Способ автоматического контроля и регулирования процесса увлажнения зерна при подготовке его к помолу

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКО 27/О ИЯ АНИЕ ИЗОБРЕТ ВУ МУ Св ВТО КойтЛА- К ПО- тапа г лико,ей воды вна третьемтабилизацииающийьаения точ уры. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский .ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут пищевой промышленности.(56) 1. Птушкин А.Т., фомичев М,Ми:.др.,Комплексная система, автоматизации, стабилизации технологическогопроцесса мельницы сортового помола.Серия Комплексная механизация и ав.томатизация производстваф. М.,. 2. Авторское свидетельство СССР(прототий),(54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГОРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА УВНЕНИЯ ЗЕРНА ПРИ ПОДГОТОВКЕ ЕГОМОЛУ, предусматривающего три эувлажнения, заключающийся в ре уровании расхода увлажняющзависимости от влажностиэтапе при одновременной срасхода зерна, .о т л и чс. я тем, что, с целью поиности, осуществляют аналогичное регулирование расхода увлажнякщей водына первых двух этапах процесса увлажнения, при этом влажность и заданное значение расхода.Ъоды определяют по температуре увлажненогозерна, измеренной двухкратно черезопределенный промежуток времени наначальном этапе роста температИзобретение относится к подготовдке зерна к помолу, а более точно - кхолодному .кондиционированию зерна приподготовке его к помолу, и можетбыть использовано для непрерывного.автоматического контроля и регули рования всех трех этапов увлажнения,осуществляемых при подготовке зерна к помолу.Известен способ автоматическогоконтроля и регулирования процесса 10увлажнения зерна, основанный на измерении егс диэлектрической постоянной, изменяющейся в зависимости отколичества влаги в зерне. Разностьмежду фактической влажностью зерна, 15измеренной электровлагомером, построенном на этом принципе, и заданным значением влажности служит длявыработки команд на исполнительныймеханизм, регулирующий расход ув- Олажняющей воды .11.Недостатком данного способа является невозможность контроля влажности свежеувлажненного зерна, т.е.зерна с влажной плодовой оболочкой.Поэтому злажность зерна после увлажнения не контролируется, а системалишена обратной связи.Наиболее близким к изобретениюявляется способ автоматического контроля и регулирования процесса увлажкения зерна, заключающийся в регулировании расхода увлажняющей воды натретьем этапе увлажнения в зависимости от влажности зерна, определяемой по его натурному весу, Результаты измерения натурного веса до увлажения и в экстремальной точке после увлажения сравниваются и разностьмежду ними стабилизируется на заданном уровне с коррекцией по исходной 40влажности зерна, контролируемой электровлагомером 23,Недостатком известного способаявляется необходимость промежуточнойемкости, обеспечивающей достижение 45экстремальной точки, что снижает быстродействие при контроле и регулировании. Экстремальная точка опреде-.ляется максимальным набуханием оболочек и не связана о процессом разрыхления эндосперма зерна, хотя именнопроцесс активного разрыхления эндосперма.соответствует преобразованиювсех физико-химических свойств зеренпри взаимодействии его с водой. Спо"соб не предусматривает средств контроля расположения экстремальной точки, смещением которой при увлажнениизерна в пределах до 0,7 предлагается принебречь.Указанные недостатки обуславливают возможность применения способатолько для автоматического контроляи регулирования процесса на третьемэтапе увлажнения. Способ неприменим,для управления основными этапами увлажнения, проводимыми с целью разрыхления исходной плотной структуры эндосперма зерна.Целью изобретения является повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического контроля и регулирования процесса увлажнения зерна при подготовке его к помолу, предусматривающего три этапа увлажнения, заключающемуся в регулировании расхода увлажняющей воды в зависимости от влажности зерна на третьем этапе при одновременной ста. билиэации расхода зерна,. осуществляют аналогичное регулирование расхода увлажняющей воды на первых двух этапах процесса увлажнения, при этом влажность и заданное значение расхода воды определяют по .температуре увлажненного зерна, измеренной двухкратно через определенный промежуток времени на начальном этапе роста температуры.Использование температуры для оп-, ределения .влажности зерна позволяет испольэовать экспоненциальный характер развития температуры, что дает возможность точно определить прирост температуры в экстремальной точке. Расположение экстремальной точки принимают совпадающим с моментом достижения 0,99% , где Ъ - максималъная ордината экспоненты. Смещение экстремальной точки во времени наблюдается в пределах от 5 до 25 ч. в зависимости от типа зерна, его начальной влажности и режима увлажнения, что не позволяет принебречь ее смещением.Экспонециальный характер развития температуры позволяет осуществить ее измерение двухкратно через определенный промежуток времени, а затем определить интенсивность развитиятемпературы и ее максимальный прирост,не дожидаясь фактического достижения экстремальной точки. Измерение температуры на начальном этапе ее роста повышает быстродействие контроля и регулирования.Рост температуры при проникновении влаги в зерно. полностью отражает процесс разрыхления эндосперма ипоэтому характеризует, все физико-химические преобразования, происходяие в зерне при увлажнении. Это позволяет использовать температуру для определения влажности на всех трех этапах увлажения.На чертеже представлена структур" ная схема системы, реализующей предлагаемый способ.Эерно нейрерывно с постоянным расходом подается в увлажнительную машину 1, где обеспечивается равномерное увлажндние зерна водой, а затем в отлежный закром 2. В верхнейчастигде отлежного закрома 2 расположены термометры 3 и 4 сопротивления, через которые непрерывно проходит увлажненное зерно. Значения температуры, измеряемые термометрами, поступают в вычислительное устройство 5, осущест. вляющее одновременный. контроль и регулирование всех трех этапов увлажнения. Поочередный ввод температурной информации, непрерывно поступающей от термометров сопротивления, в 10 вычислительное устройство осуществляется через аналоговый коммутатор 6 и аналого-циФровой преобразователь 7. Вычислительное устройство рассчитывает значения влажности Юо до и В/ 15к после увлажнения, заданную величину конечной влажности зерна ЮК послеКъ увлажнения, а также требуемюй расход воды Ю , обеспечивающий заданную величину конечной влажности зерна на 20 каждом из юрех этапов увлажнения. Значения Яэзподаются через цифроаналоговый преобразователь 8 и коммута тор каналов 9 в независимые контуры регулирования расхода воды на каждом из этапов увлажнения. Регуляторы 18 на основе разбалансамежду текущим Я и заданным Я значениями расхода воды воздействуют на исполнительные ме-. ханизмы 11 регулирования воды на каждом из этапов увлажнения в направле- З 0 нии компенсации разбаланса. Текущие значения расходов воды контролируют.ся расходомерами 12,.Вычислительное устройство производит расчеты поалгоритму,.в основу З 5 которого положена зависимость интенсивности развития температуры и ее прироста в экстремальной точке от начальной влажности и степени увлажнения зерна. Формулы для расчета на". 40 чальиой влажности зерна и влажности после увлажнению получены на основе :. экспериментальных данных с использованием корреляционно-регрессионногоанализа.. 45Способ осуществляют следующим об-. разом.Зерно пшеницы 1-го типа поступает .в увлажнительную машину с расходомйз (в данном конкретном примере О=10 т/ч) и увлажняется водой, подаваемой с расходом Яэ(Й =380 л/ч). Затем зерно подается в отлежный закром по которому оно непрерывно перемещается с скоростью Ч(Ч,1 м/ч). В процессе своего перемещения по закрому зерно последовательно проходит термометры сопротивления ТС 1 и ТС 2, расположенные соответственно на расстбяниях 1. и 12 от входа в закром. В данном примере при высоте закрома бО Нм. 11 -0,85 м и 12=1,15 м. Значения температур, непрерйвно измеряемые термометрами, подаются в виде аналоговых сигналов напряжениями =14,47 В,0 в 14,63 В на аналого-цифровой пре образователь, преобразующий их в циф-,. ровой код. Преобразованная таким образом информация вводится в вычисли-, тельное устройство, в режиме Фиксированных интервалов коммутации, при котором коммутации с цереферийными устройствами осуществляется через равные промежутки времени Ж (довр олр= -2 мнн), Алгоритм обработки информации предусматривает расчет темпера-, тур в градусах Цельсия1 О, Я о20,7 С; - - =20,93 С, где В - коэффициент преобразованияизменения сопротивления термометров сопротивления в напряжение электрического тока на выходе электронного:иэмери тельного блока равный 0,699 В/ос.Нормированные значения температур после переноса начала координат в точку, соответствующую начальной температуре зерна Тос 20 оС, составляют Т =0,70 оСу Ту=0,93 еСеИнФормация от ТС 1 записывается в массив М 1, рассчитанный на 15 элементов, что соответствует минимально возможной скорости перемещения зерновой массы по закрому Информация от ТС 2 записывается в массив М 2, рассчитанный на 1 элемент. Массивы имеют вид М 1 М 2 0,70 0,93, 0,71 15 0,700,70 Для выбора значений Т 1 и Т 2, соответствующих одному зерновому спою, последовательно прошедшему ТС 1 и ТС 2, осуществляется расчет адреса элемента массива М 1, соответствующего элементу массива М 2. Ф е- - 2,9 -" 3 р ю8 опт612 - расстояние между ТС 1 Ффф и ТС 2У аь - интервал опроса (й в,=2 мин = 0,033 ч) . На этом основании из массива М 1 выбирается элемент с порядковым номером 3, т.е. %1=0,70 оС. Таким образом, получены два значения экспоненциального развития температуры, соответствующие моментам времени С и Г от начала развития экспонентыюез,: 16 мин;.;ь: = 22 мин.1 й1 Ч1 Ч По двум полученным значениям экспоненты рассчитывают коэффициент Ы, характеризующий интенсивность раэвиТираж .872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий 113035, МОсква, Ж, Раушская наб., д. 4/5. Яйк 2 ч.2 а 2Рассчитав степень увлажнения зерна, характеризующую прирост влажнос , ти, полученный, зерном в результатевлаанения йДВ: =3,9 О)е,15вычисляем значение исходной влажностизерна по расчетной формуле. Для 1-готипа зерна формула ймеет видЮоф 51+1,98 Те хф 57 оС++90,57 с 1,.6% -ф 266 хЮР=11 к 3 рОВлажность увлажненного зерна составляетак =Во+Да=15,90Заданное, значение конечной влажности рассчитывается исходя вз того, р 5что для зерна 1-го типа на первомэтапе увлажнения рекомендуется добавлять 60 от общего количествадобавляемой в процессе увлажнениявлаги, Конечная влажность зерна 1-го ЗОтипа, прошедшего полный цикл увлажнения и подаваемого в размол, рекомен.дуется равной 17,5 (исследования,выполненные во ВНИИЗе, 1977 г). Отсюда следует, что на первом этапе увлажнения%,:15,021 аа втором - 17,19,на третьем - 17,5 Вычислительное устройство рассчи" тывает расход воды, обеспечивающий заданную влажность зерна на соответствующем этапе увлажнения. В частности, на первом этапе Требуемый расход воды преобразуется в аналоговый сигнал и выдается в ка честве задания в независимый контур регулирования расхсда воды на соответствующем этапе увлажнения.Использование предлагаемого способа автоматического контроля и регулирования по сравнению с известным основанным на применении дискретной сушильно-взвешивающей установки УДВ позволяет:получить экономический эффект в ,размере 2,4 тыс.руб. в год на одном мельзаводе производительностью ,240 т/сут;реализовать систему контроля и ре. гулирования на серийно выпускаемых ,элементах контроля и автоматики беэ использования специального оборудования;повысить надежность работы системы контроля и регулирования за счет исключения сложных механических устройств автоматического отбора проб, взвешивания, высушивания и повторного взвешивания.В результате реализации предлагаемого способа повышается выход муки высших сортов.