摘要：谷物烘干机在现代粮食生产与存储中发挥了越来越重要的作用，利用谷物烘干机将粮食中的水分控制在合理的范围内，有利于提高粮食储存的时间，保证粮食维持较高的品质。笔者分析了谷物烘干机的功能及工作原理，阐述了谷物烘干机运行方式，为了进一步提高谷物烘干机工作效率与效果，需要不断提高谷物烘干机自动化控制水平，充分了解自动控制功能具体要求，笔者从控制流程设置、自动化控制硬件系统与软件系统功能需求三个方面入手，深入探究自动化控制技术，并指出了谷物烘干机自动化控制创新发展方向，为更好提高谷物烘干机工作质量提供帮助。
关键词：谷物烘干机；自动化控制技术；发展方向
0引言
谷物烘干是农业生产环节中的关键性部分，是实现粮食长时间存储的重要保障，在以往人们进行谷物烘干时，通常依托于脱粒、晾晒等途径来实现[1]，这种方式不仅需要耗费大量的时间以及人力资源，同时在实际烘干时也会导致较大的粮食损失，显然在现代社会经济环境下，以往的谷物烘干方式已经不能满足社会对粮食处理的要求。为了解决此问题，我国研发出了一种新型农业机械谷物烘干机，该机械是一种机电一体化农业机械设备，可以对小麦、水稻、玉米等许多类型谷物进行烘干处理，在现代科学技术水平的支持下，我国谷物烘干机的自动化程度越来越高，在烘干准备工作中，通过在系统中设定好温度、湿度等参数，烘干机就可以根据系统自动执行谷物烘干操作，同时将各个时间段谷物的含水率、温度等显示出来，从而确保谷物烘干能够达到最理想的状态。为了更好地改善谷物烘干机的工作效率与质量，依托于自动化技术的运用可以很好地降低人工操作强度，防止人工操作过程中产生的各种人为误差，进一步提高烘干效果，为粮食进行更长时间的储存奠定基础。
1谷物烘干机功能概述
利用谷物烘干机可以依照设定好的系统程序自动降低谷物水分，并确保烘干后的谷物能够达到标准要求，为谷物长期储存提供保障[2]。依照谷物烘干机工作方式的不同，可以将其划分为顺流烘干机、逆流烘干机、横流烘干机以及混流烘干机等多种机型，更好满足不同使用环境的应用需求[3]。在我国大型谷物粮食存储时，使用最多的便是混流烘干机，下面，笔者就以这种烘干机为例进行详细说明。谷物烘干机在对谷物进行烘干时，是通过输入源源不断的热风实现的，在烘干仓里面，布置了大量角状通风盒。在实际开展粮食烘干操作时，先将粮食输送到烘干仓里面，并且使得粮食按照某种规律进行流动，之后烘干机开始工作，产生大量的热风并通过管道到达各个通风盒，之后在角状通风盒的帮助下进入到烘干仓，同时基于顺流、逆流两种方式对粮食进行烘干，当热风与粮食充分接触后，会对粮食进行加热，随着温度的不断升高，粮食中的水分会被蒸发到空气中，随着气流一起进入到设定区域，当气流中的水汽达到较高程度后，会被排出烘干仓。谷物烘干机多次重复工作后，会逐步降低粮食中的水分，在到达相应参数后将粮食输送到缓苏段。在该环节中，会逐步均衡粮食内部与外部的温度差以及水分差，尽管在缓苏段会导致粮食干燥的速度降低，但是会促使粮食的含水率趋于均衡化。最后，粮食进入到冷却段，冷却完成的粮食可以达到粮食干燥要求，从烘干机中排出并完成存储。
2谷物烘干机自动化控制技术分析
2.1自动控制功能
为了进一步提高谷物烘干机工作质量与效率，需要不断提高谷物烘干机的自动化控制水平，更加精准地开展谷物烘干工作。在实际进行谷物烘干过程中，需要谷物烘干机的自动化控制功能达到以下要求。1）待干燥粮食进入到谷物烘干机料斗之后，自动化控制系统要能够准确获取粮食初始含水量，同时依照获取的初始含水量数值以及谷物类型特征等，制定出最有效的谷物干燥方法[4]。2）谷物烘干机可以自动地将干燥粮食有序输送到烘干机中，烘干机依照设定好的程序，对谷物的输送速度、热风进风量以及废气排出等环节进行控制，并且在检测过程中实时关注待干燥粮食的含水率、温度等关键性参数，依照检测结果及时调整烘干方案。3）对已经完成烘干的粮食进行含水率检测，当检测到的含水率达到规定标准要求之后，将粮食输送出烘干机；而当检测粮食的含水率仍然超出标准值时，需要继续进行粮食干燥环节的循环工作，直至检测结果合格之后才将粮食输送出来。
2.2控制流程的设置
谷物烘干机自动控制技术的实现是建立在PLC技术以及传感器技术基础上，利用不同的传感器实时获取粮食的温度、湿度、机械结构转速、粮食输送速度等重要参数，并将这些关键性数据信息传输到系统处理器，处理器在进行相应分析工作之后，结合实际参数值选取最合适的烘干方案或者及时改变烘干数值[5]。依照谷物烘干机自动控制的功能要求，设计适宜的谷物烘干机自动控制流程图，如图1所示。
2.3自动化控制硬件系统功能需求
基于全自动控制的层面来看，硬件系统的功能主要体现在数据监测、数据处理、数据传输以及控制等方面，其中数据监测系统一般涵盖了干燥前测水仪、烘干仓温度传感器及湿度传感器、干燥后测水仪、流量统计传感器等；数据处理系统通常选取工业控制计算机；数据传输系统是常用的数据端口以及各种数据通信模块；控制系统一般涵盖了各种数据仪表、可编程控制器、谷物排出电机以及多个辅助执行器等[6]。在确定谷物烘干机自动化控制系统硬件时，应当重点考量硬件的稳定性、抗干扰水平等。在利用谷物烘干机进行烘干操作时，依托于不同位置的温度及湿度传感器来实时监测待干燥粮食温度、进风温度、出风温度以及环境温度等。具体来说，对进风温度检测的传感器布置在进风口，相应的对出风温度检测的传感器设定在出风口位置，环境温度是指烘干机所处的外部环境温度，因此该传感器主要放置在机器的外部；粮食温度传感器则设定在烘干段、缓苏段等地方，并且保证该传感器位置高度处于谷物输送高度的中部，即重点检测谷物中间位置的温度值与湿度值。干燥前测水仪需要设定在谷物刚进入的位置，其目的是准确获取谷物未进行干燥前的含水量。干燥后测水仪要放置在自动化控制线的后部分，其主要目的是测量干燥之后谷物的实际含水量，因此干燥后测水仪一般安装在谷物排出段前端，保证所有排出的谷物含水量均达到规定的标准要求。在整个烘干流程中，不同传感器获得的数据信息都会汇集到工业控制计算机，该计算机依照系统中设定的程序相应改变谷物烘干机的热风量大小、谷物输送速度等，确保整个烘干过程的合理性与科学性。
2.4自动化控制软件系统功能需求
谷物烘干机自动控制模块主要组成架构示意图，如图2所示，在该软件系统中重点涵盖了五个模块，分别是信息收集模块、动作执行模块、人机交互模块、辅助功能模块以及故障警示模式[7]。其中，信息收集模块的主要工作职责是加强对温度与湿度传感器、速度传感器、电机转动传感器以及干燥前后测水仪等多个检测仪器的管理，及时获得各个检测设备的检测数据；动作执行模块表示为谷物烘干机中各个执行元件依照工业控制计算机的制定，推动相关机构有序完成各项工作，比如说增加或者降低谷物输送速度、提高或者降低热风电机转速等；人机交互模块一般是将信息收集模块中获得的各项信息提供给设备使用人员，并向其展示当下谷物烘干机的具体运行状况，比如说进风量大小与温度、谷物输送速度、谷物烘干后温度等，在人机交互模块的支持下可以让人参与到谷物烘干过程中，对相关烘干参数进行调整，同时专业技术者能够依托于人机交互接口完成对相关功能的改善与程序调整；辅助功能模块主要表示为粮食烘干过程中的辅助执行元件，比如说计时器等；故障警示模块的功能是当谷物烘干机运行中出现问题时，系统会通过声音、灯光等形式进行自动报警，同时在人机交互页面显示故障类型，为工作人员解决问题提供帮助。谷物烘干机开启之后，自动控制系统会执行初始化程序，对所有功能模块进行初始化处理，如对各个位置传感器功能、计时器工作状态以及工业控制计算机系统等进行初始化，同时人机交互页面打开，将关键性数据信息显示出来。烘干工作正式开始以后，自动化控制系统会全面收集进料部分、烘干部分、缓苏部分以及冷却部分的温度与湿度等信息，以及热风量大小与温度、输送电机转动速度等诸多信息，并将获得的各项信息传输到工业控制计算机，将实时信息与系统中设定的范围进行比对。在明确具体烘干方案之后，工业控制计算机会向热风系统下达相应的指令，合理优化实时风机转速以及热风温度，并且保证粮食依照既定的方式与速度向前输送，当热风温度、谷物温度高于或者低于设定标准温度区间时，预警系统变化发出警报，同时在规定的时间区间后停止机器运行，当系统检测出是因为烘干效率较低引起的，就会相应地优化粮食输送速度，同时增加热风流量，进而强化烘干效率[8]。
3谷物烘干机自动化控制技术创新发展方向
当下谷物烘干机在我国粮食产业发挥了至关重要的作用，随着科学技术水平的不断发展，谷物烘干机自动化控制技术也需要加强自身的改革与创新，进一步提高谷物烘干机的控制效果[9]。结合当下谷物烘干机使用状况，笔者总结了谷物烘干机自动化控制技术未来创新发展方向，具体如下。1）依托于自动化控制技术进一步改进部分粮食在烘干后水分含量超标的问题，强化整个烘干过程的均衡性。2）依托于自动化控制技术进一步降低粮食烘干中的损耗量，降低粮食烘干中的能源损耗。3）提高谷物烘干机的适用范围，使其能够满足更多类型粮食的烘干要求，并能够正确识别粮食的含水量、特征等，自主匹配最合适的烘干方案。4）进一步强化谷物烘干机的工作效率，在确保烘干品质的基础上，最大程度降低粮食的烘干时间。
4结语
综上所述，谷物烘干机的运用，为提高我国粮食存储质量提供了有力保障。在自动化控制技术的加持下，谷物烘干机有效提高了自身工作效率与质量，降低粮食干燥中的能量损耗。然而，我国谷物烘干机自动化控制技术总体水平不高，有非常大的改造空间，技术人员应当要重视对自动化控制技术的改进，不断提高谷物烘干机的干燥质量。
作者:杨晓珍 单位:怀化职业技术学院