小型化方向發(fā)展;逐步裝備起成套的谷物烘干機(jī)設(shè)備，并與倉儲、加工等設(shè)施配套成龍，成為我國谷物烘干機(jī)械的主要應(yīng)用代表;同時，也引進(jìn)了美國、加拿大、日本和臺灣等國家和地區(qū)谷物烘干機(jī)機(jī)械，一些大專院校及有關(guān)科研單位也相繼研制出了相應(yīng)系列谷物烘干機(jī)設(shè)備，服務(wù)于國內(nèi)糧食系統(tǒng)。谷物烘干機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐步使烘干機(jī)械走向成熟、完善，同時也加快了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐?？傊Z食干燥技術(shù)的發(fā)展，逐步使烘干機(jī)械走向成熟、完善，同時也使農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化加快了步伐，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展和科技進(jìn)步。1.3移動式糧食干燥機(jī)的原理及工藝1.3.1干燥機(jī)的工作原理控制系統(tǒng)實(shí)時檢測干燥倉入口熱風(fēng)溫度和倉內(nèi)糧食溫度，將采集的風(fēng)溫與給定溫度進(jìn)行比較，其偏差作為控制信號來決定燃燒器的啟閉，使風(fēng)溫保持在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。移動式糧食干燥機(jī)利用熱風(fēng)對流的形式進(jìn)行烘干。在預(yù)熱段，糧食受熱升溫，糧食含水率變化小，干燥速度加快；烘干段，在混流熱風(fēng)的作用下，糧食內(nèi)部水分以氣態(tài)或液態(tài)形式沿毛細(xì)管轉(zhuǎn)移到糧食表面，再由表面蒸發(fā)到干燥介質(zhì)中去；緩蘇段，主要起到緩解糧食直接接觸干燥介質(zhì)、間歇干燥的作用，熱悶一段時間，平衡糧食內(nèi)外溫濕，消除水分梯度，使糧粒內(nèi)部水分逐漸外移，以免引起爆腰或裂紋；冷卻段，將糧食溫度降到安全溫度這時的糧食水分基本不變。1.3.2主要結(jié)構(gòu)本移動式糧食干燥機(jī)主要由熱風(fēng)系統(tǒng)，烘干倉和御糧系統(tǒng)組成。柴油燃燒器，鼓風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐組成間接加熱熱風(fēng)系統(tǒng)。采用控制器為核心控制元件，全高清晰真彩的臺達(dá)為人機(jī)界面?？刂葡到y(tǒng)的空開、交流接觸器、熱繼電器等元件全采用德國施耐德生產(chǎn)的低壓電氣產(chǎn)品。具有全自動邏輯控制、智能分析數(shù)據(jù)、各運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確顯示、故障自動報警和操作簡單的功能，適用全國各地糧食干燥。達(dá)到高效、便捷、安全、穩(wěn)定的功效。移動式糧食干燥機(jī)主要由儲糧段、預(yù)熱段、烘干段、緩蘇段、冷卻段、排糧段、機(jī)架組成，配套部分包括熱風(fēng)爐、提升機(jī)、相關(guān)風(fēng)網(wǎng)等。預(yù)熱段、烘干段和冷卻段內(nèi)裝置有角狀盒，呈交替狀并排排列。工作時糧粒沿著角狀盒的間隙S形曲線向下流動，在交替高、低溫氣流的作用下，糧食干燥質(zhì)量好，裂紋少。手動操作系統(tǒng)依靠各低壓電氣原件來實(shí)現(xiàn)操控。該系統(tǒng)包括按鈕、指示燈、空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器、變頻器等，所有原件均采用德國施耐德、歐姆龍、臺達(dá)等知名電氣生產(chǎn)廠家的低壓電器產(chǎn)品，保證系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。半自動、全自動操作系統(tǒng)由觸摸屏及控制模塊等原件來實(shí)現(xiàn)操控。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動邏輯控制，智能分析數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確顯示系統(tǒng)的各運(yùn)行狀態(tài)，故障自動報警。系統(tǒng)操作簡捷、方便，可全自動智能操控系統(tǒng)。1.3.3工藝特點(diǎn)(1).采用混流式烘干工藝，對流熱風(fēng)烘干。從熱風(fēng)和糧食的相對運(yùn)動來看，相當(dāng)于順流、逆流交替作用。(2).配套設(shè)備熱風(fēng)爐提供的熱空氣，干凈無污染，確保了糧食的衛(wèi)生要求，保證糧食質(zhì)量。(3).配有自動控制系統(tǒng)，對熱風(fēng)溫濕度、烘干終點(diǎn)水分實(shí)行自動控制。1.3.4工藝流程經(jīng)清理后的糧食由提升機(jī)提升進(jìn)入儲糧段，再經(jīng)預(yù)熱段升溫、預(yù)熱、烘干、緩蘇，再烘干、緩蘇的烘干降水過程后，然后對糧食進(jìn)行冷卻降溫，最后進(jìn)入排糧段將糧食排出。預(yù)熱段熱風(fēng)來源于第二烘干段及冷卻段的熱風(fēng)循環(huán)，這樣可以節(jié)約熱能資源。烘干段與冷卻段分別由熱風(fēng)風(fēng)機(jī)與冷風(fēng)風(fēng)機(jī)打入熱風(fēng)與冷風(fēng)。溢流的糧食從儲糧段的溢流口經(jīng)回流管回流到提升機(jī)。在整個烘干過程中，糧食自上而下均勻流動，熱風(fēng)對流穿透糧層，完成熱交換后經(jīng)排風(fēng)口排出。再加上自動控制系統(tǒng)，整個工藝流程自動化程度高、操作方便、安全可靠。開機(jī)工藝流程示意圖：油箱液位油箱液位液位處于正常位置液位處于正常位置啟動燃燒器啟動燃燒器熱交換裝置風(fēng)門打開。熱交換裝置風(fēng)門打開。潤滑油低液位報警潤滑油極低液位停機(jī)啟動熱鼓風(fēng)機(jī)潤滑油低液位報警潤滑油極低液位停機(jī)啟動熱鼓風(fēng)機(jī)啟動主電機(jī)啟動主電機(jī)啟動引風(fēng)機(jī)啟動引風(fēng)機(jī)啟動冷風(fēng)機(jī)啟動冷風(fēng)機(jī)啟動風(fēng)選機(jī)啟動風(fēng)選機(jī)啟動上料機(jī)啟動上料機(jī)啟動皮帶機(jī)啟動皮帶機(jī)皮帶秤稱重皮帶秤稱重停機(jī)工藝流程示意圖：停止上料機(jī)停止上料機(jī)停止風(fēng)選機(jī)停止風(fēng)選機(jī)停止主電機(jī)停止主電機(jī)停止冷風(fēng)機(jī)停止燃燒器停止冷風(fēng)機(jī)停止燃燒器延時大于30分鐘延時大于30分鐘停止引風(fēng)機(jī)停止引風(fēng)機(jī)停止熱鼓風(fēng)機(jī)停止熱鼓風(fēng)機(jī)啟動條件：燃燒器油箱液位處于正常位置（高于極低位置）；燃燒沒有故障鎖定;熱交換裝置風(fēng)門打開。熱交換裝置風(fēng)門處安裝一限位開關(guān)。當(dāng)熱交換裝置風(fēng)門關(guān)閉時，限位開關(guān)打開；當(dāng)熱交換裝置風(fēng)門打開時，限位開關(guān)閉合。熱鼓風(fēng)機(jī)軸承套潤滑油液位正常。燃燒爐膛溫度參數(shù)設(shè)定正確。需要設(shè)定“點(diǎn)火溫度”和“熄火溫度”操作過程當(dāng)以上條件滿足后，在面板上按下“燃燒控制啟動”按鈕，燃燒器先啟動。當(dāng)爐溫小于“點(diǎn)火溫度”時，燃燒器開始燃燒。當(dāng)爐溫大于“熄火溫度”時，燃燒器熄火。燃燒器燃燒正常后，熱鼓風(fēng)機(jī)方能啟動。此過程中，按下“燃燒控制停止”按鈕后，燃燒器先停止，熱鼓風(fēng)機(jī)延時大等于30分鐘后停止。1.3.5工藝要求熱空氣分布均勻，糧食受熱一致，烘干糧食循環(huán)速度快且干燥均勻，實(shí)時顯示糧食溫濕度，可調(diào)糧食溫濕度及干燥速度，熱風(fēng)目標(biāo)溫度為100℃，大火啟動溫度為70℃、停止溫度為90℃，小火啟動溫度為80℃、停止溫度為100℃。此時需設(shè)置報警溫度1的上限為0℃、下限為1.4移動式糧食工作模式1、檢修模式：即檢修時按鈕單獨(dú)啟停各個設(shè)備，沒有聯(lián)鎖。2、半自動模式：即分段順序按鈕啟停，各設(shè)備受聯(lián)鎖控制，負(fù)荷參數(shù)手動調(diào)節(jié)。此操作便于空負(fù)荷調(diào)試干燥機(jī)。(一) 燃燒控制（包括啟停燃燒器和熱鼓風(fēng)機(jī)）(二) 主機(jī)控制（包括啟停主電機(jī)、引風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)）(三) 上料控制（包括啟停風(fēng)選機(jī)和上料機(jī)）3、全自動模式：即設(shè)定好參數(shù)后，各設(shè)備按順序互鎖啟停，負(fù)荷自動調(diào)節(jié)。選擇全自動模式時，操作人員先對照我們預(yù)先設(shè)置的干燥物類（預(yù)先設(shè)置三種干燥物：谷類、麥類、豆類）的參數(shù)，進(jìn)行選擇干燥物種，然后啟動干燥機(jī)。此操作屬于傻瓜型4、主機(jī)的自動調(diào)節(jié)主電機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的“干燥后理想達(dá)到的水分含量值”進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。當(dāng)實(shí)際干燥出的糧食水分含量越接近“干燥后理想達(dá)到的水分含量值”，主電機(jī)就增大頻率，提高轉(zhuǎn)速。反之，減慢轉(zhuǎn)速上料機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到最佳烘干效果。 其自動控制系統(tǒng)組成圖如下：糧食出口糧食出口設(shè)定含水率智能PID控制主電機(jī)轉(zhuǎn)速鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上料機(jī)轉(zhuǎn)速烘干筒干燥后糧食在線式水分測定儀燃燒器爐膛設(shè)定溫度智能PID控制燃燒器啟停爐膛K分度熱電偶溫度檢測干燥熱風(fēng)設(shè)定溫度干燥熱風(fēng)設(shè)定溫度智能PID控制PT100溫度檢測干燥熱風(fēng)冷卻風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速由于本系統(tǒng)采對電加熱部分采用了微機(jī)控制系統(tǒng)，故具有較高的控制操作性、提高了生產(chǎn)效率、改善了工作環(huán)境，并且會帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，因而會在各種糧食烘干中得到更為廣泛的應(yīng)用。并且，隨著“DSP”的快速發(fā)展，研究利用DSP會更加具有實(shí)踐意義，也可以說是有著更為廣泛的應(yīng)用前景1.5本移動式糧食干燥機(jī)用于熱風(fēng)烘干的原因（1）.使用語言方法，可不需要掌握過程的精確數(shù)學(xué)模型，而語言方法卻是一種很方便的近似。操作人員易于通過人的自然語言進(jìn)行人機(jī)界面聯(lián)系。（2）.采用模糊控制，過程的動態(tài)響應(yīng)品質(zhì)優(yōu)于常規(guī)PID控制，并對過程參數(shù)的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。通常熱風(fēng)烘干機(jī)為PID控制算法，對于不同的糧食需要調(diào)節(jié)的控制參數(shù)不一樣，而且對于溫度控制，往往為相對緩慢的變化，如果采用PID算法，超調(diào)量很難控制且整個系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算和調(diào)節(jié)的工作量非常巨大。鑒于模糊控制的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，模糊邏輯可以使電子計(jì)算機(jī)模擬人的直覺，并依據(jù)不確切的信息作出決定，這是下一代工廠自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。模糊邏輯使用是主觀的，面向語言的知識，例如操作人員的專門知識，而不是復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，它基本上是以規(guī)劃為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)，工作起來速度非?？欤夷M人的判斷力效率非常高。因此，在移動式糧食干燥機(jī)中應(yīng)用模糊控制具有充分的理論依據(jù)。方案論證現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，過程控制是不可缺少的重要組成部分，為了克服外界擾動，穩(wěn)定生產(chǎn)，使其工況最優(yōu)化，提高產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)量；為了提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益；為了安全生產(chǎn)，改善勞動條件，保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生等，需在生產(chǎn)過程中對溫度，壓力，流量，液位，濕度等等實(shí)現(xiàn)自動控制，要達(dá)到上述目的，根據(jù)自動控制理論過程控制系統(tǒng)首先必須是穩(wěn)定的，這是一個最基本的要求，除了滿足絕對穩(wěn)定性外，系統(tǒng)還必須具有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定裕量；其次系統(tǒng)應(yīng)是一個衰減振蕩過程，但過渡過時間要短余差要小等。在工程上這些要求往往是互相矛盾的。因此在設(shè)計(jì)過程控制系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，分清主次，以保證滿足最重要的質(zhì)量指標(biāo)要求。2.1總體方案的論證2.1.1單回路控制系統(tǒng)單回路控制系統(tǒng)是指只有一個測量變送器、一個調(diào)節(jié)器、一個調(diào)節(jié)閥連同被控過程，對一個被控參數(shù)進(jìn)行控制的反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)圖2-1單回路控制系統(tǒng)框圖由于單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資少，易于調(diào)整合投運(yùn)，有能滿足一般工業(yè)生產(chǎn)過程的控制要求，因此應(yīng)用十分廣泛，尤其適用于擾動變化相對緩慢，或系統(tǒng)純時延較小的系統(tǒng)中。2.1.2復(fù)雜控制系統(tǒng)單回路控制系統(tǒng)解決了工業(yè)生產(chǎn)過程中的大量的參數(shù)定位控制問題。它是過程控制中結(jié)構(gòu)最簡單、最基本、應(yīng)用最廣泛的一種形式。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，對于某些比較復(fù)雜的過程或者生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)效益、安全運(yùn)行、環(huán)境保護(hù)等要求更高的場合，單問路控制系統(tǒng)往往滿足不了上述要求。為了提高控制品質(zhì)，在單回路控制方案的基礎(chǔ)上，開發(fā)應(yīng)用諸如串級、前饋，大延時控制等一類的較復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案。2.1.3新型控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)和常用復(fù)雜控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是經(jīng)典控制理論，它們在常規(guī)儀表時代得到了廣泛的應(yīng)用，解決了生產(chǎn)過程中大部分的控制問題。但仍有許多控制問題是常規(guī)控制系統(tǒng)無法有效解決，甚至無法解決的。因此，從20世紀(jì)60年代開始，以狀態(tài)空間法為理論基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論將傳統(tǒng)的單輸入單輸出系統(tǒng)發(fā)展到多輸入多輸出系統(tǒng)領(lǐng)域，對自動控制技術(shù)的發(fā)展起到了積極的推動作用；與此同時計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展，特別是微處理器芯片的發(fā)明，使得集散控制(DCS)和可編程邏輯控制器(PLC)等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)迅速成為控制裝置的主流。由于廣泛采用了計(jì)算機(jī)控制，在常規(guī)儀表中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算算法等難題得到了有效的解決，因此，各類新型控制系統(tǒng)紛紛從理論研究進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。隨著生產(chǎn)的迅速發(fā)展，過程工業(yè)逐漸趨于大型化和精細(xì)化，生產(chǎn)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性也在不斷地增加，這就對自動控制提出了更高的要求。而當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的是簡單控制和常見的復(fù)雜控制系統(tǒng)，對于一些過程特性復(fù)雜的系統(tǒng)若只采用簡單的PID控制往往達(dá)不到滿意的控制效果，因而對于新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制算法的需要也就變得尤為迫切。從20世紀(jì)70 年代以來，廣大的科學(xué)工作者、工程技術(shù)人員不斷探索新的理論與方法，除了加強(qiáng)對生產(chǎn)過程的建模、系統(tǒng)辯識、自適應(yīng)控制、魯律控制(RobustControl)等的研究外，他們開始打破傳統(tǒng)控制思想的束縛，試圖面向工業(yè)過程的特點(diǎn)，尋找各種對模型要求低、在線計(jì)算方便、控制綜合效果好的基于模型的控制算法，并逐步形成了以現(xiàn)代控制理論和人工智能為理論基礎(chǔ)的多種新型控制系統(tǒng)。新型控制系統(tǒng)主要可以分為三大類。一是面向復(fù)雜特性系統(tǒng)的幾種解決方案，如被控變量和主要擾動不可測量時的推理控制，過程間有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)時所采用的解禍控制以及過程有較大時滯時的時滯補(bǔ)償控制等；二是以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的多變量控制系統(tǒng)，它包括了自適應(yīng)控制和預(yù)測控制等；第三是介紹近年來倍受關(guān)注的幾類智能控制系統(tǒng)。這些控制算法在復(fù)雜的工業(yè)過程控制中都得到了成功的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實(shí)用價值。2.2傳感器的原理及主要技術(shù)參數(shù)2.2.1傳感器的原理簡單測溫原理由電子學(xué)知道,PN結(jié)的正向電流隨溫度呈指數(shù)規(guī)律變化,如果保持正向壓降不變,其正向電流也隨溫度呈指數(shù)變化.然而,當(dāng)正電流不變時,PN結(jié)的正向壓降隨溫度將線性變化,現(xiàn)代的PN結(jié)溫度傳感器都是利用正向壓降進(jìn)行溫度測量的。2.2.2主要技術(shù)參數(shù)（1）.極限參數(shù)最高工作溫;是指傳感器在規(guī)定的條件下,長期連續(xù)工作所允許的上限溫度。一般規(guī)定PN結(jié)溫度傳感器的最高工作溫度為200℃（2）.線性度PN結(jié)溫度傳感器的線性度是描述傳感器的輸出電壓值隨溫度變化的直線程度。PN結(jié)溫度傳感器在－50℃～200（3）.靈敏度PN結(jié)溫度傳感器的靈敏度是指在規(guī)定的條件下,環(huán)境溫度每變化1℃時,其輸出電壓的變化值,用ST表示,單位是mv/℃。它的典型數(shù)值為2.10mv/℃（4）.標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓是指傳感器在規(guī)定的條件下，在特定的溫度場合所測得的輸出電壓值通常傳感器生產(chǎn)廠家給出最低Tmin,最高工作溫度Tmax，中間溫度1/2(Tmax+Tmin)下的電壓可以使用廠家應(yīng)用,如在0～100℃的溫度區(qū)內(nèi),通常有Ｖ0℃=680.0mv；Ｖ50℃=575.0mv;Ｖ100℃=470.0mv（5）.互換偏差互換偏差是指傳感器在規(guī)定的條件下,對于同一確定的理想擬合直線,每一支傳感器的V-T曲線與該直線的最小偏差,這個電壓偏差通常按-2.10mv/℃折合成溫度來表示。互換偏差是指描述傳感器之間的互換程度的一個重要指標(biāo)，根據(jù)使用的精度不同，一般規(guī)定四個互換檔次，A檔的互換偏差不大于±1.5℃;B檔不大于±1.0℃,C檔不大于±0.5℃,D檔不大于互換偏差主要取決于材料的電阻率的均勻一致性好壞，制造器件的工藝水平及工藝水平控制的一致性，重復(fù)性好壞。（6）.時間常數(shù)PN結(jié)溫度傳感器的時間常數(shù)，是描述傳感器的動態(tài)特性的一個參數(shù)，它的定義應(yīng)該適用熱敏電阻器關(guān)于時間常數(shù)的定義，即傳感器在零功率測試條件下（自熱忽略或自熱很小），當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生突變時，傳感器芯片所感受到的溫度變化量為從起始到最終的變量的63.2%所需的時間。它反映了傳感器對溫度的敏感程度，也就是對快速變化的溫度信號的敏感程度，即響應(yīng)快慢，特別是對于測量脈沖溫度，脈動流速及精密控溫等應(yīng)用場合，該參數(shù)的大小尤為重要，由于傳感器的形狀結(jié)構(gòu)，材料，封裝方式的不同，它的時間常數(shù)相差很大，從零點(diǎn)幾秒到幾分不等。（7）.穩(wěn)定度PN結(jié)溫度傳感器的穩(wěn)定度是描述傳感器在各種使用條件下保持原有特性的能力的參數(shù)，它定義為輸出電壓的年變化率或折合成溫度值后所對應(yīng)的溫度的年變化率。通過幾年的應(yīng)用與考核，傳感器的穩(wěn)定度不大于0.05℃（8）.耗散功率耗散功率是指傳感器在測試的條件下，PN結(jié)所消耗的功率，它的計(jì)算視溫度點(diǎn)而異。在某溫度T0,傳感器輸出電壓為VT0，設(shè)傳感器通以恒定電流I0則耗散功率為ＰT0=VT0,例如在0℃時，給傳感器通以100μA恒定電流，其輸出電壓為ＶT0=680.00mV,則傳感器在0℃時的耗散功率為2.3溫度傳感器2.3.1溫度傳感器原理在本設(shè)計(jì)中，需要對糧食烘干溫度進(jìn)行測量，本著適用又經(jīng)濟(jì)的原則，我們根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要選擇PN結(jié)溫度傳感器WM01。同其它各類型溫度傳感器相比較，線性度好，響應(yīng)快，靈敏度高，內(nèi)阻低，功耗小，穩(wěn)定度高，互換偏差小。（1）.線性度好PN結(jié)溫度傳感器是電壓轉(zhuǎn)換型溫度傳感器，在正向不變的條件下，其正向電壓隨溫度近似線性變化。在－50～+50℃的溫度范圍內(nèi)線性度為0.3%,既在0～+50℃溫度范圍內(nèi)線性偏差<0.15％，其線性度比熱敏電阻高50倍以上，長年使用可靠。熱敏電阻與（2）.靈敏度高PN溫度傳感器的電壓值小于0.1℃，比普通的工業(yè)電阻高100（3）.響應(yīng)速度快適應(yīng)性強(qiáng)PN結(jié)溫度傳感器由于其基片體積?。ū葻崦綦娮栊?倍），工藝技術(shù)可靠，不僅響應(yīng)速度快，而且也增加了耐腐蝕性能，長期埋入糧堆或施藥，熏蒸都不會損壞。反應(yīng)速度比鉑電阻快20倍。（4）.穩(wěn)定度高PN結(jié)溫度傳感器輸出的年變化折合成溫度值后，所對應(yīng)溫度年變化率不大于0.05℃,（5）.互換偏差小PN結(jié)溫度傳感器的生產(chǎn)制造工藝控制過程較嚴(yán)，與糧食測溫的T型溫度傳感器互換偏差不大于0.5℃（6）.內(nèi)阻低，功耗小PN結(jié)溫度傳感器的功耗僅在70μW左右，其中的工作電流在100μA左右。在設(shè)計(jì)中，不必單設(shè)電源。圖2-3PN結(jié)溫度傳感器特性曲線圖2.3.2溫度傳感器的選擇溫度傳感器有很多種類：熱電偶，熱電阻，半導(dǎo)體溫度傳感器和紅外線測溫儀等。在眾多的溫度傳感器中，由于我們所采集的信號是空氣溫度，所以我們選擇半導(dǎo)體溫度傳感器，這里我們考慮AD590和DS1820這兩種。方案一：采用DS18B20串行溫度傳感器。該傳感器精度高，抗干擾能力強(qiáng)，反應(yīng)時間稍長。方案二：采用AD590，它的測溫范圍在-55℃～+150℃之間，而且精度高.M檔在測溫范圍內(nèi)非線形誤差為±0.3方案一與方案二比較,方案一反應(yīng)時間稍長,方案二具有較高的性價比，所以選擇方案二。2.4濕度傳感器2.4.1濕度傳感器原理（1）.大氣的濕度及露點(diǎn)地球表面的大氣層是由78%的氮?dú)狻?1%的氧氣和一小部分二氧化碳、水汽以及其他一些惰性氣體混合而成的。由于地面上的水量在不停地變化，而水份的蒸發(fā)及凝結(jié)的過程總是伴隨著吸熱和放熱，因此大氣中的水汽的多少影響了大氣的濕度。大氣的干濕程度，通常是用大氣中水汽的密度來表示的。即每1m3大氣所含水汽的克數(shù)來表示，它稱為大氣的絕對濕度。要想直接測量出大氣的水汽密度，方法比較復(fù)雜。而理論計(jì)算表明，在一般的氣溫條件下，大氣的水汽密度，與大氣中水汽的壓強(qiáng)數(shù)值十分接近。所以大氣的水汽密度又可以規(guī)定為大氣中所含水汽的壓強(qiáng)，又把它稱為大氣的絕對濕度，用符號D表示，常用的單位是mmHg。。在許多與大氣的濕度有關(guān)的現(xiàn)象里，如農(nóng)作物的生長綿紗的斷頭以及人們的感覺等等，都與大氣的絕對濕度沒有直接的關(guān)系，主要與大氣中的水汽離飽和狀態(tài)的遠(yuǎn)近程度有關(guān)。比如，同樣是6mmHg的絕對濕度，如果在炎熱的夏季中午，由于離當(dāng)時的飽和水汽壓（31.38mmHg）尚遠(yuǎn)，使人感到干燥，如果是在初冬的傍晚，由于水汽壓接近當(dāng)時的飽和水汽壓（18.05mmHg）而使人感到潮濕。因此通常把大氣的絕對濕度跟當(dāng)時氣溫下飽和水汽壓的百分比稱為大氣的相對濕度，即：（公式2-1）式中H——相對濕度(RH)D——大氣的絕對濕度（mmHg）Ds——當(dāng)時氣溫下的飽和水汽壓（mmHg）上式表明，若大氣中所含水汽的壓強(qiáng)等于當(dāng)時氣溫下的飽和水汽壓時，這時大氣的相對濕度等于100%RH。露點(diǎn):降低溫度可以使未飽和水汽變成飽和水汽。露點(diǎn)就是指使大氣中原來所含有的未飽和水汽變成飽和水汽所必須降低的溫度。因此只要能測出露點(diǎn)，就可以通過一些數(shù)據(jù)表查得當(dāng)時大氣的絕對濕度。當(dāng)大氣中的未飽和水汽接觸到溫度較低的物體時，就會使大氣中的未飽和水汽達(dá)到或接近飽和狀態(tài)，在這些物體上凝結(jié)成水滴。這種現(xiàn)象被稱為結(jié)露。結(jié)露對農(nóng)作物有利，但對電子產(chǎn)品則是有害的。（2）.濕敏傳感器的分類水是一種極強(qiáng)的電解質(zhì)。水分子有較大的電偶極矩，在氫原子附近有極大的正電場，因而它有很大的電子親和力，使得水分子易吸附在固體表面并滲透到固體內(nèi)部。利用水分子這一特性制成的濕度傳感器稱為水分子親和力型傳感器。而把與水分子親和力無關(guān)的濕度傳感器稱為非水分子親和力型傳感器。在現(xiàn)代工業(yè)上使用的濕度傳感器大多是水分子親和力型傳感器，它們將濕度的變化轉(zhuǎn)換為阻抗或電容值的變化后輸出。2.4.2濕度傳感器的選擇（1）.濕度測量在工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，HONEYWELL公司生產(chǎn)的集成濕度傳感器IH3605采用集成電路技術(shù)。IH3605內(nèi)部的兩個熱化聚合體層之間形成的平板電容器電容量的大小可隨濕度的不同發(fā)生變化，從而可完成對濕度信號的采集。熱化聚合體層同時具有防御污垢、灰塵、油及其它有害物質(zhì)的功能。而且IH3605的主要技術(shù)指標(biāo)也符合在倉庫中的運(yùn)用。但I(xiàn)H3605的輸出電壓是供電電壓、濕度及溫度的函數(shù)。電源電壓升高，輸出電壓將成比例升高。在實(shí)際應(yīng)用中，需要通過幾個步驟才可計(jì)算出實(shí)際的相對濕度值。在運(yùn)用上太過麻煩，而且價格相對于一般所用的濕度傳感器要高，適合于高精度的工業(yè)中運(yùn)用，但不適合在倉庫中的運(yùn)用。（2）.測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣中吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式，電阻式和濕漲式濕敏元件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測量的。HS1101的特點(diǎn)：不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠和長期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時間。專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，側(cè)面接觸的封裝產(chǎn)品，適合用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路。圖2-4為濕敏電阻電容工作的溫、濕度范圍。圖2-4濕敏電阻電容工作的溫、濕度范圍相對濕度在0%~100%RH范圍內(nèi)：電容量由162pF變到200pF，其誤差2.5DSP選擇TMS320F2812數(shù)字訊號處理器是針對數(shù)字控制所設(shè)計(jì)的DSP，整合了DSP及微控制器的最佳特性，主要使用在嵌入式控制應(yīng)用，如數(shù)字電機(jī)控制(digitalmotorcontrol,DMC)、資料擷取及I/O控制(dataacquisitionandcontrol,DAQ)等領(lǐng)域。針對應(yīng)用最佳化，并有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，F(xiàn)28x核心支持全新CCS環(huán)境的Ccompiler，提供C語言中直接嵌入?yún)R編語言的程序開發(fā)介面，可在C語言的環(huán)境中搭配匯編語言來撰寫程序。值得一提的是，F(xiàn)28xDSP核心支持特殊的IQ-math函式庫，系統(tǒng)開發(fā)人員可以使用便宜的定點(diǎn)數(shù)DSP來發(fā)展所需的浮點(diǎn)運(yùn)算算法。F28x系列DSP預(yù)計(jì)發(fā)展至400MHz，目前已發(fā)展至150MHz的Flash型式。1.高性能靜態(tài)CMOS制成技術(shù)(1)150MHz(6.67ns周期時間)(2)省電設(shè)計(jì)(1.8VCore，3.3VI/O)(3)3.3V快取可程序電壓2.JTAG掃描支持3.高效能32BitCPU(1)16x16和32x32MACOperations(2)16x16DualMAC(3)哈佛總線結(jié)構(gòu)(4)快速中斷響應(yīng)(5)4M線性程序?qū)ぶ房臻g(LinearProgramAddressReach)(6)4M線性數(shù)據(jù)尋址空間(LinearDataAddressReach)(7)TMS320F24X/LF240X程序核心兼容4.芯片上(On-Chip)的內(nèi)存(1)128Kx16Flash(4個8Kx16，6個16Kx16)(2)1Kx16OTPROM(單次可程序只讀存儲器)(3)L0和L1：2組4Kx16SARAM(4)H0：1組8Kx16SARAM(5)M0和M1：2組1Kx16SARAM共128Kx16Flash，18Kx16SARAM5.外部內(nèi)存接口(1)支持1M的外部內(nèi)存(2)可程序的WaitStates(3)可程序的Read/WriteStrobeTi最小g(4)三個獨(dú)立的芯片選擇(ChipSelects)6.頻率與系統(tǒng)控制(1)支持動態(tài)的相位鎖定模塊(PLL)比率變更(2)On-Chip振蕩器(3)看門狗定時器模塊7.三個外部中斷?8.外圍中斷擴(kuò)展方塊(PIE)，支持45個外圍中斷9.128位保護(hù)密碼(1)保護(hù)Flash/ROM/OTP及L0/L1SARAM(2)防止韌體逆向工程10.三個32位CPUTimer11.電動機(jī)控制外圍(1)兩個事件管理模塊(EVA，EVB)(2)與240xADSP相容12.(1)同步串行外圍接口SPI模塊(2)兩個異步串行通訊接口SCI模塊，標(biāo)準(zhǔn)UART(3)eCAN(EnhancedControllerAreaNetwork)(4)McBSPWithSPIMode13.16個信道12位模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(ADC)(1)2x8通道的輸入多任務(wù)(2)兩個獨(dú)立的取樣-保持(Sample-and-Hold)電路(3)可單一或同步轉(zhuǎn)換(4)快速的轉(zhuǎn)換率：80ns/12.5MSPS2.6控制電路方案一：使用模擬電路搭接。此方案的優(yōu)點(diǎn)是成本低，程序簡單，易于實(shí)現(xiàn)。但模擬電路受外界，特別是溫度的干擾很大，且器件之間的互相干擾也非常明顯。所以測量精度不易保證，不利于整個測量系統(tǒng)的工作。方案二：使用DSP作為主控芯片。由于DSP內(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，可以簡化硬件電路的設(shè)計(jì)和干擾，并且使用高級語言編程，程序簡單易懂，易于實(shí)現(xiàn)。綜合以上各方案，采用方案二作為主控電路。第三章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是基于DSPTMS320F2812對數(shù)字控制系統(tǒng)。所采用的控制系統(tǒng)具有運(yùn)算速度快、精度高、集成度高、電路設(shè)計(jì)簡單和電磁兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)以DSPTMS320F2812為核心的一套檢測系統(tǒng)，其中包括電源系統(tǒng)、溫度和濕度檢測及控制、鍵盤及顯示、報警電路、等部分的設(shè)計(jì)。3.1DSPTMS320F2812的介紹和特性德州儀器所生產(chǎn)的TMS320F2812數(shù)字訊號處理器是針對數(shù)字控制所設(shè)計(jì)的DSP，整合了DSP及微控制器的最佳特性，主要使用在嵌入式控制應(yīng)用，如數(shù)字電機(jī)控制(digitalmotorcontrol,DMC)、資料擷取及I/O控制(dataacquisitionandcontrol,DAQ)等領(lǐng)域。針對應(yīng)用最佳化，并有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，F(xiàn)28x核心支持全新CCS環(huán)境的Ccompiler，提供C語言中直接嵌入?yún)R編語言的程序開發(fā)介面，可在C語言的環(huán)境中搭配匯編語言來撰寫程序。值得一提的是，F(xiàn)28xDSP核心支持特殊的IQ-math函式庫，系統(tǒng)開發(fā)人員可以使用便宜的定點(diǎn)數(shù)DSP來發(fā)展所需的浮點(diǎn)運(yùn)算算法。F28x系列DSP預(yù)計(jì)發(fā)展至400MHz，目前已發(fā)展至150MHz的Flash型式。F2812芯片上設(shè)計(jì)了一個相位鎖定模塊(PLL)，這個模塊將會提供整個芯片所需頻率源。PLL模塊方塊圖如圖2所示。PLL提供了4位(PLLCR[3:0])的PLL倍率選擇，共10種放大倍率，可動態(tài)改變CPU的頻率頻率。如表1所示為PLLCR緩存器的格式，緩存器的位說明如表2所示。XCLKIN：外部頻率源輸入。OSCCLK：與XCLKIN的頻率一樣。CLKIN：CPU維持正常工作所需的頻率源。這是整個芯片的最高頻率。SYSCLKOUT：與CLKIN的頻率一樣，提供給外圍電路使用。第四章糧食干燥機(jī)的使用本移動式糧食干燥機(jī)采用控制器為核心控制元件，全高清晰真彩的臺達(dá)為人機(jī)界面?？刂葡到y(tǒng)的空開、交流接觸器、熱繼電器等元件全采用德國施耐德生產(chǎn)的低壓電氣產(chǎn)品。具有全自動邏輯控制、智能分析數(shù)據(jù)、各運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確顯示、故障自動報警和操作簡單的功能，適用全國各地糧食干燥。達(dá)到高效、便捷、安全、穩(wěn)定的功效。1-2電氣設(shè)備工作環(huán)境本系統(tǒng)電氣設(shè)備應(yīng)在規(guī)定工作環(huán)境中運(yùn)行：工作環(huán)境要求無雨淋、無鹽霧水汽、油漬、腐蝕性氣體、可燃性氣體及油霧工作環(huán)境溫度-20℃～海拔高度低于1600m環(huán)境濕度小于95％RH,無凝露震動等級小于5.9m/s2防護(hù)等級IP65供電頻率AC50Hz±2﹪供電電壓AC380±10﹪2-2系統(tǒng)流程本移動式糧食干燥機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式分為兩種，開機(jī)流程和停機(jī)流程。2-2-1開機(jī)流程開機(jī)工藝流程示意圖油箱油位是否有油油箱油位是否有油Y進(jìn)行加油N啟動燃燒器N無油或油極低停機(jī)啟動熱鼓風(fēng)機(jī)包閘打開啟動熱交換機(jī)啟動篩分機(jī)啟動閉風(fēng)器啟動上料機(jī)啟動排風(fēng)機(jī)啟動冷風(fēng)機(jī)啟動引風(fēng)機(jī)啟動拋送機(jī)2-2-2停機(jī)流程停機(jī)工藝流程示意圖停止上料機(jī)停止上料機(jī)停止拋送機(jī)停止引風(fēng)機(jī)停止燃燒器停熱鼓風(fēng)機(jī)包閘關(guān)、停止熱交換機(jī)自動情況下系統(tǒng)自設(shè)一定時間達(dá)到設(shè)定停機(jī)溫度時停止冷風(fēng)機(jī)停止篩分機(jī)停止閉風(fēng)器停止排風(fēng)機(jī)2-3電氣控制裝置本移動式糧食干燥機(jī)控制系統(tǒng)的電氣控制裝置包括：電氣控制柜、電氣操作柜。2-3-1電控柜操作面板電控柜操作面板示意圖-1電控柜操作面板示意圖-2：2-3-2電控柜元器件及作用電控柜操作面板示意圖-1中的元器件及其作用：電源旋鈕：供給操作柜的電源，在每次烘干之前，打開電源鑰匙，進(jìn)行操作，烘干完后，關(guān)閉鑰匙開關(guān)，拔下鑰匙，妥善保管。電壓指示表：當(dāng)與外界電源接通時，合上總開關(guān)，對應(yīng)在電壓表上指針顯示出當(dāng)前的電壓。電流指示表：當(dāng)與外界電源接通時，合上總開關(guān)，對應(yīng)在電流表上指針顯示出當(dāng)前的電流。溫濕度儀：準(zhǔn)確測試出當(dāng)前大氣的溫度和濕度。皮帶稱稱重顯示器：準(zhǔn)確的測試出在出料口出料的多少。熱風(fēng)溫度顯示器：測試出燃燒器對爐膛加熱后，在爐膛出口處的溫度。同時在手動狀況下對燃燒器的加熱的控制。觸摸屏：選擇自動狀況下，進(jìn)行操作及顯示各個電機(jī)的運(yùn)行狀況。上料機(jī)、大滾筒、熱鼓風(fēng)變頻顯示及控制器：手動情況下，調(diào)節(jié)上料機(jī)、大滾筒和熱鼓風(fēng)機(jī)的頻率時，旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的旋鈕改變頻率，顯示器上就會顯示出對應(yīng)的頻率。故障報警指示燈：當(dāng)出現(xiàn)故障時，對應(yīng)的故障燈就會亮起。急停開關(guān)：當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，急速按下此開關(guān)，各個控制部分全部停止。復(fù)位按鈕：在自動情況下，對程序進(jìn)行復(fù)位，使其從新執(zhí)行。當(dāng)有故障，排除故障后，按此鍵也是對程序進(jìn)行復(fù)位。熱交換機(jī)旁路旋鈕：在糧食烘干的過程中，突然出現(xiàn)斷電情況，熱交換體內(nèi)存有正在烘干的糧食，再次啟動，帶變頻啟動不能夠啟動時，用此旋鈕啟動，啟動一段時間后，關(guān)閉此旋鈕，再進(jìn)行正常啟動、運(yùn)行。模式選擇旋鈕:模式選擇有兩種，一是手動模式，二是自動模式。選擇相應(yīng)的模式，對應(yīng)相應(yīng)的操作模式。電控柜操作面板示意圖-2中的元器件及其作用：1、電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)：在烘干前，接通外部電源，合上總空開后，檢查各個相線電壓是否斷路,各個相線電壓為380V。2、電源指示燈：在烘干前，接通外部電源，合上總空開后，打開控制面板上的電源鑰匙開關(guān)，該指示燈點(diǎn)亮。烘干完畢后，停止各個電機(jī)，關(guān)閉電源鑰匙，該指示燈熄滅。3、燃燒器故障指示燈：當(dāng)燃燒器發(fā)生故障時（燃燒器多次點(diǎn)火不成功、火/小火之間轉(zhuǎn)換有問題、燃燒器的油位過低不夠燃燒），該指示燈亮起。沒有問題時該指示燈長滅。4燃燒器啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制燃燒器的啟動，紅色按鈕控制燃燒器的停止。燃燒器燃燒柴油，產(chǎn)生熱量聚集在鍋爐里，用熱量進(jìn)行糧食烘干。5、熱鼓風(fēng)機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制熱鼓風(fēng)機(jī)的啟動，紅色按鈕控制熱鼓風(fēng)機(jī)的停止。熱鼓風(fēng)機(jī)把燃燒器產(chǎn)生的熱量從爐膛里抽出，送往熱交換體（大滾筒）6、熱交換機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制熱交換機(jī)的啟動，紅色按鈕控制熱交換機(jī)的停止。轉(zhuǎn)動大滾筒，把糧食和熱風(fēng)在此進(jìn)行交換，使其充分干燥。7、篩分機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制篩分機(jī)的啟動，紅色按鈕控制篩分機(jī)的停止。篩分機(jī)在糧食烘干前，使其糧食和雜物進(jìn)行分離，并排出。8、閉風(fēng)器啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制閉風(fēng)器的啟動，紅色按鈕控制閉風(fēng)器的停止。閉風(fēng)器用于關(guān)閉風(fēng)門，啟動上料機(jī)是升降臂的電源。9、排風(fēng)機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制排風(fēng)機(jī)的啟動，紅色按鈕控制排風(fēng)機(jī)的停止。進(jìn)行熱交換后，所有的濕熱氣通過排風(fēng)機(jī)排除。10、引風(fēng)機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制引風(fēng)機(jī)的啟動，紅色按鈕控制引風(fēng)機(jī)的停止。引風(fēng)機(jī)用于在進(jìn)行熱交換后，吸收外界空氣。11、冷風(fēng)機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制冷風(fēng)機(jī)的啟動，紅色按鈕控制冷風(fēng)機(jī)的停止。冷風(fēng)機(jī)用于在熱交換后，使外界的空氣與交換糧食的濕熱氣體迅速混合，達(dá)到降溫，在排風(fēng)機(jī)的吸附下，迅速排除，保證糧食的烘干效果。12、皮帶拋送機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制皮帶拋送機(jī)的啟動，紅色按鈕控制皮帶拋送機(jī)的停止。在冷卻系統(tǒng)完成工作后，排除糧食時，把糧食拋送到一定的位置，在拋送的過程中裝有稱重系統(tǒng)，準(zhǔn)確的測試出糧食的重量。13、上料機(jī)啟動、停止按鈕：綠色按鈕控制上料機(jī)的啟動，紅色按鈕控制上料機(jī)的停止。將糧食輸送到干燥機(jī)上，進(jìn)行糧食干燥。本移動式糧食干燥機(jī)控制系統(tǒng)以控制器為核心控制元件，全高清真彩的臺達(dá)觸摸屏為人機(jī)界面?？刂葡到y(tǒng)分為手動操作系統(tǒng)、半自動操作系統(tǒng)、全自動操作系統(tǒng)，操作簡捷、方便，運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。手動操作系統(tǒng)依靠各低壓電氣原件來實(shí)現(xiàn)操控。該系統(tǒng)包括按鈕、指示燈、空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器、變頻器等，所有原件均采用德國施耐德、歐姆龍、臺達(dá)等知名電氣生產(chǎn)廠家的低壓電器產(chǎn)品，保證系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。半自動、全自動操作系統(tǒng)由觸摸屏及控制模塊等原件來實(shí)現(xiàn)操控。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動邏輯控制，智能分析數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確顯示系統(tǒng)的各運(yùn)行狀態(tài)，故障自動報警。系統(tǒng)操作簡捷、方便，可全自動智能操控系統(tǒng)。操作前準(zhǔn)備1.打開電源總開關(guān)，由“OFF”位置轉(zhuǎn)至“ON”位置1.檢查主電源是否供給：觀察控制面板上的電壓表是否有電壓指示，并旋轉(zhuǎn)電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，AB、BC、AC線電壓應(yīng)均為380V。2.旋轉(zhuǎn)控制面板的“電源”開關(guān)，檢查電源指示燈是否點(diǎn)亮，觸摸屏是否打開。3．依次接通各空氣開關(guān)。4.觀察控制面板上各儀表是否正常，檢查溫濕度顯示儀、稱重顯示儀、熱風(fēng)溫控儀是否處于正常工作狀態(tài)。5.觀察變頻器控制板是否正常。若有異常顯示，必須停止操作。開機(jī)運(yùn)行操作模式設(shè)備的系統(tǒng)開機(jī)設(shè)置了三種操作模式：“手動模式”、“半自動模式”、“全自動模式”。系統(tǒng)運(yùn)行1）“手動模式”操作“手動模式”操作的選擇：在控制面板上旋動“模式選擇”旋鈕，選擇“手動模式”，進(jìn)入手動操作模式。依次按下各電機(jī)“啟動”（綠色）、“停止”（紅色）可控制各電機(jī)的啟動和停止。操作流程：①熱風(fēng)溫控儀的設(shè)置例：熱風(fēng)目標(biāo)溫度為100℃，大火啟動溫度為70℃、停止溫度為90℃，小火啟動溫度為80℃、停止溫度為100℃。此時需設(shè)置報警溫度1的上限為0℃、下限為20℃，報警溫度2的上限為10℃、下限為30℃。②啟動電機(jī)先按下“燃燒器”的啟動（綠色）按鈕，待燃燒器點(diǎn)火成功，熱風(fēng)溫控儀會根據(jù)用戶設(shè)置自動開啟或關(guān)閉燃燒器的大火、小火控制開關(guān)，當(dāng)熱風(fēng)溫度達(dá)到目標(biāo)溫度時，按下“熱鼓風(fēng)電機(jī)”的啟動（綠色）按鈕開啟熱鼓風(fēng)機(jī)。依次按下“熱交換機(jī)”、“篩分機(jī)”、“閉風(fēng)器”、“排風(fēng)機(jī)”、“引風(fēng)機(jī)”、“冷風(fēng)機(jī)”、“皮帶拋送機(jī)”、“上料機(jī)”啟動（綠色）按鈕開啟各電機(jī)。③停止電機(jī)先按下“上料機(jī)”的停止（紅色）按鈕，待熱交換機(jī)內(nèi)的糧食烘干完成后，依次按下“燃燒器”、“熱交換機(jī)”、“篩分機(jī)”、“閉風(fēng)器”、“排風(fēng)機(jī)”、“引風(fēng)機(jī)”、“冷風(fēng)機(jī)”、“皮帶拋送機(jī)”停止（紅色）按鈕停止各電機(jī)。當(dāng)熱風(fēng)溫度降至50℃左右時，按下“熱鼓風(fēng)機(jī)”停止（紅色）按鈕停止電機(jī)。2）“半自動模式”操作“半自動模式”的選擇：在控制面板上旋動“模式選擇”旋鈕，選擇“自動模式”，進(jìn)入觸摸屏操作。在觸摸屏開機(jī)畫面下，點(diǎn)擊“半自動模式”按鈕，觸摸屏將顯示如下圖所示畫面：操作流程：⑴在半自動模式下，根據(jù)現(xiàn)場需求，依次輸入熱交換機(jī)、熱鼓風(fēng)機(jī)、上料機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，須點(diǎn)擊“設(shè)置有效”按鈕，把參數(shù)發(fā)至各控制變頻器里。⑵熱風(fēng)溫度設(shè)定：在半自動模式下，點(diǎn)擊“熱風(fēng)溫度設(shè)定”按鈕，觸摸屏將顯示如下圖所示畫面：在觸摸屏上依次輸入現(xiàn)場所需的：停爐溫度、目標(biāo)溫度、小火溫度、大火溫度。按下“設(shè)置完成”按鈕返回半自動模式操作畫面。注意！四組溫度參數(shù)設(shè)置時必須滿足以下的條件：停爐溫度>目標(biāo)溫度>小火溫度>大火溫度例：停爐溫度：100℃目標(biāo)溫度：90℃小火溫度：80℃大火溫度：70℃⑶電機(jī)控制：在半自動模式下，須先點(diǎn)擊“啟動模式”按鈕開啟半自動模式，屏幕的上方會顯示“半自動模式”五個字。再點(diǎn)擊“電機(jī)控制”按鈕進(jìn)入電機(jī)控制操作，觸摸屏將顯示如下圖所示畫面：在啟動半自動模式下，點(diǎn)擊各電機(jī)的控制按鈕可以啟動相應(yīng)電機(jī)，再次點(diǎn)擊各電機(jī)的控制按鈕可以停止相應(yīng)電機(jī)。若電機(jī)開啟，其相應(yīng)的指示燈會點(diǎn)亮。①啟動電機(jī)：先點(diǎn)擊“燃燒器”按鈕啟動燃燒器，在系統(tǒng)設(shè)定的延時結(jié)束時，自動開啟熱鼓風(fēng)機(jī)。然后依次點(diǎn)擊各電機(jī)的控制按鈕，啟動相應(yīng)電機(jī)。（注：上料機(jī)按鈕須在其他電機(jī)全部啟動之后才可以解除鎖定。）②停止電機(jī)：先點(diǎn)擊“上料機(jī)”按鈕停止上料機(jī)，待熱交換機(jī)內(nèi)的糧食烘干完成后，依次按下“燃燒器”、“熱交換機(jī)”、“篩分機(jī)”、“閉風(fēng)器”、“排風(fēng)機(jī)”、“引風(fēng)機(jī)”、“冷風(fēng)機(jī)”、“皮帶拋送機(jī)”按鈕停止電機(jī)。當(dāng)熱風(fēng)溫度降至設(shè)定值時，系統(tǒng)自動停止熱鼓風(fēng)機(jī)。3）“全自動模式”操作“全自動模式”的選擇：在控制面板上旋動“模式選擇”旋鈕，選擇“自動模式”，進(jìn)入觸摸屏操作。在觸摸屏開機(jī)畫面下，點(diǎn)擊“全自動模式”按鈕，觸摸屏將顯示如下圖所示畫面：操作流程：⑴參數(shù)設(shè)置在全自動模式下，點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”按鈕（F1），觸摸屏將顯示如下如所示畫面：在此畫面下，選擇需要干燥糧食的區(qū)域、種類：選擇完成后，輸入需要干燥糧食的“含水量”，確定目標(biāo)糧食的參數(shù)，點(diǎn)擊“下一步”按鈕，進(jìn)入下一組參數(shù)的設(shè)置，觸摸屏將顯示如下圖所示畫面：在此畫面下，系統(tǒng)會自動通過內(nèi)部計(jì)算，顯示所需的熱交換機(jī)、熱鼓風(fēng)機(jī)、上料機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，同時用戶也可根據(jù)現(xiàn)場需要修改所需參數(shù)。設(shè)置完成后，須點(diǎn)擊“設(shè)置有效”按鈕把各電機(jī)參數(shù)下發(fā)至各控制變頻器。點(diǎn)擊“返回”按鈕可回到“全自動模式”畫面。⑵熱風(fēng)溫度設(shè)定在參數(shù)設(shè)置的畫面下，點(diǎn)擊“熱風(fēng)溫度設(shè)定”按鈕，觸摸屏將顯示如下圖所示畫面：在觸摸屏上依次輸入現(xiàn)場所需的：停爐溫度、目標(biāo)溫度、小火溫度、大火溫度。按下“設(shè)置完成”按鈕返回全自動模式操作畫面。注意！四組溫度參數(shù)設(shè)置時必須滿足以下的條件：停爐溫度>目標(biāo)溫度>小火溫度>大火溫度例：停爐溫度：100℃目標(biāo)溫度：90℃小火溫度：80℃大火溫度：70℃⑶電機(jī)控制：在全自動模式下，須先點(diǎn)擊“啟動模式”按鈕開啟全自動模式，屏幕的上方會顯示“自動模式”四個字。①啟動電機(jī)：在全自動模式開啟狀態(tài)下，點(diǎn)擊“開始”按鈕，系統(tǒng)將自動開啟各電機(jī)。開啟的流程為：首先啟動燃燒器，系統(tǒng)延時結(jié)束后自動開啟熱鼓風(fēng)機(jī)，然后依次開啟熱交換機(jī)、篩分機(jī)、閉風(fēng)器、排風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、皮帶拋送機(jī)、上料機(jī)。②監(jiān)控運(yùn)行：在全自動畫面下，點(diǎn)擊“監(jiān)控運(yùn)行”按鈕，觸摸屏將顯示如下圖所示畫面：在監(jiān)控運(yùn)行畫面下，可察看各電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，若電機(jī)開啟，相應(yīng)的指示燈會點(diǎn)亮。③停止電機(jī)：在全自動模式畫面下，點(diǎn)擊“停止”按鈕，系統(tǒng)將自動停止各電機(jī)。停止的流程為：首先停止上料機(jī)、篩分機(jī)，系統(tǒng)延時結(jié)束后自動停止燃燒器、熱交換機(jī)、閉風(fēng)器、排風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、皮帶拋送機(jī)。當(dāng)熱風(fēng)溫度降至設(shè)定值時，系統(tǒng)自動停止熱鼓風(fēng)機(jī)。故障報警系統(tǒng)發(fā)生故障時，在每個畫面的上方會有最新的故障報警顯示。例：如下圖所示為故障報警顯示：（注：電機(jī)發(fā)生故障時，系統(tǒng)將自動切斷相應(yīng)電機(jī)的開關(guān)，故障排除后需按下控制面板上的“故障清除”按鈕才可再次啟動相應(yīng)電機(jī)。）在全自動模式和半自動模式的畫面里均設(shè)置了“故障記錄”按鈕?？刹榭垂收系摹熬幪枴?、“日期”、“時間”、“故障內(nèi)容”等相關(guān)信息。如下圖所示為故障記錄畫面：參考文獻(xiàn)：1曹崇文,戴天紅;混流式谷物干燥機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助分析[J];中國農(nóng)機(jī)化;1997年S1期2史英春;郭曉云;賈懷遠(yuǎn);馬瀏軒;;油菜籽干燥工藝的研究[J];佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年06期3吳崇友;;我國油菜全程機(jī)械化技術(shù)途徑[J];農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督;2008年03期4謝奇珍;劉進(jìn);師建芳;張景文;;水稻混流干燥工藝的試驗(yàn)研究[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2006年03期5崔士勇，黃興華，夏吉慶，李貴，劉守江，張艷來，臧宏;5HGS－45大型糧食干燥成套設(shè)備的研制[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;1996年01期6謝敏;胡偉;;糧食烘干機(jī)械化的現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械;2001年12期7王丹陽;李成華;楊玉芬;佟玲;張本華;;基于干燥時間的稻谷深床干燥工藝參數(shù)的優(yōu)化[J];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年02期8韓寶柱,馬獻(xiàn)力,亓校文,高樹林;淺析油菜籽干燥技術(shù)[J];現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);2001年07期總結(jié)在現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展的今天，DSP在工業(yè)和生活等各個方面應(yīng)用越來越廣泛，特別在自然環(huán)境的檢測中，在很久以前人們就開始對環(huán)境溫度進(jìn)行簡單的測量，隨著社會的不斷進(jìn)步，人們對溫度測量的要求逐漸提高，原有的功能已經(jīng)不能滿足其要求，智能化的溫度測量系統(tǒng)走上歷史的舞臺，現(xiàn)代社會，智能系統(tǒng)走進(jìn)了人們生活的方方面面。我通過對糧食烘干機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我體會到了成功的喜悅，也懂得了任何事情的成功都要付出艱辛的勞動和辛勤的汗水。幾個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于要畫上句號，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感覺受益匪淺。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)結(jié)合了大學(xué)里各專業(yè)課的內(nèi)容，所以在這短短的幾個月中，我把學(xué)到的有關(guān)單片機(jī)原理與應(yīng)用、微機(jī)接口、數(shù)字電子、等知識都運(yùn)用在此次設(shè)計(jì)中，完成了糧食溫濕實(shí)時顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)，不僅讓我重新復(fù)習(xí)了從前的知識，而且還彌補(bǔ)了以前的許多漏洞，學(xué)會了綜合運(yùn)用知識，學(xué)會了應(yīng)用實(shí)踐。讓我學(xué)會了綜合考慮問題，全面分析問題，總體規(guī)劃布局等有關(guān)設(shè)計(jì)的方法，體會到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。在此論文完成之際，我取得的成績是在王志達(dá)老師的精心指導(dǎo)下完成的，這里我要向指導(dǎo)師表達(dá)最衷心的謝意！目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 1第二章項(xiàng)目提出的背景和必要性 4第一節(jié)項(xiàng)目建設(shè)背景 4第二節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的必要性 4第三節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的先進(jìn)性 8第三章市場分析與建設(shè)規(guī)模 10第一節(jié)市場分析 10第二節(jié)建設(shè)規(guī)模 11HYPERLINK\l"_Toc36