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低温远红外果蔬脱水干燥烘干机单片机控制装置
发布时间：2013-09-16 08:12 来源：未知
远红外脱水干燥技术是近20年发展起来的一门新技术，在许多领域得到了应用。我们利用新型的低温远红外辐射元件，采用单片机控制技术，研制了一台全自动果蔬脱水干燥设备。
1、系统结构及控制系统工作原理
1.1系统基本结构
该机由烘干箱体，风机，排湿换气门驱动电机，温度、湿度传感器和单片机信号检测与控制箱体组成。
该机采用�？榛峁梗刈菹蛴扇舾赡？樽槌�。其中，一端为排湿换气控制�？�，中间部分为安装低温远红外辐射板和物料盘的若干模块，另一端为风机安装�？椋屑洳糠值哪？榭筛菪枰凶楹�。在排湿换气�？樯�，安装了排湿换气门、减速机构、驱动电机。当排湿换气门关闭时，干燥箱内的空气在箱体内循环。当排湿换气门打开时，阻断了干燥空气在箱体内的循环路径，同时打开了干燥箱的进气口和排气口，在风机的驱动下，含有一定水分的湿空气从排气口排人大气，同时，从进气口吸入干燥的新鲜空气。在脱水干燥烘干机中部的每个�？樯希涮灞环指舫缮舷旅芊獾牧讲糠�，每一部分均分层设置了三层低温远红外辐射板。在两层辐射板的中间，设置有物料盘。物料盘由不吸收远红外线的材料制成。在箱体的一个侧面，安装有门，以便进行物料的装卸。在排湿换气�？榇�，还安装了温度传感器和湿度传感器，由单片机检测箱体内干燥空气的温度和湿度。
1.2控制系统工作原理
首先，将物料沥干水分，然后均匀地散布在物料盘上，将物料盘放入干燥箱内，然后根据物料种类、特征和经验数据等进行参数设置。首先，将物料的干燥过程划分为若干时间段，设置好每一段的控制温度、进行排湿换气的湿度、干燥空气流动速度、段的时间。通过键盘，将以上参数送入单片机，然后启动系统。脱水干燥烘干机将按预置的工艺参数工作。数码管将实时显示脱水干燥烘干机目前工作于那一段，此时干燥空气的温度、湿度，这一段所经历的时间。当本段的时间到了以后，脱水干燥烘干机自动进入下一段，按下一段的工艺参数运行。单片机根据采集的数据，经过PID运算，输出数字信号，经数模转换后，控制三相可控硅的导通角，实现功率的连续控制。当干燥空气的湿度达到设定的换气湿度，排湿换气门自动打开，经过一段时间的排湿换气后，排湿换气门自动关闭。当所有的段运行完以后，脱水过程结束，富通新能源生产销售颗�；�、木屑颗粒机、木屑烘干机等生物质燃料成型木屑烘干机等机械设备。
2、控制系统的研制
2.1温度控制
采用热敏电阻作为温度传感器，采用三相可控硅控制低温远红外辐射板的功率。为消除随机干扰，采用了数字滤波技术，即连续采样十次，去掉这十次采样的最大值和最小值，取剩下的八次采样值的平均值。由于温度控制对象是大惯性系统，为提高温度控制的精度，对温度采用PID控制，根据温度采样值进行运算，确定可控硅的导通角，从而控制远红外辐射板的功率。
2.2湿度控制
湿度的检测采用电容式湿度传感器。对湿度采样信号也采用数字滤波技术。单片机不断将湿度采样值与设定的排湿换气湿度值进行比较，若干燥空气的湿度达到排湿换气湿度，则打开排湿换气门进行排湿换气，经过一定延时时间后，自动关闭排湿换气门。
2.3控制系统的组成
控制系统以8031单片机为核心组成。其组成框图如图l所示。外围电路接有温度传感器、湿度传感器、10位数码管显示器和键盘。经过光电隔离单片机输出5个开关信号和一个模拟信号。其中的5个开关信号用于启动5个小型直流继电器，模拟信号用于控制三相可控硅组件，5个小型直流继电器分别控制5个交流接触器。5个交流接触器分别控制风机的通断和高低速、排湿换气门的打开与关闭、三相可控硅组件输入电源的通断。
2.4控制系统的软件
控制系统的软件由参数设定部分和运行控制部分组成�？螅紫冉氩问瓒ǔ绦�，分别输入总段数，每段的设定控制温度、排湿换气湿度、风速、该段的时间，直到所有段的参数均被设置。
当全部参数被设定后，按“F”键，系统开始运行。在运行中定时检测干燥空气的温度、湿度，将检测结果与设定值比较，进行运算，根据运算结果输出控制信号。同时在数码管显示系统目前运行的段次、在该段次的运行时间、此时干燥空气的温度、湿度。系统运行时，设有暂停键，按下“D”键，系统暂停运行。此时，可进行局部故障的排除和修理，并允许对正在运行的段次之后的参数进行修改。按任意键，系统从断点继续运行。
控制系统的单片机部分配有UPS不间断电源。系统中设计了三相电源监视电路，在程序运行中不断检测三相电源是否存在。当三相电源消失时，系统程序立即停止运行，并保持断电时刻的段次、时间不变。三相电源恢复后，系统立即自动启动，从断电处继续运行。参数设定程序和系统运行程序的框图如图2、图3。
3、结论
(1)根据物料种类和特征的不同，将物料的干燥过程划分为若干时间段（最多可设置99段）。根据需要设置每段的时间、控制温度、排湿换气湿度、干燥空气的风速，满足了不同物料的干燥工艺要求，使本装置具有广泛的适应性。
(2)采用干燥空气循环利用技术。当干燥箱体内的干燥空气的含湿量达到一定值时再排出。根据物料不同阶段含水量不同，采用不同的风速和温度。以上技术的采用大大减小能源消耗，使脱水果蔬的品质较燃煤或电热式的外热式热风干燥相比有了较大改善。
