全封闭热泵干燥装置监控系统的设计与试验.pdf

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1、第26卷第lO期1342010年10月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV01．26No．10Oct．2010全封闭热泵干燥装置监控系统的设计与试验倪超，李娟玲※，丁为民，范海亮，陈山林(南京农业大学工学院，南京210031)摘要：为了改善干燥试验过程中的监控方式，提高了试验的精确性和效率，减轻了试验人员的工作负荷，并支持后期数据分析，该课题将热泵干燥技术、自动检测控制技术、SCADA技术融合，开发出一套由热泵干燥装置、数据采集与监控系统组成的热泵干燥监控系统。系统由一套全封闭的热泵干燥装置

2、执行干燥过程；数据采集系统采集干燥现场数据，OPC服务器通过通信协议获取数据：监控系统主要具备PLC自动控制和PC机监控功能。试验结果表明，该系统能够实现温湿度精确控制，并具备数据的实时显示、归档、信息报警等功能，将作为后续研究的试验平台。关键词：热泵干燥技术，数据采集与监控技术，可编程控制，监控系统doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．10．022中图分类号：$24，$226．6文献标志码：A文章编号：1002—6819(2010)-10—0134-06倪超，李娟玲，丁为民，等．

3、全封闭热泵干燥装置监控系统的设计与试验[J】．农业工程学报，2010，28(10)：134—139．NiChao，LiJuanling，DingWeimin，eta1．Designandexperimentofmonitoringsystemforheatpumpdryerofendosextcycles[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(10)：134—139．(inChinesewithEn西ishabstract)0引言1热泵干燥装置的结构及原理热泵技术是一种从低温热源吸收

4、热量，使其具有较高的温度成为有用热能，并能够被有效利用的热能技术【l—q。热泵所提供的热量与所消耗的机械功之比一般可达三倍以上【5刊，相比普通热风干燥技术，热泵干燥技术具有高效节能、品质好、干燥条件可调节范围宽和环境友好等显著优点【_7。10l；且热泵干燥机的控制完全通过电量进行，其中大部分是开关量，能够将数据采集与监控技术(supervisorycontrolanddataacquisition，SCADA)和热泵干燥技术相结合，形成热泵干燥控制技术。目前国内对热泵干燥控制的研究还处于发展阶段，热泵干燥控制策

5、略借鉴普通热风干燥，结合热泵干燥装置的特点形成[6,11-12】。通过试验确定了以可编程控制器(programmablelogiccontroller，PLC)作为最适合热泵的控制器【l31，辅以检测技术、变频技术，实现对热泵干燥装置可靠、灵活的控制。已有研究人员将控制技术、自动检测技术、SCADA技术结合，应用于热泵干燥，并取得一些成剁悼161，但无论理论研究或工程应用都不够深入。本课题主旨在开发出一套具备高精度、开放性的热泵干燥监控系统，以支持各种物料的低温干燥研究，为后继研究提供试验平台。收稿日期：201

6、0-03124修订日期：2010-08．16项目基金：国家863项目(2007AAl00406)；江苏省农机局基金项目(弘z09009)作者简介：倪超(1985～)，男，江苏南通人，研究方向：自动化农业装备。南京南京农业大学工学院，210031。Email：yinjiaji@sina．tom※通信作者；李娟玲(1965--)。女，浙江上虞人，副教授，研究方向：机械设计与制造，农产品加工与贮藏。南京南京农业大学工学院，210031。Email：juanlingli@163．c啪热泵干燥装置结构如图1所示，由热泵机

7、组和干燥装置构成的一套全封闭的热泵干燥装置【17】。热泵机组主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置等组成的闭路循环系统【l孓2l】；干燥装置由干燥室、风机等构成。热泵干燥装置的运行由2种流体的流程所推进，图l中，细线流程表示热泵工质循环，粗线流程表示干燥介质(湿空气)循环。1．压缩机(3．75kW)2．主冷凝器3．膨胀阀4．蒸发器5．内风机(450W，变频控制)6．辅助冷凝器7．辅助电加热器(3×lkW)8．干燥室(约0．8m’)9．气液分离器10．主电磁阀11．辅助电磁阀图I热泵干燥机配置图Fig．1Conf

8、igurationoftheheatpumpdryer本装置配备了辅助电加热器和电磁阀，目的在于提高启动效率和干燥温度，增强控制效果。2热泵干燥装置的数据采集系统热泵干燥的数据采集的方案是：传感器将现场采集到温度、湿度、风速、质量的模拟量输入到模拟量输入模块；A／D转换模块将模拟量转换为数字量，并储存在模拟量输入映像寄存器中；CPU单元对数字量进行处理，通过算法将数字量换算成实际工程值