技术领域
本发明涉及一种粮食烘干机智能控制方法和粮食智能烘干方法。
背景技术
我国是一个人口大国，粮食安全关系国计民生，粮食仓储规模和质量是粮食安全的重要内容，其中，仓储前的烘干和仓储期间的干燥是粮食仓储质量的重要保证。
粮食烘干机普遍用于粮食仓储前和仓储过程中的干燥，粮食烘干机的类型很多，例如按谷物与气流相对运动方向，烘干机可分为横流、混流、顺流、逆流及顺逆流、混逆流、顺混流等型式。
目前市场上的粮食烘干机以手动操作为主，人员劳动强度大，烘干过程控制不精确，因此有必要提供一种应用在烘干机上的智能控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粮食烘干机智能控制方法，以解决烘干过程控制不精确的问题。
本发明的目的还在于提供一种粮食智能烘干方法，以解决粮食自动烘干的问题。
为此，本发明一方面提供了一种烘干机智能控制方法，包括以下步骤：利用软件界面对采集的粮食当前水分值、粮温、烘干机的风温进行显示，并且对粮食的目标水分值进行设置；利用模式选择按键来选择工作模式，包括手动模式和自动模式的切换选择，以及在选定自动模式后对进粮模式、智能烘干模式、定时烘干模式和出粮模式的择一选择；以及在选择手动模式时、利用粮食烘干机的各执行器对应的功能按键、独立地启闭控制各执行器；当选择自动模式时、根据所选择的工作模式联动控制所需的执行器，执行相应的工作流程，其中，在手动模式或自动模式下，启动执行器时延时判断启动故障并报警、自动停止所有已启动的执行器，在自动模式时当所选择的工作流程完成后触发报警，并且允许利用模式选择按键手动关闭所对应的工作模式下的工作流程。
根据本发明的另一方面，提供了一种粮食智能烘干方法，包括以下步骤：设定粮食的目标水分值并且采集粮食的实际水分值；判断粮食的实际水分值是否大于目标水分值，若是，按照设定启动策略自动启动相关的执行器，并且在启动过程中监测启动故障，若有启动故障则报警并且关闭已启动的执行器；在烘干机正常启动后过程中对烘干与设备故障进行在线检测，若检测到设备故障或选择手动关闭智能烘干模式时，按照设定关闭策略关闭所有执行器；判断一设定时间段内粮食水分值的实测水平是否一直小于目标水平，若是则触发已完成烘干报警，并按照设定关闭策略关闭所有执行器。
根据本发明的控制方法，将自动模式划分为进粮模式、智能烘干模式、定时烘干模式和出粮模式，利用模式选择按键选择工作模式和利用软件界面显示采集的数据并设置工作模式所需的目标参数，将监控和控制结合在一起，烘干过程控制精确，有故障时自动关闭执行器，安全可靠，人员劳动强度大幅降低，符合粮食烘干工作的实际需要，当电机故障、进粮满仓或烘干完成时，均会触发报警机制。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制系统的结构框图；
图2是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制系统的控制柜的控制面板示意图；
图3是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制方法的流程图；
图4是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制方法的进粮模式的流程图；
图5是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制方法的智能烘干模式的流程图；
图6是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制方法的定时烘干模式的流程图；
图7是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制方法的出粮模式的流程图；
图8是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制方法的参数显示界面的示意图；
图9是根据本发明一实施例的粮食烘干机智能控制方法的定时功能设定界面的示意图；以及
图10是根据本发明一实施例的粮食智能烘干方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1至图8示出了根据本发明的一些实施例。
如图1所示，该烘干机智能控制系统所应用的烘干机的执行部件包括甩盘电机22、提升电机23、风机24和振动电机27，所述烘干机的检测部件包括水分传感器29、温度传感器28和料位器21，该控制系统包括控制柜、PLC控制器12、触摸屏11、与PLC的I/O端口组电连接的中间继电器组、甩盘电机的电源控制回路、提升电机的电源控制回路、以及提升电机的电源控制回路，各所述电源控制回路上设有热继电器15和由所述中间继电器组控制的交流接触器14，所述中间继电器组还用于控制报警器25、指示灯26和用于控制振动电机27的振动频率的变频器16，所述PLC控制器还包括多个RS485接口，用于信号连接温度传感器28、水分传感器29和所述变频器16，所述PLC的I/O端口组还用于电连接料位器21和各所述热继电器15。
采用本发明的上述控制架构后，拓展性强，能够在多种类型烘干机上应用。
在一实施例中，采用48点继电器输出型PLC(28输入、20输出)，型号：XC3-48R-C，PLC主要实现传感数据采集、运算；数据上送显示；触摸指令接收、解析、处理；变频器频率参数设定、目标水分参数设定、水分偏移参数设定、定时功能参数设定、水分传感器选择等功能。触摸屏主要功能：参数动态显示、设备状态显示、在线参数设置、各个电机独立控制等。
采用上述架构的粮食烘干机智能控制系统主要实现两种功能，一种传感数据采集、处理、参数设置、故障与参数显示；另一种根据用户的模式选择，控制各个子设备的独立或联动运行。上述架构基本满足各类粮食烘干机的控制需要。
子设备控制包括普通电机的控制、变频器控制，以及子设备的状态诊断与显示。普通电机控制采用控制交流接触器通断控制电机的启停，主要控制1台3KW提升机、1台0.75KW甩盘电机、1台11KW风机。变频器控制主要控制1台2.2KW的振动电机变频器的运行，同时人机界面支持在线设置不同模式下的变频器的工作频率。
烘干机智能控制系统设置三种工作模式：智能模式、手动模式以及紧急停机模式。智能模式又分进粮、智能烘干、定时烘干、出粮；手动模式分风机启停、振动启停、提升机启停、甩盘启停；紧急停机模式为一键急停。
控制柜的控制面板自上而下排列有第一组功能键、第二组功能键、第三组功能键，其中，第一组功能键包括系统运行指示、紧急停止按键、智能/手动按键、以及报警清除按键，第二组功能键为智能模式控制按键组，包括进粮按键、智能烘干按键、定时烘干按键和出粮按键，所述第三组功能键为手动模式按键，包括甩盘电机启停按键、提升电机启停按键、风机启停按键、振动电机启停按键。
其中，第一组功能键功能如下：系统运行键，用于指示系统运行，即系统上电时亮，系统断电时灭。紧急停止按键，采用蘑菇头旋转复位键，按下时，系统所有子设备停止运行，即按下急停按键时所有电机以及变频器瞬时停止工作。
按下智能/手动按键后，按键灯亮，系统将切换成手动模式。该模式下允许用户单独启停每种电机。通过智能模式/手动模式切换的自复位带灯功能按键，切换两种工作模式。手动模式下，指示灯亮。智能模式下，指示灯灭。
设备的所有子设备(各个电机)处于关闭状态下时，智能/手动按键才响应操作。即在当前工作模式下，任何一个或多个电机检测在运行，模式切换按键不响应操作。
第三组功能键功能如下：甩盘按键用于启停甩盘电机；提升按键用于启停提升机电机；风机按键用于启停风机电机，振动按键用于启停振动电机。
第一组指示灯(故障指示灯-红灯)：分别用于甩盘电机、提升机、风机、振动的故障指示。第二组指示灯(运行指示灯-绿灯)，分别用于甩盘电机、提升机、风机、振动的运行指示。
如图3所示，本发明的粮食烘干机智能控制方法的流程如下：
S101、系统初始化；
S103、系统初始化后，根据智能/手动按键的操作，进入系统工作模式判断，判断是否为自动模式，若否执行手动控制流程S105；
S107、进入自动模式后，根据第二组按功能键的操作，进入智能模式选择的判断，判断是否为进粮模式，若是执行进粮流程S109、直至模式结束，否则继续判断；
S111、判断是否为智能烘干模式，若是执行智能烘干流程S113、直至模式结束，否则继续判断；
S115、判断是否为定时烘干模式，若是执行定时烘干流程S117、直至模式结束，否则继续判断；
S119、判断是否为出粮模式，若是执行出粮流程S121、直至模式结束，否则回到步骤S107，否则继续判断。
在系统初始化过程中，转入软件界面，如图8所示，该参数显示界面的显示内容包括如下：系统时间(以北京时间为准)；选择的水分传感器显示的数值；风温温湿度数值显示；信息提示框，文字显示必要信息，譬如：电机故障，满仓，已烘干；电机状态信息显示各个电机的工作状态，灰色表示未启动，绿色代表正在运行，红色表示故障；运行时间记录，指智能模式下，智能烘干、定时烘干的计时。譬如，启动智能烘干时，计时器从00:00:00开始计时，当智能模式停止时，计时器停止计时并保留，直至再次启动智能烘干或补充烘干模式时清零重新计时；定时烘干剩余时间，当系统工作在定时烘干模式时，显示烘干剩余时间。
如图4所示，进粮流程包括以下步骤：
S201、启动甩盘电机；
S203、判断延迟1秒判断是否正常启动？若没有正常启动，则执行甩盘电机故障报警S205；
S207、在刷盘电机工作后，执行满仓检测？若满仓，则执行满仓报警S209；
S211、盘算是否关闭进粮模式，若否，返回步骤S207；
S213、关闭甩盘电机。
在进粮模式下，只启动甩盘电机，其它电机不启动且阻旋式料位器报警待响应。当粮食进仓到满仓时，系统会提示满仓并报警提醒。注意：只有进粮按键按下(进粮功能启动)后，系统才能智能判断仓内粮食是否满仓，才会触发报警提示。进粮按键采用一只自复位带灯的按键，按下自复位按键时启动，再按一次停机。
如图5所示，智能烘干流程包括以下步骤：
S301、判断实际水分值是否大于目标水分值？若是则执行下一步骤；
S303、启动甩盘电机；
S305、延迟1S判断甩盘电机是否正常启动？若否，则执行：S307甩盘关闭/甩盘故障报警；
S309、延迟5S启动提升机；
S311、延迟1S判断提升机是否正常启动？若否，则执行：S313、关闭提升机/提升机故障报警，随后延迟10S关闭甩盘。
S315、延迟10S启动振动电机；
S317、延迟10S判断振动电机是否正常启动？若否，则执行：S319、关闭振动/振动故障报警，随后延迟10S关闭提升机；再延迟10S关闭甩盘。
S321、在振动电机启动的同时启动风机电机；
S323、延迟1S判断风机是否正常启动？若否，则执行:S325、关闭振动与风机/故障识别与报警；随后延迟10S关闭提升机，延迟10S关闭甩盘；
S327、执行烘干与故障在现检测，若检测到设备故障，则执行S325；
S329、判断是否手动关闭智能模式，若是，则执行S325；
S331、判断5分钟内实测水分是否一直小于目标水分，若是执行S333、触发已完成烘干报警，随后关闭振动、延迟10S关闭提升机，延迟10S关闭甩盘与风机。
在智能烘干模式下，所有电机按照一定顺序启停，启动顺序为：甩盘启动，5s后提升机启动，10s后振动电机与风机同时启动。系统将根据实际测出的粮食水分值与用户设定的目标水分值进行比较，当前实测的水分值连续5分钟的时间仍小于目标水分值时，系统将自动停机，电机关闭的顺序为：振动电机关闭，10s后提升机关闭，10s后甩盘与风机同时关闭。注意：因水分传感器链路建立与数据上传需要一定时间(约2分钟左右)，只有当水分传感器指示灯变绿(触摸屏参数界面上传感器指示灯)，且目标水分值小于实测的水分值时(风机未启动前，可通过触摸屏专家界面观察实时实测水分值)，智能烘干按键才响应用户操作。
智能烘干模式下停机方式有两种：一种再次按下自复位键时停机(现场临时中断烘干)；一种采用判定水分数值停机，当粮食水分达到预设值且持续5分钟后，停止烘干。智能烘干按键采用一只自复位带灯的功能按键，按下自复位按键时启动，再按一次触发停机。
如图6所示，定时烘干流程包括以下步骤：
S401、启动甩盘电机；
S403、延迟1S判断甩盘是否正常启动？若否，则执行S405、甩盘电机故障报警；
S407、延迟5S启动提升机；
S409、延迟1S判断提升机是否正常启动，若否，则执行S411、提升机故障报警；
S413、延迟10S启动振动电机；
S415、延迟10S判断振动是否正常启动，若否，则执行S417、振动故障报警；
S419、与提升机同时启动风机电机；
S421、延迟1S判断风机是否正常启动？若否，则执行S423、风机故障报警；
S425、烘干与故障在线检测，判断是否检测到设备故障，若是，则执行S427、故障识别与报警；
S429、判断是否开启定时功能？若否，则执行S431、判断是否手动关闭定时烘干模式，若否，返回S421，若是，执行S435，在本步骤中，如图9所示，在软件界面上实现定时功能的开启；
S433、若判断开启定时功能，则执行定时判断，判断是否定时到达？若否，继续判断；以及
S435、触发已完成烘干报警，随后关闭振动、延迟10S关闭提升机，延迟10S关闭甩盘与风机。
在定时烘干模式下，在触摸屏定时功能设定界面上设定定时时间且开启定时功能，启动定时烘干，系统将依次启动各个电机，启动顺序为：甩盘启动，5S后提升机启动，10S后振动电机与风机同时启动。当定时时间到达后，系统将自动停机，电机关闭的顺序为：振动电机关闭，10S提升机关闭，10S甩盘与风机同时关闭。注意：触摸屏上定时功能设定界面上定时功能未打开，此时启动定时烘干，系统将不会自动停机，需用户再次按下定时烘干按键，系统才会触发停机。
定时烘干模式下停机方式有两种：一种再次按下自复位键时停机(现场临时中断烘干)；一种采用定时停机，当定时时间结束，设备停止烘干。定时烘干按键采用一只自复位带灯的功能按键，按下自复位按键时启动，再按一次触发停机。
如图7所示，出粮流程包括以下步骤：
S501、启动提升机；
S503、延迟1S判断提升机是否正常启动？若否，则执行S505、提升机故障报警；
S507、延迟10S启动振动电机；
S509、延迟10S判断振动电机是否正常启动？若否，则执行S511、振动故障报警；
S513、出粮与在线检测设备故障，若判断设备有故障，则执行S515、故障识别与报警，然后执行步骤S417；
S515、判断是否手动关闭出粮模式，若否，返回S513；以及
S517、关闭振动电机，延迟10S关闭提升机。
粮食烘干结束需出粮，启动进粮功能，系统将先启动提升机，10S后启动振动电机。出粮结束后，关闭进粮功能，系统将先关闭振动电机，10S再关闭提升机。出粮按键采用一只自复位带灯的按键，按下自复位按键时启动，再按一次停止。
本控制系统设计一套完善的报警系统，当电机故障、进粮满仓或烘干完成时，均会触发报警机制。当触发系统报警时，报警器报警，同时显示屏上会提示触发本次报警的相关信息。
本控制系统设计报警清除功能，系统自动识别产生本次报警的原因，并可通过报警清除按键，软关闭警铃，即只关闭本次触发报警，并不关闭报警机制，不影响后续其他原因导致的报警提示。
另外，智能与手动模式以及智能模式之间(进粮、智能烘干、定时烘干、出粮)采用了功能互锁设计，即系统处于某种工作模式时，除急停按键，其它模式按键不响应操作。
本发明还提供了一种智能烘干方法,如图10所示，包括以下步骤：
S601、设定粮食的目标水分值并且采集粮食的实际水分值；
S603、判断粮食的实际水分值是否大于目标水分值，若是，按照设定启动策略自动启动相关的执行器，并且在启动过程中监测启动故障，若有启动故障则报警并且关闭已启动的执行器；
S605、在烘干机正常启动后过程中对烘干与设备故障进行在线检测，若检测到设备故障或选择手动关闭智能烘干模式时，按照设定关闭策略关闭所有执行器；
S607、判断一设定时间段内粮食水分值的实测水平是否一直小于目标水平，若是则触发已完成烘干报警，并按照设定关闭策略关闭所有执行器。
本发明的粮食智能烘干方法在图2至图8所示的烘干机控制方法中得到应用，实现了根据粮食水分值自动烘干的功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。