玉米种子烘干在线测控系统的制作方法
【专利摘要】玉米种子烘干在线测控系统主要由多点连接温度传感器、温度采集单元和模拟量采集模块、监控用工业计算机及软件，稳压电源和断电延时用的UPS等组成，现场温度传感器的温度检测采用热电偶补偿导线，经过高温点焊处理及冷端延长技术，使得补偿导线构成一个闭合回路，采用多点连接取平均值的方式，便于上下仓合理均匀的布置测控点。仓内玉米采用分仓斜堆方式。计算机软件在整个生产过程中具有实现动态显示、实时及历史曲线显示，工艺操作提示及事件记录、压差报警、历史数据查询，烘干状态显示和烘干结果记录，报表打印，烘干仓的仓号、种子品种、填仓重量、烘干起始时间、烘干时间、温差、风机方向等实时显示，对烘干结果进行数据库链接，自动添加式实时记录并保存，可以追溯生产历史数据。
【专利说明】玉米种子烘干在线测控系统
【技术领域】
[0001]本发明属于种子烘干【技术领域】，尤其是烘干系统的在线监测及控制。
【背景技术】
[0002]从2000年以来，我国早已成为仅次于美国的全球第二大种子市场，其中玉米被称为农产品投资中的黄金，是种子市场的主要组成部分。在玉米的消费结构中，主要由两个链条组成。第一条是农用饲料，多数用于生猪的培育；另一条是工业用途，下游运用更为广泛，产业链条也更长，涉及到酒精，医药化工，食品添加，生物燃料等多个领域，工业用途比例从前两年的27%上升至目前的33%。值得关注的是，自2011年开始，中国从玉米净出口国转变成净进口国，而且这一趋势将成为常态。
[0003]在这种情况下，我国玉米种业的发展和结构调整已进入了快车道，但由于起步晚，我国种子企业还是以“多、散、小”，追求“短、平、快”为居多，产业聚集度依然较低，专业化程度不高，种子质量控制难度较大，给种子生产安全带来的隐患不可低估。一般种业公司采用热风常压烘干甚至于自然晾晒等方法，只控制温度和烘干时间的工作方式，无法均衡脱水排湿，粮堆表面干燥但内部水分还有大量积存，造成种子容易霉变和碎裂，不变贮运，更降低了发芽率。
热风循环多段式烘干工艺过程在线测控系统，是对收获季节含水量较高的玉米种子，利用热空气强制种子中的水分降至安全含水量以下，以减少霉变，保证种子质量等级和发芽率的工艺过程，通过在线测控热风风量、风向、热空气压力、温度、湿度、风门、排湿干燥、烘干时间及种子含水率、烘干速率等参数，使整个种子烘干过程得以实时在线监控，使种子均匀地烘干，从而保证种子的品质和且提高发芽率，播种时从以往的“一穴几粒”变成了“一穴一粒”，不光节省了种子，提高企业安全供种能力，还省却了日后繁重的间苗等田间管理，降低人力成本，提高生产效益。
【发明内容】
[0004]玉米种子烘干过程在线测控技术的发明，是为了避免传统烘干由于人为和机械干燥的不规范带来的损失，通过对烘干生产线各参量精确的在线测控，加快了种子烘干速度，提高了种子发芽率，省却了日后繁重的间苗等田间管理。
[0005]本发明采用技术方案如下:
本设计采用热风循环多段式烘干工艺，种子烘干开始前，先测试种子水分，依据水分含量以及烘干仓的容积，分配相应的仓号，然后由上料皮带机将种子输送到双向加料机，由加料机添加合适吨位和厚度的玉米层斜堆，使烘干均匀、快速且排粮不留死角。烘干仓内上仓安装两个热电偶传感器进行测温，最后取平均值作为烘干过程中上仓的一个测量温度，下仓均匀安装四个热电偶传感器，然后取平均值作为烘干过程中下仓的一个平均测量温度，上风道和下风道分别均距离安装两个热电偶传感器，然后各取平均值作为风道温度测量值，烘干系统配置两台风机，分别安装于上风道的两头，所以在两头风机出口处各安装两个热电偶传感器测量，最后各取平均值作为风机出口的温度。热电偶传感器测量稳定，准确，抗干扰强，提高了烘干系统温度监测的准确性和可靠性。系统用微差压传感器分别对上下风道压差、下风道与大气压差进行了测量，对环境温度实时检测，种子含水量、芽率进行定时检测，其中温度压力都传送到操作台，有温度采集模块和模拟量采集模块进行读取转换为数字信号，从仪表显示实时数据，且以通信的方式实时传送给工业监控计算机，同时水分检测设备和芽率测量装置也以通信的方式将实时数据传送到工业监控计算机，计算机实时在线分析、智能判断，依据实时水分含量、芽率、上下仓温差、上下风道压差、烘干时间、烘干速率等，进而自动控制PASS风门开关、热风风量和风机启停，自动更换风向，自动出料以及工艺操作步骤提示等，自动绘制烘干过程温度压力等变化曲线，使整个种子烘干过程中，不同时间段保持相应的技术参数，从而确保种子烘干的均匀性，烘干工艺过程完成后，自动建立种子档案，使加工的种子都具有可追溯性。
[0006]设计采用热风循环多段式烘干工艺技术，种子烘干在线测控技术系统主要由现场热电偶温度传感器、压力传感器、温度采集模块和模拟量采集模块、监控用工业计算机及软件，稳压电源和断电延时用的UPS等组成，其结构见附图1。
[0007]所述玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:由多点连接式温度传感器、温度采集单元和模拟量采集模块、监控用工业计算机及软件，稳压电源和断电延时用的UPS等组成。
[0008]所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:现场温度传感器的温度检测采用热电偶补偿导线，经过高温点焊处理及冷端延长技术，使得补偿导线构成一个闭合回路，利用其热电效应，对烘干仓内、上下风道及环境温度进行检测，采用多点连接取平均值的方式，上下仓合理均匀的布置测控点。
[0009]所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:压力传感器的压力检测是利用智能微差压变送器对上、下风道及大气压力进行差压检测，输出标准信号，由模拟量采集模块进行采集，智能变送器可逐点修正温度漂移，测量时的压力抖动可以通过阻尼功能滤掉。
[0010]所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:监控软件采用工业监控组态软件平台，根据客户及工艺需求进行编程开发，进行实时曲线和趋势曲线显示、压差报警、历史数据查询，烘干状态显示和烘干结果记录，报表打印，还可以对每个烘干仓的仓号、种子品种、填仓重量、烘干起始时间、烘干时间、温差、风机方向等均可以在画面中实时显示，对烘干结果进行数据库链接，自动添加式实时记录并保存。
[0011]所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:分仓式烘干依据烘干前水分含量和仓室的容积，添加且保证合适的玉米层厚度，使玉米烘干的均匀；仓内玉米采用斜堆方式，烘干后排粮不留死角。
[0012]所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:采用多段式“烘干-循环-排湿-缓苏-再烘干”的循环过程；整个烘干过程，通过在线测量各参数，调节变频风机，加快烘干速度，降低能耗。
[0013]所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:采用计算机实时在线监控技术，实时智能分析判断，自动调节热风的风量、风向、压力和温度，实时可控种子质量等级和发芽率。
【专利附图】
【附图说明】[0014]图1为系统结构图:
图1中序号I为进料门，2为上通风门，3为下通风门，4为出料门，5为出料传送带，6为PASS通风门，7为玉米层斜堆，8为双向加料机；39为中控室，40指烘干仓，41为上风道，42为下风道，9、10为一个烘干仓上仓均匀分布的两个热电偶测温点，11、12、13、14为此烘干仓下仓均匀分布的四个热电偶测温点，15、16为上风道均匀分布的两个热电偶测温点，17、18为下风道均匀分布的两个热电偶测温点。19、20、21、22分别为上风道两头风机出口处均匀分布的两个热电偶测温点。26为上风门检测接近开关，27为PASS风门检测接近开关，29为出料门检测接近开关。23、24、25分别为上风道两头风机出口压力和上风道压力检测传感器，28为下风道压力检测传感器。30为水分检测设备，31为芽率测量装置。32为烘干仓到中控室电缆沟，33、34为仪表通信电缆，38通信控制电缆。35为温度及压力采集显示仪表，36操作台，37工业监控计算机。
[0015]图2系统电气检测控制框图；
图3为软件架构流程图。
【具体实施方式】
[0016]该系统共建29个仓，其中大仓24个，中仓3个，小仓2个。总计64路温度，湿度I路，2路压力信号，11个PASS门，以及风机控制等。每个仓的上仓2个测温点，等长并接后合并为一路输出，下仓4个测温点，等长并接后合并为一路输出，即每个大仓最终有两路热电偶信号输出。
[0017]上、下风道温度检测是分别在风道长度1/3和2/3处设置两个检测点等长合并为一路输出，同样在风机出口、室外环境的温度检测同样采用多点连接方式，将检测数据传送至温度采集模块，这种检测方式无损耗、准确可靠。每个烘干仓及上下风道检测点布置见附图1。
[0018]风道压力检测利用差压传感器检测上下风道压差、下风道和大气压差然后将信号传送至模拟量采集模块处理，再由监控计算机显示。同时敷设两路风压管将差压传送至中控室操作台在差压表上显示，为风道压力实时监控提供双保险。
[0019]以上检测数据以通信的方式传送至监控计算机，在监控计算机上，开发了智能软件，当烘干工段接到烘干通知单时，对要填仓的玉米进行水分测量，依据水分分配一定编号的仓号并添加合适的重量，操作人员需要输入填仓信息，自动生成种子生产批号。整个工艺过程从“填仓一烘干一换向一脱粒一恢复空仓”的生产过程，监控计算机实时在线监控，自动判断上下温差和压差、以及烘焙时间，比如当上下仓温差大于10°c，烘焙时间大于86小时，上下风道压差小于0.4MP,下风道压差大于0.5MP时，并且水分符合换向条件，PASS门关闭的情况下系统便会自动换向，由顺风转为逆风烘干。
[0020]计算机软件在整个生产过程中具有实现动态显示、实时及历史曲线显示，工艺操作提示及事件记录、数据分析处理、过程实时控制、报表存储和输出、历史数据查询、历史曲线查询、安全机制、智能判断操作提示、超标报警、图表处理、报表打印、数据库链接及实时记录建立种子档案等功能，是一套高效率高性能的集中式监控软件系统，具有适应性强、开放性好、易于扩展等优点。如软件架构如图3。
[0021]本设计采用热风循环多段式烘干工艺技术是一种先进的种子生产烘干工艺过程测控技术，它提升了快速安全供种的能力，有力地推动玉米种植业的生产发展，满足现代种子产业发展对种子生产优质化、标准化、规模化的要求，提高我国农业生产的竞争力。
【权利要求】
1.玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:由多点连接式温度传感器、温度采集单元和模拟量采集模块、监控用工业计算机及软件，稳压电源和断电延时用的UPS等组成。
2.根据权利要求1所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:现场温度传感器的温度检测采用热电偶补偿导线，经过高温点焊处理及冷端延长技术，使得补偿导线构成一个闭合回路，利用其热电效应，对烘干仓内、上下风道及环境温度进行检测，采用多点连接取平均值的方式，上下仓合理均匀的布置测控点。
3.根据权利要求1所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:压力传感器的压力检测是利用智能微差压变送器对上、下风道及大气压力进行差压检测，输出标准信号，由模拟量采集模块进行采集，智能变送器可逐点修正温度漂移，测量时的压力抖动可以通过阻尼功能滤掉。
4.根据权利要求1所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:监控软件采用工业监控组态软件平台，根据客户及工艺需求进行编程开发，进行实时曲线和趋势曲线显示、压差报警、历史数据查询，烘干状态显示和烘干结果记录，报表打印，还可以对每个烘干仓的仓号、种子品种、填仓重量、烘干起始时间、烘干时间、温差、风机方向等均可以在画面中实时显示，对烘干结果进行数据库链接，自动添加式实时记录并保存。
5.根据权利要求1所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:分仓式烘干依据烘干前水分含量和仓室的容积，添加且保证合适的玉米层厚度，使玉米烘干的均匀；仓内玉米采用斜堆方式，烘干后排粮不留死角。
6.根据权利要求1所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:采用多段式“烘干-循环-排湿-缓苏-再烘干”的循环过程；整个烘干过程，通过在线测量各参数，调节变频风机，加快烘干速度，降低能耗。
7.根据权利要求1所述的玉米种子烘干在线测控系统，其特征是:采用计算机实时在线监控技术，实时智能分析判断，自动调节热风的风量、风向、压力和温度，实时可控种子质量等级和发芽率。
【文档编号】G05B19/418GK103744410SQ201410042566
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2013年4月22日
【发明者】赵文彬 申请人:兰州研信电子科技有限责任公司