【正文】 科研態(tài)度、誨人不倦的修養(yǎng)素質(zhì)，這些都讓我從中受益頗多。 感謝各位在我撰寫畢業(yè)論文期間給予我無(wú)限幫助以及在我做實(shí)驗(yàn)的漫長(zhǎng)過(guò)程中一起深入討論的各位同學(xué)。衷心感謝徐老師在學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)以及生活中的指導(dǎo)與關(guān)懷！ 感謝電信學(xué)院的每位盡心盡責(zé)的老師。 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 致 謝 本課題糧食烘干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)從最初的選題，中期的試驗(yàn)過(guò)程以及最后畢業(yè)論文的撰寫等相關(guān)工作都是在徐紹芬老師的耐心指導(dǎo)下完成的。在運(yùn)用仿真軟件的基礎(chǔ)上，對(duì)糧食烘干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理充分理解，選取儲(chǔ)存?zhèn)}糧食儲(chǔ)量的調(diào)節(jié)部分，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。本課題中的糧食烘干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是在 PID 控制的理論基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的一個(gè)針對(duì)糧食水分采取控制的系統(tǒng)。 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 結(jié) 論 我國(guó)是糧食生產(chǎn)大國(guó)，收獲的糧食后及時(shí)干燥是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)?？刂菩Ч鐖D 511 所示。 圖 58 流程圖監(jiān)控圖 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 仿真曲線 （ 1）在調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的 PID 控制參數(shù)時(shí)，首先調(diào)節(jié)控制變量 P 的數(shù)值，在比較控制效果之后，發(fā)現(xiàn)當(dāng) P=30 時(shí)（ I=0， D=0），曲線震蕩幅度不是太大，且衰減比例較好，效果如圖 59 所示。本課題中 LIC_1回路中選擇自動(dòng)，糧倉(cāng)儲(chǔ)量給定值為 100mm， FIC_2 回路采用手動(dòng)，設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度為 45%。效果如圖 56所示 圖 56下載成功效果圖 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 在控制分組監(jiān)控畫面中，可以對(duì)回路進(jìn)行控制設(shè)置。本課題的現(xiàn)場(chǎng)模擬主要實(shí)現(xiàn)的是儲(chǔ)存?zhèn)}各個(gè)組態(tài)量的監(jiān)控、對(duì)糧食儲(chǔ)存?zhèn)}儲(chǔ)量的控制、對(duì)儲(chǔ)存?zhèn)}糧食下放流量的控制。流程圖監(jiān)控圖如圖 54 所示。系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)畫面如圖 53 所示。而且通過(guò)翻頁(yè)選項(xiàng)，可以很方便的切換到其他分組，并且可對(duì)其他分組的設(shè)置項(xiàng)進(jìn)行需要的設(shè)置與操作。本課題共設(shè)置四個(gè)分組，分別為：烘干機(jī)水分檢測(cè)糧食儲(chǔ)量分組、烘干機(jī)溫度檢測(cè)分組、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)分組與回路分組。本課題中只需一個(gè)總貌畫面。但是在未連接實(shí)際設(shè)備時(shí)，監(jiān)控軟件窗口中不允許進(jìn)行參數(shù)改動(dòng)，不能設(shè)置手動(dòng)或自動(dòng)控制， 不能進(jìn)行 PID參數(shù)設(shè)置等操作。 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 第五章 仿真與現(xiàn)場(chǎng)模擬調(diào)試 通過(guò) JX300X 組態(tài)軟件的監(jiān)控軟件窗口可以進(jìn)入在 JX300X 組態(tài)軟件已組態(tài)的文件的實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)。 %有偏差時(shí)，其 會(huì)根據(jù)偏差量對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，產(chǎn)生動(dòng)作，減緩或者加快電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)糧食在烘干設(shè)備中的停留時(shí)間，從而調(diào)節(jié)糧食的烘干結(jié)果，使其盡量接近標(biāo)準(zhǔn)值。共同控制電機(jī)轉(zhuǎn)速以更好地控制電機(jī)使其根據(jù)水分含量的多少來(lái)采取動(dòng)作。 在干燥段 2與出口處均設(shè)置了谷物水分檢測(cè)傳感器，用以實(shí)時(shí)檢測(cè)糧食水分，以對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而決定糧食再烘干設(shè)備里的停留時(shí)間，以達(dá)到控制作用。對(duì)于冷卻段入口風(fēng)溫度調(diào)節(jié)回路，由冷卻段的溫度傳感器來(lái)檢測(cè)冷卻段入口風(fēng)溫度。冷卻段的作用主要是進(jìn)一步干燥糧食，并且使糧食的溫度降下來(lái)，以適合運(yùn)輸或者儲(chǔ)存。由于由儲(chǔ)存?zhèn)} 1釋放的糧食是勻速釋放，所以糧食的厚度基本不變。對(duì)于不同的糧食，其適宜的溫度不同，詳見表 44。烘干過(guò)程詳細(xì)控制，見圖 422。若報(bào)警由糧食儲(chǔ)量過(guò)低引發(fā)，即儲(chǔ)量小于 10%而觸發(fā)，工作人員就將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度調(diào)為 0，就 是關(guān)上調(diào)節(jié)閥。正常工作狀態(tài)下，糧食通過(guò)升降機(jī)源源不斷的將糧食運(yùn)送至儲(chǔ)存?zhèn)}，儲(chǔ)存?zhèn)}再勻速（本課題中設(shè)計(jì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥正常工作時(shí)調(diào)節(jié)閥開 50%）將糧食向下放到傳送帶上。冷卻段 1 與冷卻段 2設(shè)施相同，與干燥段相比，冷卻段溫度相對(duì)較低，是為了進(jìn)一步緩和的烘干糧食，同時(shí)降低糧食的溫度，以便后續(xù)保存工作。將糧食先放在儲(chǔ)存?zhèn)}里，然后通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥將糧食勻速向下放，這樣可以基本保證進(jìn)入烘干設(shè)備中的糧食基本上是一個(gè)厚度的，以對(duì)糧食烘干達(dá)到最好的結(jié)果。在圖 420 中，呈現(xiàn)的是烘干機(jī)總體結(jié)構(gòu)。 圖 419 總貌畫面組態(tài) 標(biāo)準(zhǔn)的操作畫面是系統(tǒng)定義的格式固定的操作畫面，實(shí)際工程應(yīng)用中，僅用這樣的操作畫面，還不能形象的表達(dá)現(xiàn)場(chǎng)各種特殊的實(shí)際情況。分組畫面組 態(tài)結(jié)果見圖 417。其中包括總貌畫面、趨勢(shì)畫面、控制分組、數(shù)據(jù)一覽等四種操作畫面組態(tài)。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，往往并不是每個(gè)操作站都需要查看和監(jiān)測(cè)所有的操作畫面，例如，某工程采用 DCS 控制現(xiàn)場(chǎng)的兩個(gè)工段，每個(gè)工段由指定的操作工分別在兩臺(tái)不同的操作站上進(jìn)行監(jiān)控操作，眾所周知，這時(shí)現(xiàn)場(chǎng)往往會(huì)要求這兩個(gè)操作站上可以顯示完全獨(dú)立的兩組畫面，即工段一的操作站上只需要顯示與工段一有關(guān)的操作畫面，工段二的操作站上只需要顯示與工段二有關(guān)的操作畫面，這時(shí)，可以利用操作小組對(duì)操作功能進(jìn)行劃分，每一個(gè)不同的操作小組可以觀察、設(shè)置、修改指 定的一組標(biāo)準(zhǔn)畫面、流程圖、報(bào)表、自定義鍵。本課題中在出口處與烘干段 2兩處設(shè)置了兩個(gè)谷物水分檢測(cè)點(diǎn)，如若在干燥段 2檢測(cè)到糧食水分稍微偏離標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算值，則可通過(guò)其先對(duì)傳送機(jī) 4采取措施，而不必等到糧食出口處再控制而減緩了控制速度，起到及時(shí)控制的作用，是出口處的糧食水分含量更加接近標(biāo)準(zhǔn)值，使控制效果更加。 圖 49 手操器原理圖 圖 410 手操器回路組態(tài) 回路調(diào)節(jié)原理圖見圖 411，組態(tài)狀況（僅以冷卻段 1入口風(fēng)溫度調(diào)節(jié)為例）見圖 412。 JX300系統(tǒng)以基本 PID算式為核心進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)計(jì)了串級(jí)、前饋、串級(jí)前饋（三沖量）等多種控制方案。 信號(hào)點(diǎn)設(shè)置； I/O信號(hào)點(diǎn)設(shè)置在 I/O點(diǎn)組態(tài)畫面中進(jìn)行。本課題糧食烘干機(jī)的組態(tài)結(jié)果如圖 44所示。 圖 42 組態(tài)文件與同行文件夾 該文件夾下面包含著一些小文件夾，如圖 43所示。 建立組態(tài)文件 正式開始進(jìn)行組態(tài)的時(shí)候，首先需要新 建一個(gè)組態(tài)文件，將系統(tǒng)的配置信息集中、完整的體現(xiàn)在組態(tài)文件中。其卡件配置是根據(jù) JX300組態(tài) 軟件內(nèi)部硬件模擬部分配置的。 本課題主要設(shè)計(jì)糧食烘干機(jī)框架，對(duì)其基本工作原理進(jìn)行研究、仿真、模擬。 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第四章 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì) 眾所周知，糧食烘干機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一種常見設(shè)備。選擇干燥條件，主要依據(jù)糧食的種類、成熟度、原始水分和不同用途等，綜合分析并有側(cè)重地選擇。糧食干燥的主要目的，就是為了降低糧食水分的含量，使糧食在儲(chǔ)存過(guò)程中，有較好的穩(wěn)定性。本課題中，谷物干燥機(jī)在工作時(shí)，糧食經(jīng)過(guò)四個(gè)不同的階段（即兩個(gè)干燥段與兩個(gè)冷卻段），經(jīng)過(guò)的路程相對(duì)較長(zhǎng)，熱風(fēng)在鼓風(fēng)機(jī)的作用 下，吹進(jìn)干燥段對(duì)糧食進(jìn)行干燥，帶走大部分水分。干燥的總體過(guò)程可以歸納為兩種基本過(guò)程：（ 1）干燥過(guò)程中糧食內(nèi)部的水分在被加熱之后沿毛細(xì)管擴(kuò)散的糧食外殼的表面（ 2）糧食外殼表面的水分再被干燥介質(zhì)帶走。該軟件采用分類的樹狀結(jié)構(gòu)管理組態(tài)信息，使用戶能清晰把握系統(tǒng)的組態(tài)狀況。 SCKey組態(tài)軟件將幫助工程師有序且系統(tǒng)地完成“系統(tǒng)組態(tài)”這一復(fù)雜工作。當(dāng)系統(tǒng)需要與另外系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)，用戶還需要將系統(tǒng)所采用的協(xié)議、使用的端口告訴控制系統(tǒng)。 DCS綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、冗余及自診斷技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，采用多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的控制與管理需求，目前已成為工業(yè)過(guò)程控制的 主流系統(tǒng)。通過(guò)配置交換器 (SWITCH)，操作站之間的網(wǎng)絡(luò)速 度江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 能提升至 100Mbps，而且可以接多個(gè) SC Ⅱ子網(wǎng)，形成一種組合結(jié)構(gòu)。 SC Ⅱ采用1∶ 1冗余的工業(yè)以太網(wǎng)， TCP/IP的傳輸協(xié)議輔以實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)故障診斷。系統(tǒng)規(guī)模變換靈活，可以實(shí)現(xiàn)從一個(gè)單元的過(guò)程控制，到全廠范圍的自動(dòng)化集成。 （ 4） 利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，對(duì)組態(tài)好的軟件系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)別部分的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、調(diào)試，以深入掌握糧食烘干機(jī)工作原理。 其主要內(nèi)容如下： （ 1） 講述相關(guān)知識(shí)背景，即糧食烘干機(jī)的組成，工作原理以及在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。而且實(shí)際上因?yàn)樵诩Z食烘干推廣領(lǐng)域，由于采用不同推廣運(yùn)營(yíng)模式會(huì)帶來(lái)使用成本的很大變化。根據(jù)諸多方面的調(diào)查分析，一套干燥設(shè)備 25萬(wàn)元到 120萬(wàn)元不等，基本可以使用 15年， 約 3～ 6年便可收回成本，這樣投資回報(bào)率也不算低；再者，機(jī)械干燥的直接成本與人工自然干燥方式相比，前者大大低于后者；如若綜合分析進(jìn)行規(guī)?；鳂I(yè)生產(chǎn)和計(jì)算糧食破碎、拋灑、損失、霉?fàn)€品質(zhì)下降等因素，自然干燥成本是機(jī)江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 械干燥成本的 3倍多。實(shí)際上剛剛收獲的糧食在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)及時(shí) 干燥與放置數(shù)個(gè)小時(shí)甚至數(shù)日再進(jìn)行干燥相比，最后的米質(zhì)將大不一樣。日本主要有兩種方法來(lái)促進(jìn)其國(guó)民使用糧食烘干機(jī)，一種主要是由農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)建立的大型糧食烘干 中心，另一個(gè)是由一個(gè)單一的家庭或生產(chǎn)商使用的小型糧食烘干機(jī)組合購(gòu)買，一般的農(nóng)民多采用后者的方法，以提高糧食的品質(zhì)，也是為了增加收入。日本采取政府補(bǔ)貼，并全面實(shí)施支持服務(wù)，以支持日本糧食烘干機(jī)以及農(nóng)業(yè)的發(fā)展。隨著糧江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 食烘干設(shè)備的快速發(fā)展，世界上的多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家在糧食生產(chǎn)時(shí)基本都采用糧食烘干機(jī)械設(shè)備。目前，中國(guó)的主要谷物烘干機(jī)械主要應(yīng)用于大型糧食存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)，國(guó)有土地農(nóng)墾系統(tǒng)的種子，商品糧基地與大型糧食烘干機(jī)，廣大的農(nóng)村地區(qū)現(xiàn)以自然干燥為主。尤其是國(guó)有農(nóng)墾系統(tǒng)、大型糧庫(kù)的糧食和種子生產(chǎn)基地，逐步裝備起了成套的糧食烘干設(shè)備，并且與加工、儲(chǔ)存等設(shè)施構(gòu)成一體化，成為了我國(guó)糧食烘干設(shè)備的主要應(yīng)用代表。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與研究的局限性 1．國(guó)內(nèi)糧食干燥技術(shù)的發(fā)展歷史 我國(guó)關(guān)于糧食干燥機(jī)械方面的推廣發(fā)展大概有 50多年歷史，從解放初期開始仿制日本、蘇聯(lián)等國(guó)家的烘干技術(shù) 開始的，在當(dāng)時(shí)的年代，糧食烘干機(jī)基本在大型農(nóng)場(chǎng)和糧庫(kù)應(yīng)用， 60— 70年代我國(guó)自主設(shè)計(jì)了多種中、小型糧食烘干機(jī)，它們多數(shù)使用在農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)隊(duì)和農(nóng)村生產(chǎn)聯(lián)隊(duì)。因此，發(fā)展和改進(jìn)糧食干燥機(jī)械化技 術(shù)，改變靠天吃飯的傳統(tǒng)被動(dòng)局面，使到手的糧食損失降低到最低點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)，糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸?shù)忍幚磉^(guò)程中的損失率高達(dá) 15％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò) 5％的聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 percent, in order to meet national food storage standards. Finally, field tests, simulated storage silos singleloop control, to control the granary reserves and food decentralized traffic. Meanwhile, graduation design fully understand JX300X powerful configuration software also hope this project can serve as JX300Xbased configuration system and other related tests of reference. Keyword ： Grain dryer ； Automatic control system ； Configuration ； Monitor 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第一章 緒論 ............................................................................................................. 1 研究背景 .................................................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與研究的局限性 ................................................................