【導(dǎo)讀】家黨中央的高度重視。糧食生產(chǎn)是國(guó)家發(fā)展的根基，萬(wàn)民平安和諧發(fā)展的源頭。巨大的損失，所以解決糧食的烘干問(wèn)題具有很大的意義。流程圖等的設(shè)置)、編譯、監(jiān)控。通過(guò)控制糧食在烘干塔內(nèi)的停留時(shí)間與干燥過(guò)程。出口處的糧食含水量達(dá)到14±%左右，以滿足國(guó)家糧食的儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，模擬儲(chǔ)存?zhèn)}的單回路控制，來(lái)控制糧倉(cāng)儲(chǔ)量以及糧食下放的流量。為基于JX-300X組態(tài)系統(tǒng)等相關(guān)試驗(yàn)的參考依據(jù)。

　　

【正文】 一個(gè)糧食水分檢測(cè)傳感器作為外環(huán)調(diào)節(jié)。江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 當(dāng)傳感器檢測(cè)到糧食水分與 14177。 %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。在干燥段 2設(shè)置一個(gè)糧食水分傳感器檢測(cè)設(shè)備作內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)，是為了及時(shí)對(duì)糧食水分進(jìn)行分析，如果糧食水分跟理論計(jì)算有偏差，則可以直接對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。如果只是通過(guò)出口處的水分檢測(cè)來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，速度太慢，已經(jīng)來(lái)不及對(duì)烘干過(guò)程進(jìn)行及時(shí)控制。串級(jí)控制可以使系統(tǒng)快速響應(yīng)，以達(dá)到更好的控制效果。 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)。在監(jiān)控畫面中，用戶可以很清楚的看到組態(tài)中各個(gè)物理量的實(shí)時(shí)變化，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，以及調(diào)節(jié)系統(tǒng) PID 參數(shù)來(lái)控制參數(shù)量，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制、分析，得到結(jié)果。在監(jiān)控軟件中可以很方便的在各個(gè)窗口之間進(jìn)行切換，體驗(yàn)監(jiān)控軟件的方便與強(qiáng)大。用戶進(jìn)入 JX300X 組態(tài)軟件的監(jiān)控軟件窗口時(shí)，需要勾選仿真運(yùn)行選項(xiàng)，需要找到組態(tài)文件中的 .IDX 文件來(lái)運(yùn)行，需要登錄賬號(hào)來(lái)選擇用戶的操作級(jí)別以更好的進(jìn)行監(jiān)控和控制。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。在連接了實(shí)際設(shè)備后（比如開(kāi)關(guān)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、水箱等設(shè)備），監(jiān)控軟件就可以實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的開(kāi)關(guān)以及工作狀況。此時(shí)用戶就可以對(duì)監(jiān)控窗口中的參數(shù)、手自動(dòng)、 PID 參數(shù)等進(jìn)行設(shè)置，仿照實(shí)際運(yùn)行效果，更深入的了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，更好的掌握軟件使用以及對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況由更好的理解。 系統(tǒng)總貌畫面包括各個(gè)模擬量的監(jiān)測(cè)和回路分組、趨勢(shì)畫面、一覽畫面以及流程圖畫面的入口。本課題中只需一個(gè)總貌畫面。在總貌畫面上可以很方便的進(jìn)入各個(gè)需要監(jiān)測(cè)的畫面，大大簡(jiǎn)化了操作步驟，是監(jiān)控操作 簡(jiǎn)單易行，真正體現(xiàn)了 JX300X 組態(tài)軟件的強(qiáng)大與方便。系統(tǒng)總貌畫面見(jiàn)圖 51。 51 系統(tǒng)總貌畫面 系統(tǒng)控制分組實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面分析 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 系統(tǒng)的分組實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面如圖 52所示。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。他們分別顯示本課題中水分與糧食儲(chǔ)量位號(hào)的變化趨勢(shì)、烘干機(jī)溫度傳感器檢測(cè)的溫度變化趨勢(shì)、電機(jī)轉(zhuǎn)速變化趨勢(shì)以及回路控制量的變化趨勢(shì)。在控制分組實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面里，用戶可以觀察到每個(gè)分組里各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況，并且可以通過(guò)點(diǎn)擊分組里 的位號(hào)條形圖來(lái)進(jìn)入需要觀察、設(shè)置的位號(hào)的調(diào)整畫面，如圖 425。在調(diào)整畫面里，可以設(shè)置該位號(hào)物理量的手動(dòng)或者自動(dòng)選擇，可以設(shè)置是否需要報(bào)警裝置，可以設(shè)置報(bào)警范圍等操作。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。 圖 52系統(tǒng)控制分組實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面 系統(tǒng)監(jiān)控趨勢(shì)圖分析 本課題中根據(jù)需要監(jiān)測(cè)的位號(hào)數(shù)目，共設(shè)置了兩幅趨勢(shì)圖來(lái)顯示各個(gè)監(jiān)測(cè)量 圖 53 系統(tǒng)趨勢(shì)監(jiān)控畫面 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 的實(shí)時(shí)變化趨勢(shì)。由圖中可以看出每一位號(hào)代表的物理量在不同時(shí)間的數(shù)值，直觀、簡(jiǎn)潔的表現(xiàn)了 參數(shù)的變化，便于用戶取樣分析。通過(guò)翻頁(yè)選項(xiàng)可以在兩張趨勢(shì)圖之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，方便用戶觀測(cè)。系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)畫面如圖 53 所示。 系統(tǒng)流程圖監(jiān)控圖分析 本課題中共繪制了 3幅流程圖，分別是：烘干機(jī)流程圖、儲(chǔ)存?zhèn)} 1儲(chǔ)量調(diào) 節(jié)流程圖、烘干段詳細(xì)流程圖。在流程圖中可以很直觀的看到各個(gè)監(jiān)測(cè)物理量的數(shù)字變化。對(duì)于某一位號(hào)，采取單擊方式，可以進(jìn)入其儀表操作界面，進(jìn)行下一步的操作或設(shè)置。流程圖監(jiān)控圖如圖 54 所示。 圖 54流程圖監(jiān)控畫面 系統(tǒng)一覽監(jiān)控圖分析 數(shù)據(jù)一覽組態(tài)圖中包括了所有組態(tài)過(guò)的模入量，可以直觀 的反應(yīng)其數(shù)值的變化，便于讀取。一覽監(jiān)控圖如圖 55 所示。 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 55 一覽監(jiān)控畫面 本課題經(jīng)過(guò)組態(tài)仿真運(yùn)行之后，最后對(duì)儲(chǔ)存?zhèn)}部分進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬。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。以此了解 PID 控制，了解單回路控制的控制過(guò)程。 在進(jìn)行組態(tài)仿真之后，編譯程序無(wú)誤，然后下載。使兩主機(jī)協(xié)調(diào)成功。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。選擇手動(dòng)還是自動(dòng)控制。當(dāng)選擇手動(dòng) 時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)控制量來(lái)改變各個(gè)監(jiān)控量的變化。當(dāng)選擇自動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)設(shè)定給定值來(lái)使系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到想要的效果。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(kāi)度為 45%。效果圖如圖 57 所示。 圖 57 手動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié) 在監(jiān)控畫面中 可以看到所組態(tài)量的實(shí)時(shí)變化以及各個(gè)回路的控制狀態(tài)。下圖中回路 LIC_1 中的測(cè)量值與給定值基本相同，此時(shí)進(jìn)倉(cāng)流量與出倉(cāng)流量也基本持平，已達(dá)最終的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，效果如圖 58 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。 圖 59 P=30 I=0 D=0 （ 2）圖 59 中，糧倉(cāng)儲(chǔ)量沒(méi)有最終穩(wěn)定，需再加積分減少其結(jié)果偏差。當(dāng) P=30，I=， D=0 時(shí)，結(jié)果使系統(tǒng)偏差為零，但是衰減比不是很好，且調(diào)節(jié)周期偏長(zhǎng)，效果如圖 510 所示。 圖 510 P=30 I=1 D=0 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 （ 3） 圖 510中調(diào)節(jié)周期偏長(zhǎng)，衰減比不好，需將 I 調(diào)小，當(dāng) P=30， I=，D=0 時(shí)，可以得到相對(duì)較小的調(diào)節(jié)周期與較好的衰減比?？刂菩Ч鐖D 511 所示。 圖 511 P=30， I=， D=0 本次現(xiàn)場(chǎng)模擬中，由于微分對(duì)調(diào)節(jié)效果影響不明顯所以不予調(diào)節(jié)。本課題設(shè)置的兩個(gè)回路中 ， LIC_1回路為自動(dòng)，設(shè)置給定值糧倉(cāng)儲(chǔ)存量數(shù)值為 100mm， FIC_2回路為手動(dòng)，設(shè)置糧食出倉(cāng)處電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度設(shè)為 45%。通過(guò)一段時(shí)間的調(diào)節(jié)，糧倉(cāng)儲(chǔ)量緩慢上升經(jīng)過(guò)小范圍的波動(dòng)最終達(dá)到既定水平，糧食進(jìn)倉(cāng)流量先以較快速度增長(zhǎng)，再保持較大的進(jìn)倉(cāng)量，等達(dá)到糧倉(cāng)儲(chǔ)量設(shè)定值后，糧食進(jìn)倉(cāng)流量趨于平緩，最終于糧食出倉(cāng)流量趨于一致，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。 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)。在江蘇省以及全國(guó)的一些農(nóng)村地區(qū)，谷物收獲后的含水率相對(duì)較高，自然晾曬損失率也較高，造成了一定程度的浪費(fèi)， 而且最后得到的糧食品質(zhì)相對(duì)較差。在中國(guó)的大部分農(nóng)村地區(qū)，由于現(xiàn)在還是家庭聯(lián)產(chǎn)承包制度為主的農(nóng)業(yè)制度，所以糧食烘干機(jī)械化還是沒(méi)有普及。本課題針對(duì)糧食烘干機(jī)的工作原理、烘干理念，在 JX300X組態(tài)軟件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了糧食烘干機(jī)的總體框架，并對(duì)其進(jìn)行理論分析、研究，最終做出一個(gè)糧食烘干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。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)。在烘干機(jī)的基礎(chǔ)上，本課題主要著力在其自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。采用一個(gè)主要的串級(jí)控制與兩個(gè)輔助的單回路控制，使得糧食 在出口處的含水量可以近似地保持在14177。 %的范圍左右。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)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，可以像軟件仿真的結(jié)果一樣達(dá)到對(duì)糧食儲(chǔ)存?zhèn)}的糧食儲(chǔ)量的有效控制。 本課題在達(dá)到了控制效果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，成本較低。參數(shù)調(diào)節(jié)與結(jié)果分析方面簡(jiǎn)單易行，便于用戶理解與操作。 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。在我的 畢業(yè)設(shè)計(jì)遇到各種難以預(yù)料的困惑的時(shí)候，是徐老師積累多年的豐富的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，淵博似海的專業(yè)知識(shí)做了我迷茫中的指向標(biāo)，幫助我找對(duì)方向。在此基礎(chǔ)上，徐老師有著嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)精神、孜孜不倦的科研態(tài)度、誨人不倦的修養(yǎng)素質(zhì)，這些都讓我從中受益頗多。畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的定期交流讓我了解自己所處的狀態(tài)，明確自己的下一目標(biāo)，規(guī)劃自己的進(jìn)程，使我能更有計(jì)劃的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。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。在我大學(xué)四年里為我授業(yè)解惑，使我夯實(shí)專業(yè)知識(shí)，尤其是做畢業(yè)設(shè)計(jì)主要用到的集散控 制系統(tǒng)與過(guò)程控制基礎(chǔ)等領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ)，使我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)才能有所想、有所成果。 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)。 感謝我的家人、同學(xué)、朋友和所有支持我、幫助我和對(duì)我寄予無(wú)限厚望的人，我定會(huì)加倍努力，絕對(duì)不會(huì)讓你們失望！ 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 參考文獻(xiàn) [1] 劉冬梅等 . 谷物干燥特性試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置 [J]. 農(nóng)機(jī)化研究， 20xx,（ 1） :2527 [2] 張清華等 . 谷物干燥品質(zhì)控制技術(shù) [J]. 農(nóng)機(jī)化研究， 20xx，（ 1）： 4549 [3] 姜學(xué)軍 . 計(jì) 算機(jī)控制技術(shù) . 清華大學(xué)出版社， 20xx:3342 [4] 劉春山等 . 糧食烘干試驗(yàn)臺(tái)的開(kāi)發(fā)與研究 [J]. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào) (自然版 )， 20xx:5767 [5] 潘永湘 楊延西 趙躍 . 過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表 . 機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx（ 5）： 177188 [6] 王常力 羅安 . 集散控制系統(tǒng)選型與應(yīng)用 . 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx:5769 [7] 張新薇 陳旭東等 . 集散系統(tǒng)及系統(tǒng)開(kāi)放 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx:89100 [8] 周澤魁 . 控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置 . 北京：化學(xué)工業(yè) 出版社， 20xx:4053 [9] 王再英 劉淮霞 陳毅靜 . 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx:89101 [10] 任麗靜 周哲民 . 集散控制系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試與維護(hù) . 化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx，（ 2）： 7789 [11] 張?jiān)?. 集散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)總線 . 機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx，（ 7）： 156178 [12] 鄭大鐘 . 線性系統(tǒng)理論 . 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx:2560 [13] 戴忠達(dá) . 自動(dòng)控制理論基礎(chǔ) . 北京：清華大學(xué)出版社， 1991： 7890 [14] 陳啟宗 . 線性系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì) . 北京：清華大學(xué)出版社， 1998:167190 [15] 顧繩谷 . 電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx:5576 [16] 劉競(jìng)成 . 交流調(diào)速系統(tǒng) . 上海：上海交通大學(xué)出版社， 1984:3489 [17] 汪國(guó)梁 . 電機(jī)學(xué) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1988:2489 [18] Richard C Dorf,Robert H Bishop. Mordon Control Systerm(Ninth Edition). New Jersey:Pearson Education. Inc,20xx:155176 [19] Harmon Ray W. Advanced Process Control. NY:McGrawHill,1981:536