【正文】 在我大學四年里為我授業(yè)解惑，使我夯實專業(yè)知識，尤其是做畢業(yè)設計主要用到的集散控 制系統(tǒng)與過程控制基礎等領域的知識基礎，使我在做畢業(yè)設計才能有所想、有所成果。在我的 畢業(yè)設計遇到各種難以預料的困惑的時候，是徐老師積累多年的豐富的試驗經(jīng)驗，淵博似海的專業(yè)知識做了我迷茫中的指向標，幫助我找對方向。試驗結果顯示，可以像軟件仿真的結果一樣達到對糧食儲存?zhèn)}的糧食儲量的有效控制。在烘干機的基礎上，本課題主要著力在其自動控制系統(tǒng)的設計上。在江蘇省以及全國的一些農(nóng)村地區(qū)，谷物收獲后的含水率相對較高，自然晾曬損失率也較高，造成了一定程度的浪費， 而且最后得到的糧食品質(zhì)相對較差。 圖 511 P=30， I=， D=0 本次現(xiàn)場模擬中，由于微分對調(diào)節(jié)效果影響不明顯所以不予調(diào)節(jié)。 圖 59 P=30 I=0 D=0 （ 2）圖 59 中，糧倉儲量沒有最終穩(wěn)定，需再加積分減少其結果偏差。效果圖如圖 57 所示。選擇手動還是自動控制。以此了解 PID 控制，了解單回路控制的控制過程。 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)過的模入量，可以直觀 的反應其數(shù)值的變化，便于讀取。 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：烘干機流程圖、儲存?zhèn)} 1儲量調(diào) 節(jié)流程圖、烘干段詳細流程圖。 圖 52系統(tǒng)控制分組實時監(jiān)控畫面 系統(tǒng)監(jiān)控趨勢圖分析 本課題中根據(jù)需要監(jiān)測的位號數(shù)目，共設置了兩幅趨勢圖來顯示各個監(jiān)測量 圖 53 系統(tǒng)趨勢監(jiān)控畫面 江蘇科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 26 的實時變化趨勢。他們分別顯示本課題中水分與糧食儲量位號的變化趨勢、烘干機溫度傳感器檢測的溫度變化趨勢、電機轉(zhuǎn)速變化趨勢以及回路控制量的變化趨勢。在總貌畫面上可以很方便的進入各個需要監(jiān)測的畫面，大大簡化了操作步驟，是監(jiān)控操作 簡單易行，真正體現(xiàn)了 JX300X 組態(tài)軟件的強大與方便。在連接了實際設備后（比如開關、電動調(diào)節(jié)閥、水箱等設備），監(jiān)控軟件就可以實時顯示設備的開關以及工作狀況。在監(jiān)控畫面中，用戶可以很清楚的看到組態(tài)中各個物理量的實時變化，可以進行參數(shù)設置，以及調(diào)節(jié)系統(tǒng) PID 參數(shù)來控制參數(shù)量，對系統(tǒng)進行控制、分析，得到結果。在干燥段 2設置一個糧食水分傳感器檢測設備作內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)，是為了及時對糧食水分進行分析，如果糧食水分跟理論計算有偏差，則可以直接對電動機進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。實際控制中，在設備正常運轉(zhuǎn)時，電機基本保持勻速轉(zhuǎn)動。組成了一個串級控制回路。如果風溫度不符合烘干原則或有偏差，則其偏差信號會控制電動調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生相應的動作來調(diào)節(jié)冷卻段入口風溫度。冷卻段是通過加入冷空氣與干燥段鼓風機吹過來的熱風 相混合使空氣的溫度有個適當?shù)臏p少來降低空氣的溫度。這樣干燥段的熱風壓力就可以保持基本固定不變。 江蘇科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 22 表 44 各種糧食的允許受熱溫度 糧食品種 玉米 小麥 大麥 燕麥 稻谷 大豆 花生 高粱 糧食允許受熱溫度 （℃） 飼料糧 82 82 82 82 82 種子糧 商品糧 由將要烘干的糧食來設置空氣加熱與溫度調(diào)節(jié) 裝置來達到適宜的溫度，然后熱空氣通過鼓風機向上方輸送。 圖 422 烘干段流程控制 對于糧食烘干機自動控制系統(tǒng)來說，最重要的就是烘干設施。若報警由糧食儲量過高引發(fā)，即儲量大于 90%而觸發(fā)，工作人員就將電動調(diào)節(jié)閥開度調(diào)為 100，就是將調(diào)節(jié)閥開至最大。儲存?zhèn)}設置儲存量為 0%100%，當儲存?zhèn)}糧食儲量在 10%90%之間時屬于儲存?zhèn)}正常儲量，此時電動調(diào)節(jié)閥開度為 50%,正常工作。最后經(jīng)過烘干的糧食再被放到儲存?zhèn)} 2里，以便運輸或最終的進倉儲存。 糧食在傳送帶上勻速經(jīng)過烘干設備，烘干主體分為四個階段：烘干段 烘干段 冷卻段 1 和冷卻段 2。 首先，運輸車將糧食運送到指定地點后，通過傳送機將糧食運送至升降機，升降機再將糧食升至篩選倉。 JX300X 系統(tǒng)有 專門的流程圖制作軟件來進行工藝流程圖的繪制。 圖 417 分組畫面組態(tài) 一覽畫面用于總覽各個部分實時狀況，組態(tài)結果如圖 418所示。 趨勢畫面共有兩頁，顯示各個測點的實時畫面。系統(tǒng)運行時兩個操作站上運行不同的操作小組，從而滿足現(xiàn)場應用需要。串級回路原理圖如圖 413所示，組態(tài)狀況如圖 414所示。 圖 411 單回路原理圖 PV MV 手操器 受控對象 SV + DV MV 受控對象 單回路控制器器 手動值 控制參數(shù) — PV 江蘇科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 16 圖 412 單回路組態(tài) 單回 路 PID控制是最常見的控制算法，在絕大多數(shù)情況下，它已經(jīng)可以滿足生產(chǎn)控制要求，但是在某些場合，這種簡單的算法可能會不合要求。組態(tài)軟件提供的這些常規(guī)控制方案，對一般要求的常規(guī)控制，基本都能滿足要求。 對于本課題糧食烘干機其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡設置如圖 46所示； I/O卡件設置如圖 47所示；信號點設置如圖 48所示（僅以 0號地址的 SP313四路電流信號卡為例）。 圖 44 主機設置 操作站組態(tài)結果如圖 45所示。 江蘇科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 12 圖 43 小文件夾 這些小文件夾具體的名稱和作用如下： control：存放圖形化組態(tài)文件； flow:存放流程圖文件； lang：存放 SCX語言文件； report： 存放報表文件； run：存放運行文件，如 *.scc、 *.sco等文件； temp:存放臨時文件。新建組態(tài)文件的時候需要指定文件的存放路徑及文件名。機柜機籠卡件布置圖如圖 42所示。 其基本框架如圖 41 所示。對于糧食烘干機，干燥介質(zhì)的 溫度、流量以及兩層厚度將直接影響最終糧食烘干的結果。不同干燥方法，不同的糧食烘干機，不同的糧食品種，則需不同的干燥條件，以盡可能減少烘干對糧食品質(zhì)的不良影響。糧食在干燥后不應降低糧食的固有品質(zhì)，而應盡可能地改善糧食的不同用途的品質(zhì)、食用品質(zhì)和加工工藝品質(zhì)。在冷卻段，溫度相對較低，在進一步干燥糧食的基礎上也會降低糧食的溫度，使其溫度更接近常溫，以便于保存。但是，如果僅僅是在常溫下區(qū)干燥糧食，水分揮發(fā)的會非常慢。另外， SCKey組態(tài)軟件還提供了強大的在線幫助功能，當用戶在組態(tài)過程中遇到了問題，只須按 F1鍵或選擇菜單中的幫助項，就可以隨時得到幫助提示。 SCKey 組態(tài)軟件特點 SUPCON DCS系統(tǒng)的 SCKey組態(tài)軟件是一個全面支持該系統(tǒng)各類控制方案的組態(tài)軟件平臺。以上需要用戶為系統(tǒng)設定各項參數(shù)的操作即所謂的“系統(tǒng)組態(tài)”。 由于 DCS系統(tǒng)的通用性和復雜性，系統(tǒng)的許多功能及匹配參數(shù)需要根據(jù)具體場合有用戶決定。每個 SC Ⅱ網(wǎng)理論上最多可帶 1024個節(jié)點，最遠可達 10,000米。其特點是可靠性高、糾錯能力強、通信效率高。 JX300X控制站以先進的微控制器（ 30MHZ Philips P51XA）為核心，提高了系統(tǒng)的實時性和控制品質(zhì)，系統(tǒng)能完成各種先進的控制算法：過程管理級采用高性能 CPU的主機和 WINDOWS95/NT的多任務操作系統(tǒng)，以適合集散控制系統(tǒng)良好的操作環(huán)境和管理任務的多樣化；過程控制網(wǎng)絡采用雙重化 Ether網(wǎng)技術，使過程控制級能高速安全的協(xié)調(diào)工作 ，做到真正的分散和集中。 江蘇科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 5 第二 章 JX300 組態(tài)軟件介紹 JX300 組態(tài)軟件簡介 JX300X的基本組成包括工程師站（ ES）、操作站（ OS）、控制站（ CS）和通訊網(wǎng)絡 SC II 。 （ 2） 對糧食烘干機工作原理進行綜述，解析糧食烘干機工作機理。希望研究結果可作為進行科學合理選用和推廣谷物烘干機械的參考依據(jù)。相比之下，機械干燥是節(jié)本增效之舉。比如在日本，糧食含水率約為 24％，如果放置 10小時再進行機械烘干，就只能用作飼料糧。在糧食烘干機的推廣方面的功勞主要可以歸結為日本農(nóng)業(yè)協(xié)會，成員在分析經(jīng)濟的基礎性作用后，一般投資于股票的股份，自負盈虧，自我管理，在操作的主體作用下，通過在各種基層組織來提供植物的選擇和服務，更重要的是，要幫助建 立與服務中心相結合的干燥方法，使用由制造商提供的設備，為廣大農(nóng)民糧食烘干設備提供處理，存儲和服務。其集約化生產(chǎn)程度較高，糧食烘干機械化率已經(jīng)基本達到了 92％，走上了一系列農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化。如日本約 90％的大米、美國約 85％的玉米均使用機械來干燥，這些國家計算機技術發(fā)展迅速，基本上都是通過計算機來開展試驗的模擬，設備的設計和整體管理，自動化程度高。隨著農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移和糧食產(chǎn)量的逐步提高，僅僅依靠大型糧庫和農(nóng)墾部門來采用大型糧食烘干機械烘干糧食的工作方式已經(jīng)遠遠不能及時有效地完成應有的糧食干燥工作，同時大型的糧食烘干設施投建成本 過高，占地面積過大，在農(nóng)閑期間就只能閑置不用，增加了運營等成本費用，這樣就難以實現(xiàn)糧食干燥服務的市場化和社會化，不適合大量地建造推廣。而且一些有關科研單位和一些大專院校也相繼研制出了不錯的糧食烘干設備，以此應用于國內(nèi)農(nóng)業(yè)和糧食系統(tǒng)。 80— 90年代間設計生產(chǎn)了多種大、中型糧食烘干機，主要應用于國營農(nóng)場等地方，主要用于烘干玉米和小麥。通過運用糧食烘干機烘干糧食再儲存，可以大大的減少以上出現(xiàn)的多項問題。在上述的這些損失中，究其 原因，每年氣候潮濕，剛剛收獲的潮濕糧食來不及曬干或未達到安全規(guī)定儲存水分造成霉變、發(fā)芽等原因造成的損失的糧食量高達 5％，若按糧食年產(chǎn)量 5億噸來計算，相當于 2500萬噸糧食。在現(xiàn)今土地資源日益減少的情況下，農(nóng)產(chǎn)品問題更加重要。同時，通過畢業(yè)設計充分了解了 JX300X 組態(tài)軟件的強大，也希望本課題可以作為基于 JX300X 組態(tài)系統(tǒng)等相關試驗的參考依據(jù)。 本課題主要是 在 JX300X 組態(tài)軟件包的基礎上，對糧食烘干機自動控制系統(tǒng)進行組態(tài) (包括主機、操作站、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、 I/O 卡件、 I/O 測試信號點、回路、流程圖等的設置 )、編譯、監(jiān)控。 江蘇科技大學 本 科 畢 業(yè) 設 計（論文） 學 院 電子信息學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化專業(yè) 學生姓名 班級學號 指導教師 二零 年六月 江蘇科技大學本科畢業(yè)論文 糧食烘干機自動控制系統(tǒng)設計 Design of automatic control system of grain dryer 江蘇科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） I 摘 要 我國至今為止，各項事業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是糧食生產(chǎn)加工的發(fā)展一直受到國家黨中央的高度重視。 通過控制糧食在烘干塔內(nèi)的停留時間與干燥過程中干燥段和冷卻段入口風的溫度與壓力來控制烘干塔出口處的糧食含水量，使其出口處的糧食含水量達到 14177。 關鍵詞 ： 糧食烘干機；自動控制系統(tǒng)；組態(tài)；監(jiān)測 江蘇科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） II Abstract Our country so far, the c