人机交互与远程监控的烘干机控制系统

人机交互与远程监控的烘干机控制系统

【摘要】本文将传统的触摸屏、PLC以及远程控制模块三种功能合而为一,研发出一种新型的粮食烘干机控制系统,该系统相比于传统产品新增一个通讯模块,并配以物联卡,使得客户可以实时远程监控或修改粮食烘干机工作过程中的各项参数,可以极大方便客户的使用,增强客户对设备的感知。

【关键词】新型;粮食烘干机;控制系统;远程监控

1前言

我国是世界上最大的粮食生产和消费的国家,年总产粮食量约5亿吨。粮食烘干是粮食生产全程机械化的重要一环[1],粮食收割后,一个重要环节是农户储粮,近年来极端天气频繁,自然灾害较多,农民因天气原因导致的粮食霉变数量不断增加,粮食烘干成为农民的重要需求,为烘干设备市场的发展提供了契机,在国家粮食安全战略和农业补贴政策的推动下,我国粮食烘干机市场逐渐升温。本文针对粮食烘干机的产品及行业特点,将烘干机的PLC控制器、触摸屏、远程控制模块整合于一体,产生智能烘干机控制系统[2],实物如图1所示,利用GPRS网络将设备运行状态实时传递至云服务器后台,用户可以通过PC终端、手机APP、微信公众号等对设备运行状态进行感知,实现对设备的实时监控、远程操作、短信报警等操作。使得客户可以实时通过手机APP、PC客户端或微信公众号监控或修改粮食烘干机工作过程中的各项参数(如各电机运行参数、进风口温度、粮食的水分、粮温等)、当前工作状态(进粮、干燥或放粮)。还可以异地远程通过上述各种方法选择设备的控制模式(手动或自动)、烘干机工作的启停、对设备故障进行报警监控,以及对客户设备进行技术支持或技术指导等,可以极大方便客户的使用,增强客户对设备的感知.

2技术手段

2.1触摸屏技术

图2为触摸屏界面,本系统为方便用户操作,设计好各个流程下电机的启停顺序,为避免用户操作失误,当按钮在当前状态下不可操作时,在右上角均有禁止操作标识,此状态下用户操作无效。电机启动与停止的间隔时间可以由用户自由设定,如图3所示。每个电机的启动次数、运行时间、过载次数用户也都可以随时查看,如图4所示,方便用户监控设备的使用情况。另外厂商也可以根据此数据来比较各种品牌电机的品质,进而来确定优质供应商。在自动模式下有三种操作模式:进粮是指将粮食装入设备内,系统依次开启各个电机,启动进粮流程,直到进粮结束,系统按序结束进粮流程,准备烘干;干燥是指对设备内的粮食进行循环烘干,按照一定的时间规律,利用在线水分检测仪测量粮食水分,直到粮食水分连续四次检测水分小于设定目标水分,此时系统按序结束烘干流程;放粮是指将设备内的粮食放出,系统会依次开启各个电机,启动放粮流程。

2.2PLC技术

在PLC逻辑方面,考虑到粮食烘干机操作者都是农民,文化程度有可能不高,因为开启逻辑动作有误,有可能造成堵粮,进而损坏设备,所以本文在粮食烘干的三个流程:进粮、烘干、放粮环节都设置了自动环节,进而实现真正意义上的烘干智能化生产[3],如图5所示,用户无需考虑三个环节的逻辑动作,由此极大的方便了用户使用感。

2.2.1进粮流程

进粮逻辑动作以甩盘机-上绞龙-提升机-下绞龙的次序开启,进粮时抽风机需不需要开启,由用户自定,开启风机可加快进粮动作。

2.2.2干燥流程

干燥逻辑动作以甩盘机-上绞龙-提升机-下绞龙-拨粮机-抽风机的次序开启,目前国内在粮食干燥进程中水分的测量依旧采用人工定时的测量方法,此方法耗时耗力且结果不准确,是粮食干燥设备智能化发展急需解决的一大难题[4]。本文采用在线水分检测仪,随时采集粮食水分,以便随时监控干燥过程。

2.2.3放粮流程

放粮逻辑动作以甩盘机-上绞龙-提升机-下绞龙-拨粮机的次序开启。

2.3远程监控

远程监控功能大大提高了烘干机效率,当烘干机工作时,系统上线,用户可通过客户端监控烘干机的实时运行情况,发现有问题可以紧急停机以减少损失。厂家也可获得设备的运行状态,并且当设备的运行出现故障时,系统会自动发送报警信息给用户和厂家,用户还可以根据自身的不同需求设置相关的报警条件,远程监控如图6所示。

3电气电路设计

所用PLC为粮食烘干机定制机型,数字输入18点(高速输入4点)继电器输出18点,供电电压DC24V。通过PLC对粮食烘干机的自动控制,即进粮、检测水分、循环烘干、自动调温、湿度检测、合格粮食出粮的自动控制,实现粮食的全过程自动烘干,使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。PLC的输入接入模式选择开关,电机过载保护以及水分仪的选用开关,分别是从I0.0,I0.1-I0.7和I1.5,而输出分别接故障报警输出,电机线圈,备用线圈分别是Q0.0,Q0.1-Q1.2、Q2.2和Q3.0。

4结论

本文提供的粮食烘干机控制装置,通过温度检测、水分检测仪采集烘干机中的温度和水分参数,通过对设备中的电机进行自动逻辑控制,满足用户的使用需求,同时将触摸屏、PLC以及远程模块合成起来,不但可靠性强,且成本低廉,使用方便;本文是基于物联卡,将PLC控制器采集的各种参数、实时报警信息发送给移动端APP,能够满足客户对于实时监控的需求,同时成本低廉,适于推广使用。

作者:杨进民  方雨昊 单位:无锡科技职业学院