江苏科技大学本科毕业设计(论文)学院电子信息学院专业电气工程及其自动化专业学生姓名班级学号指导教师二零年六月江苏科技大学本科毕业论文粮食烘干机自动控制系统设计Design of automatic control system of grain dryer摘要我国至今为止,各项事业蓬勃发展,尤其是粮食生产加工的发展一直受到国家党中央的高度重视。
粮食生产是国家发展的根基,万民平安和谐发展的源头。
而每年由于粮食烘干不及时而造成的粮食腐烂、浪费给国家民生和经济都会造成巨大的损失,所以解决粮食的烘干问题具有很大的意义。
本课题主要是在JX-300X组态软件包的基础上,对粮食烘干机自动控制系统进行组态(包括主机、操作站、数据转发卡、I/O卡件、I/O测试信号点、回路、流程图等的设置)、编译、监控。
通过控制粮食在烘干塔内的停留时间与干燥过程中干燥段和冷却段入口风的温度与压力来控制烘干塔出口处的粮食含水量,使其出口处的粮食含水量达到14±0.5%左右,以满足国家粮食的储存标准。
最后,通过现场试验,模拟储存仓的单回路控制,来控制粮仓储量以及粮食下放的流量。
同时,通过毕业设计充分了解了JX-300X组态软件的强大,也希望本课题可以作为基于JX-300X组态系统等相关试验的参考依据。
关键词:粮食烘干机;自动控制系统;组态;监测AbstractOur country so far, the cause of vigorous development, especially the development of food production and processing of the CPC Central Committee has always attached great importance by the state. Food production is the foundation of national development, and the people safe and harmonious development of the source. And every year due to grain drying is not timely rot caused by food waste to the country's livelihood and the economy will result in huge losses, so to solve the problem of food drying of great significance.The main subject is in the JX-300X configuration package, based on the grain dryer automatic control system configuration (including the host, operating station, data forwarding card, I / O cards, I / O test signal points , loop, flow charts and other settings), compiling, monitoring. Food in the drying tower by controlling the residence time of the drying process of drying and cooling sections with the inlet air pressure to control the temperature at the outlet of the drying tower grain moisture content, grain moisture content at the outlet to reach 14 ± 0.5 percent, in order to meet national food storage standards. Finally, field tests, simulated storage silos single-loop control, to control the granary reserves and food decentralized traffic. Meanwhile, graduation design fully understand JX-300X powerful configuration software also hope this project can serve as JX-300X-based configuration system and other related tests of reference.Keyword :Grain dryer ;Automatic control system ;Configuration ;Monitor目录第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 国内外研究现状与研究的局限性 (1)1.3 本文的主要研究内容 (4)第二章 JX-300组态软件介绍 (5)2.1 JX-300组态软件简介 (5)2.2 集散控制简介 (6)2.3 SCKey组态软件特点 (6)第三章烘干机简介 (7)3.1 粮食的干燥原理 (7)3.2 粮食的干燥条件 (7)3.3 干燥设备的分类 (8)第四章系统组态设计 (9)4.1整理硬件及I/O信息,分配测点 (9)4.2 建立组态文件 (11)4.3 主机设置与操作站设计 (12)4.4 控制站I/O组态 (13)4.5 控制方案的组态 (14)4.6 操作小组组态 (17)第五章仿真与现场模拟调试 (24)5.1系统总貌实时监控画面分析 (24)5.2 系统控制分组实时监控画面分析 (24)5.3 系统监控趋势图分析 (25)5.4 系统流程图监控图分析 (26)5.5 系统一览监控图分析 (26)5.6现场模拟调试 (27)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第一章绪论1.1 研究背景我国是传统的农业生产大国,保证粮食生产是关系到国民经济的关键所在。
在现今土地资源日益减少的情况下,农产品问题更加重要。
提高现有农产品质量和产量就必须重视谷物的机械化干燥问题。
对于粮食的生产和消费,我国是世界上最大的国家,年粮食总产量约5亿吨。
据统计,在我国,粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等处理过程中的损失率高达15%,远远超过5%的联合国粮农组织所规定的标准。
在上述的这些损失中,究其原因,每年气候潮湿,刚刚收获的潮湿粮食来不及晒干或未达到安全规定储存水分造成霉变、发芽等原因造成的损失的粮食量高达5%,若按粮食年产量5亿吨来计算,相当于2500万吨粮食。
若按照每人每天食用一斤粮食计算,足够6.8万人一年的粮食用量。
在南方地区霉雨季节偏长的省份(比如江苏、湖北、上海、浙江以及安徽) 粮食霉烂损失率每年高达10%左右,而对于东北地区,平均每三年的麦收时期就有一年是雨季,粮食收获后特别需要用粮食干燥机械对粮食及时烘干处理,由此可见,粮食干燥是一个不容忽视的环节。
因此,发展和改进粮食干燥机械化技术,改变靠天吃饭的传统被动局面,使到手的粮食损失降低到最低点。
通过运用粮食烘干机烘干粮食再储存,可以大大的减少以上出现的多项问题。
并且粮食烘干机具有自己的特点,既不受天气的干扰制约,而且能实现粮食干燥的机械化、自动化,干燥时间短、功效高、投资少。
从这一意义上说,粮食的干燥技术也是现代化比田间农业的重要手段,也是粮食丰产、丰收的重要保障条件。
1.2 国内外研究现状与研究的局限性1.国内粮食干燥技术的发展历史我国关于粮食干燥机械方面的推广发展大概有50多年历史,从解放初期开始仿制日本、苏联等国家的烘干技术开始的,在当时的年代,粮食烘干机基本在大型农场和粮库应用,60—70年代我国自主设计了多种中、小型粮食烘干机,它们多数使用在农场生产队和农村生产联队。
80—90年代间设计生产了多种大、中型粮食烘干机,主要应用于国营农场等地方,主要用于烘干玉米和小麦。
90年代之1后,随着改革开放的深入进展,农村经济方面和生产力方面水平有了较大的提高,集约化、专业化的规模经营也有了更多的发展,尤其从1997年起,国外通用型干燥机和种子专用干燥机等进入我国市场,这使我国干燥机械开始逐步普及,而且另一方面也带动了南方水稻产区粮食烘干机械化技术的发展。
当前,浙江、江苏、广东、福建等地这种干燥机基本己达2000多台。
尤其是国有农垦系统、大型粮库的粮食和种子生产基地,逐步装备起了成套的粮食烘干设备,并且与加工、储存等设施构成一体化,成为了我国粮食烘干设备的主要应用代表。
而且一些有关科研单位和一些大专院校也相继研制出了不错的粮食烘干设备,以此应用于国内农业和粮食系统。
粮食烘干设备的发展与应用,逐渐使得粮食生产机械化技术走向成熟与完善,同时这也加快了农业生产进步的现代化步伐。
2.国内谷物干燥的现状与发展趋势虽然中国的粮食烘干机械有近50年的发展历史,但是从一个全国性的角度来看,中国的粮食干燥仍然有很多突出的矛盾:对整体而言粮食烘干能力仍然不足,粮食烘干后质量依然较差,烘干的能源成本高,缺乏合适的经营模式,推广使用效果不佳等。
目前,中国的主要谷物烘干机械主要应用于大型粮食存储仓库,国有土地农垦系统的种子,商品粮基地与大型粮食烘干机,广大的农村地区现以自然干燥为主。
随着农村劳动力的转移和粮食产量的逐步提高,仅仅依靠大型粮库和农垦部门来采用大型粮食烘干机械烘干粮食的工作方式已经远远不能及时有效地完成应有的粮食干燥工作,同时大型的粮食烘干设施投建成本过高,占地面积过大,在农闲期间就只能闲置不用,增加了运营等成本费用,这样就难以实现粮食干燥服务的市场化和社会化,不适合大量地建造推广。
因此,发展中、小型粮食烘干机自动控制设备来作为大型粮食烘干设备的补充形式,将更加适合在农村和农户中推广使用,这也是提高我国粮食烘干机械化应用水平的有效途径,也将是未来我国粮食烘干设备机械化技术的发展方向。
3、对于美国苏联等发达国家,他们的粮食干燥机械技术的发展基本是在20世纪40年代左右开始的,50-60已取得很大程度的进展,已基本具备机械化的粮食烘干机,粮食烘干技术在60-70年内已实现自动化的发展,70-80年间,研究目标开始转向粮食干燥机械设备的节能,高品质,高效率,降低成本,以及计算机控制的发展方向,90年后的粮食烘干设备已达到标准化,系列化的程度。