糧食連續(xù)流干燥過程中的變量選擇問題探究
連續(xù)流糧食干燥過程中被控變量與控制變量的選擇
在連續(xù)流糧食干燥機(jī)中，糧食一般要經(jīng)過若干干燥段和緩蘇段，再經(jīng)過冷卻段，最后由出料口排出。合適的糧食貯藏含水率是(14±0．5)％，通常手動(dòng)控制方法很難達(dá)到，難以保證干燥后糧食的品質(zhì)。如果干燥后含水率過高，需要進(jìn)行二次干燥，將使干燥成本上升，造成能源浪費(fèi)。實(shí)現(xiàn)干燥過程的自動(dòng)控制，選擇合理的被控變量和控制變量，可保證出機(jī)糧食含水率均勻一致，減少能源浪費(fèi)，降低干燥成本，提高干燥后糧食品質(zhì)以及干燥機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，減少故障率，減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度以及充分發(fā)揮干燥機(jī)生產(chǎn)能力。
被控變量的選擇
早期大多數(shù)連續(xù)流干燥機(jī)中，由于缺少精密度較高的在線糧食水分檢測設(shè)備，通常采用間接參數(shù)作為被控變量，例如通過排氣溫度來控制谷物最終含水率，為了得出谷物最終含水率和排氣溫度間的函數(shù)關(guān)系，需進(jìn)行大量的干燥實(shí)驗(yàn)，根據(jù)控制原理，設(shè)計(jì)有關(guān)數(shù)學(xué)模型的控制電路。這種把排氣溫度作為被控變量的方法，雖起到一定的效果，但控制精度較差Borsum和Bakker Arkema研究了單級(jí)順流式糧食干燥機(jī)的自控系統(tǒng)，使用一個(gè)溫度傳感器來檢測出機(jī)糧食溫度的變化，把出機(jī)糧食溫度作為一個(gè)被控變量，該控制器可以保持出機(jī)糧食平均溫度在設(shè)定值(±0．5℃)內(nèi)，相當(dāng)于出機(jī)糧食含水率偏差為±0．2％。隨著檢測傳感技術(shù)的發(fā)展，在線糧食水分傳感器得到戶泛的應(yīng)用，直接變量最終成為被控變量，本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)就是利用在線水分傳感器測定出口糧食實(shí)際含水率，與給定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，并將此差值反饋給計(jì)算機(jī)，通過控制系統(tǒng)調(diào)整排糧電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和熱風(fēng)溫度來確保最終糧食含水率接近目標(biāo)值。
控制變量的選擇
在糧食干燥的整個(gè)過程中，影響糧食最終含水率和糧食溫度的因素主要有排糧電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)量、熱風(fēng)濕度、糧食初始含水率、糧食溫度、干燥時(shí)間、環(huán)境溫度和其他各種擾動(dòng)等。圖1給出了糧食干燥機(jī)人工操作模型。設(shè)計(jì)糧食干燥自動(dòng)控制系統(tǒng)，上述因素多而復(fù)雜，且各因素間存在相互耦合，并且一些變量在控制過程中存在較大滯后，因此選擇哪些變量作為控制變量是設(shè)計(jì)糧食干燥自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。這就需要分析連續(xù)流糧食干燥過程影響因素的靈敏度，根據(jù)靈敏度的大小，確定各因素對(duì)干燥過程控制的影響，并對(duì)影響較大的因素進(jìn)行控制，影響較小的因素不控制或視為干擾。
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