Способ автоматического управления процессом активного вентилирования зерна Советский патент 1992 года по МПК B02B1/08 

(Л

С

Использование: в сельскохозяйственном производстве, в частности в зерноперерабатывающей промышленности. Сущность изобретения: регулируют количество и температуру воздуха, подаваемого на сушку, путем изменения производительности вентилятора и подключения секций калорифера. Определяют равновесную влажность воздуха. Регулируют производительность вентилятора и количество подключаемых секций калорифера по разности между значениями заданной и полученной равновесной влажности. Устанавливают время работы вентилятора с максимальной производительностью в зависимости от интервала возможного превышения максимально допустимой разности полученной и заданной равновесной влажности. 1 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к зер- ноперерабатывающей промышленности, и является усовершенствованием известного способа по авт. св. СССР № 1423150.

Известен способ автоматического управления процессом активного вентилирования зерна, заключающийся в том, что измеряют относительную влажность и температуру воздуха на входе и выходе зернового слоя, определяют равновесную влажность по измеренным величинам, а регулирование производительности вентилятора и количества подключаемых секций калорифера осуществляют по разности между заданным и полученным значениями равновесной влажности воздуха.

Известный способ предусматривает увеличение производительности вентилятора при превышении разности между значением равновесной влажности, определенной по параметрам воздуха на выходе из зернового слоя, и значением заданной кондиционной влажности зерна выше заданной. Равновесная влажность, определенная по параметрам воздуха на выходе из зернового слоя, соответствует влажности выходных слоев зерна (10...15 см), а выходные слои начинают подсушиваться в самую последнюю очередь (потому, что при проходе через прерыдущие слои зерна атмосферный воздух насыщается влагой и подсушивания выходных слоев зерна не происходит). Таким образом, уменьшение значения равновесной влажности, определенной по выходным параметрам агента сушки, а следовательно, и уменьшение разности между этой величиной и заданным значением равновесной влажности будет происходить только при завершении сушки. Основная

И

&

Ю

,го

масса зерна к этому времени просушится и среднее значение влажности зерна по слою будет равно или даже меньше заданного. Это получается за счет того, что в течение суток атмосферный воздух принимает такие параметры (относительную влажность и температуру), что при вентилировании этим воздухом входные слои зерна пересушиваются (их влажность становится ниже требуемой кондиционной).

Наблюдается повышение неравномерности сушки. Пересушивание зерна приводит к ухудшению его семенных качеств и непроизводительным затратам энергии.

Поэтому недостатком основного способа является увеличение неравномерности высыхания слоев зерна и повышение энергозатрат на сушку при увеличении производительности вентилятора по разности между заданным значением равновесной влажности и значением равновесной влажности, определенным по параметрам воздуха на выходе из зернового слоя.

Цель дополнительного изобретения - снижение неравномерности сушки и энергозатрат на ее проведение.

Указанная цель достигается тем, что задают величину максимально допустимой разности полученной и заданной равновесной влажности, сравнивают ее с текущей разностью, задают интервалы величин возможного ее превышения, а изменение производительности вентилятора до максимального уровня осуществляют при превышении текущей разностью заданной максимально допустимой разности, причем время работы вентилятора с максимальной производительностью устанавливают в зависимости от интервала возможного превышения максимально допустимой разности полученной и заданной равновесной влажности.

На чертеже изображена функциональная блок-схема, реализующая способ автоматического управления процессами активного вентилированрия.

Блок-схема, реализующая способ, состоит из четырех контуров. Первый контур включает объект 1 управления, с выхода которого подаются одновременно сигналы на датчик 2 температуры и датчик 3 относительной влажности воздуха, выходы датчиков 2 и 3 подключены к входам измерителя 4 равновесной влажности, выход которого связан с первым входом блока 5 сравнения, второй вход блока 5 сравнения связан с первым выходом задатчика б равновесной влажности, первый выход блока 5 сравнения связан с первым входом коммутирующего устройства 7, второй выход блока 5

сравнения связан с первым входом блока 8 сравнения, второй вход которого связан с выходом задатчика 9 максимально допустимой разности полученной и заданной равновесной влажности, выход блока 8 сравнения подключен к входу многоканального программно-временного устройства 10, выход которого подключен ко второму входу коммутирующего устройства 7, выход коммути0 рующего устройства 7 подключен к входу вентиляционного блока 11, выход которого связан с входом калорифера 12, выход калорифера 12 связан с входом объекта 1 управления.

5 Второй контур состоит из калорифера 12, выход которого связан с входом датчика 13 температуры и входом датчика 14 относительной влажности воздуха, выходы датчиков 13 и 14 связаны с двумя входами

0 измерителя 15 равновесной влажности, выход которого связан с первым входом блока 16 сравнения, второй вход блока 16 сравнения связан с вторым выходом задатчика 6, выход блока 16 сравнения связан с входом

5 калорифера 12. Третий контур включает вентиляционный блок 11, выход которого связан с входом калорифера 12, выход калорифера 12 связан с входом датчика температуры 13 и входом датчика 14 относи0 тельной влажности воздуха, выходы датчиков 13 и 14 подключены к входу измерителя равновесной влажности 15, второй выход которого подключен к первому входу блока 17 сравнения, второй вход блока 17

5 сравнения подключен к третьему выходу задатчика 6, выход блока 17 сравнения соединен с входом вентиляционного блока 11.

Четвертый контур включает объект 1 управления, выход которого подключен к вхо0 ду датчика 2 температуры и к входу датчика 3 относительной влажности воздуха, выходы датчиков 2 и 3 подключены к двум входам измерителя 4 равновесной влажности, выход которого связан с первым входом блока

5 5 сравнения, второй вход блока 5 сравнения связан с первым выходом задатчика 6, третий выход блока 5 сравнения подключен к входу вентиляционного блока 11, выход которого соединен с входом калорифера 12,

0 выход которого связан с входом объекта управления 1.

Способ автоматического управления процессом активного вентилирования зерна осуществляют следующим образом. За5 датчиком 6 устанавливают значение кондиционной, требуемой влажности (для пшеницы, ячменя и др. -14%). После загрузки зерна начинают его вентилирование, На входе объекта 1 управления датчиками 2 и З контролируют температуру и относительную влажность воздуха, сигналы от этих датчиков подаются на входы измерителя 4 равновесной влажности, с его выхода сигнал подается на первый вход блока 5 сравнения и сравнивается с сигналом, который подает- ся на второй вход блока 5 сравнения с первого выхода задатчика 6, если разностный сигнал на выходе блока 5 сравнения соответствует превышению влажности вентилируемого зерна, измеренной измерителем 4 равновесной влажности над кондиционной, на 6%, то этот разностный сигнал приводит:

-к увеличению производительности вентиляционного блока 11 (по контуру 4);

-разностный сигнал с выхода блока 5 сравнения вычитается из сигнала задатчика

9 в блоке 8 сравнения и в зависимости от результата сравнения в программно-временном устройстве 10 выбирается время срабатывания коммутирующего устройства 7. Программно-временное устройство 10 настраивается заранее, на его разных каналах задаются различные значения времени срабатывания. (Например, при разностном сигнале на выходе блока 8 сравнения 0-3% влажности коммутирующее устройство 7 должно сработать через 6 ч, при разностном сигнале на выходе блока 8 сравнения 3-6% влажности программно-временное устройство 10 дает сигнал на срабатывание комму- тирующего устройства 7 через 10 ч). Разность равновесной влажности в 6% и интервалы возможного ее превышения (0 - 3%, 3 - 6%) выбирались из соображений эффективности работы системы и обеспече- ния сохранности обрабатываемого зерна. Так, при влажности зерна пшеницы больше заданной (14%) продолжительность ее безопасного хранения составляет 12 суток, при превышении же в 3% срок безопасного хра- нения составляет 25 суток.

Более мелкое дробление интервала возможного превышения усложняет систему без существенного повышения эффективности.

После истечения выбранного программно-временным устройством 10 интервала времени программно-временное устройство дает команду на срабатывание коммутирующего устройства 7, которое,срабатывая, уменьшает производительность вентиляционного блока 11. После уменьшения производительности вентиляционного блока 11 она уже не может быть увеличена г о контуру 1, поскольку программно-временное уст- ройство 10 не возвращается в исходное состояние (на новый этап отсчета времени) до полного завершения процесса вентилирования, а коммутирующее устройство 7 блокирует прохождение сигнала по контуру 1

на увеличение производительности тепло- вентиляционного блока 11.

Если влажность вентилируемого зерна, измеренная измерителем 4 равновесной влажности, не превышает кондиционную на заданное значение (6%), то увеличения производительности вентиляционного блока 11 по контуру 1 не происходит.

При активном вентилировании зерна используют атмосферный воздух, температуру и относительную влажность которого контролируют на выходе калорифера 12 датчиками 13 и 14. Сигналы отдатчиков 13 и 14 подают на входы измерителя 15 равновесной влажности, с первого выхода которого сигнал подается на первый вход блока 16 сравнения, на второй блок входа 16 сравнения подается сигнал от второго выхода задатчика 6. Если равновесная влажность воздуха превышает кондиционную влажность зерна, то разностный сигнал с выхода блока 16 сравнения дает команду на подключение секций калорифера 12 для уменьшения равновесной влажности воздуха на выходе калорифера 12. Контур 2 задействован в течение всего процесса вентилирования.

Контур 3 работает следующим образом. На выходе калорифера 12 температуру и относительную влажность воздуха контролируют датчиками 13 и 14 соответственно, датчики 13 и 14 подключены к двум входам измерителя 15 равновесной влажности, с второго выхода которого сигнал подается на первый вход блока сравнения 17, на второй вход блока 17 сравнения подается сигнал с третьего выхода задатчика 6. Если равновесная влажность, измеренная измерителем 15 равновесной влажности, меньше кондиционной влажности зерна на 3% и более и в это время не подключены секции на калорифере 12, то блок 17 сравнения дает команду на увеличение производительности вентиляционного блока 11. Когда же разность составит менее 3%, то блок 17 сравнения дает команду на уменьшение подачи воздуха, и она остается постоянной до завершения сушки,

Необходимость завершения сушки определяется следующим образом (контур 4). На выходе объекта 1 управления температура и относительная влажность воздуха кон- тролируюся датчиками 2 и 3 соответственно, датчики 2 и 3 подключены к входам измерителя 4 равновесной влажности, сигнал с выхода которого подается на первый вход блока 5 сравнения.

На второй вход блока 5 сравнения подается сигнал с первого выхода задатчика 6. В случае, когда сигнал на выходе измерителя

4 равновесной влажности равен сигналу на первом выходе задатчика 6, то зерно считается досушенным до кондиционной влажности, и блок 5 сравнения по четвертому каналу дает команду на отключение вентиляционного блока 11. Процесс вентилирования прекращается.

Формула изобретения Способ автоматического управления процессом активного вентилирования зерна по авт.св. Ms 1423150, отличающий- с я тем, что, с целью снижения неравномерности сушки зерна и энергозатрат, задают величину максимально допустимой разно0

сти полученной и заданной равновесной влажности, сравнивают ее с текущей разностью, задают интервалы величин возможного ее превышения, а изменение производительности вентилятора до максимального уровня осуществляют при превышении текущей разностью заданной максимально допустимой разности, причем время работы вентилятора с максимальной производительностью устанавливают в зависимости от интервала возможного превышения максимально допустимой разности полученной и заданной равновесной влажности.

15