緒論1.1研究背景及意義在龐大的人口基數下，根據統計，到2021年末，馬鈴薯和馬鈴薯的總生產分別為3043.5萬噸和733.34千公頃。但是，馬鈴薯在收割后的運輸、烘干和儲存中會減少16%，這大大超過了聯合國食品法規中5%的規定，也大大超出了聯合國的規定。而造成糧食減產的原因有很多，加上我國目前有九億的農村人口，這么多的勞動力無法全部留在農村，一方面，土地資源有限，并不一定要大量的勞動力，另一方面，由于我國經濟的多樣化，農村勞動力的大量涌入城市。農村勞動力的萎縮，給了農業機械化發展的機遇，土豆的烘干機就是其中之一，近年來，隨著國家和地方政府對農村土地機械的推廣，以及相關政策的出臺，在全國范圍內，在農村，出現了一大批種植專業戶、農村合作社等集約種植組織。規模化的土地栽培為我國農業機械化的發展提供了空前的機會，而土豆的產后烘干又是農民亟待解決的問題?，F在，我國廣大農村普遍缺乏曬土豆場，對于一般的農民而言，沒有曬土豆場并不會造成太大的影響，他們可以在自己的院子里曬土豆，但對于那些種糧大戶來說，沒有曬土豆場的話，他們的土豆產量就會大打折扣，沒有一個大的曬場，很難讓新收的土豆及時晾干，就算有足夠的曬場，遇到連綿的雨天，也會影響土豆的烘干。為了保證新收獲的土豆能夠及時的晾干，使用土豆烘干機是最好的選擇。基于此，本文設計一款土豆烘干機，可用于種土豆大戶與平常人家，以期為我國土豆烘干機的制作提供參考。1.2傳統土豆烘干機概述按干燥器的相對運動方向劃分，可以分為橫流、混流、順流和逆流三種類型。（1）橫向空氣干燥器橫流式干燥機是國內引進的一種新型干燥器，主要采用圓筒形篩孔或方形塔形篩孔，目前國內尚有許多廠家在生產。具有生產工藝簡便、安裝簡便、成本低廉、生產效率高等特點。但其不足之處在于：土豆的干燥均勻度低、單位熱量消耗高、一機烘干多種土豆受到限制、烘烤后某些土豆質量難以達標、內外篩孔需要定期清掃等。但是，小型的循環烘干設備能解決以上問題。（2）混合氣流烘干機混流式烘干機是一種以三角形或五角形箱體交叉（叉形）布置而成的塔狀結構。國內生產這種型號的廠商比橫流多，其優勢如下：1）熱空氣供應均勻，烘干后的土豆水分含量更均勻；2）降低5%-15%的單位熱耗量；3）在同樣的工況下，需要的風機功率較低，且干燥介質消耗較少；4）烘干的土豆種類廣泛，可以進行土豆的烘干；5）易于清洗，不容易混合。不利之處在于：1）在同樣的生產率情況下，構造復雜，制造費用稍高；2）烘干機四個角落的少量土豆使得降水變的緩慢。（3）順流烘干機順流烘干機一般采用漏斗形進氣管和角形箱形排氣管的組合形式，其與混流式烘干機的單根風管不同，采用多根（段）熱空氣管道提供不同或部分相同的熱空氣。國產設備制造商的數量比混流式干燥設備制造商要少，其優勢如下：1）采用高熱風溫度，在一次高溫度范圍內，通?？梢赃_到150-250℃；2）單位熱量消耗小，可確保烘干后的土豆質量；3）三層以上的順流式烘干機，其脫水效果好，產量高；4）在連續干燥過程中，一次烘干的幅度較大，通常達到10%-15%；5）最適宜用來烘干的是土豆和種子。其不利之處在于：1）結構較為復雜，其生產成本與混流式烘干機相近或稍高；2）土豆倉的厚度較大，需要較大的高壓風機，其成本較高。（4）逆流烘干機逆流烘干機的生產和應用較少，大部分都是與其他氣流烘干設備配套的，例如順流式或混合式干燥器，形成順、混逆流式干燥。逆流式制冷的優勢在于，自然冷空氣可以與土豆充分接觸，從而提高了制冷速率，并適當地減小了冷卻段的高度。順逆流干燥、混逆流干燥、順混流干燥是為了實現高溫、迅速干燥、提高烘干性能，確保土豆質量和水分的均一。1.3國內外研究現狀1.3.1國外研究現狀20世紀七十年代，農業生產持續走向機械化，以1972年為例，美國的大糧倉里75%的玉米都是經過高溫烘干的。日本已經擁有了150萬個土豆烘干設備，并且得到了改善，它們還將烘干設備還設計成為減少污染的新能源設備。能源以天然氣、丙烷為主要能源，具有高熱效率、低污染、環境友好等特點。國外的土豆烘干機按其原理、構造可分為橫向式、直流式、混流式、以及循環式。（1）加拿大韋斯特萊克公司、美國伯德公司、對直流干燥器進行了研究和改進。此類型的烘干機的工作性能和工作效率都得到最大程度的改善，其干燥的原則是，首先將烘干機的熱氣與最冷最潮濕的微粒與進入烘干機的微粒相結合。（2）在混流式烘干機的內部，包括在豎直方向上的空氣腔。濕糧從烘干機上被送入干燥機上，沿著S型曲線緩緩下降。F.Courtois和NouafandG.Trystra分別對法國傳統混流式錐形干燥機的控制系統進行了分析和對比。通過大量的實際工作，得出最理想的結果是，PI具有非線性特性。（3）循環式烘干機因高通風性，在干燥層與低速層間交替進行，因而具有較好的干燥效果和較高的效率。在烘干過程中，物料的摩擦力是非常小的。圖1-1橫流式土豆烘干機圖1-2混流烘干機圖1-3循環烘干機1.3.2國內研究現狀根據資料顯示，我國目前主要從事土豆烘干設備制造的公司超過300家，在全國范圍內，達到國家標準的土豆烘干設備大約為200，000，購置大型的烘干設備既費錢又占地方，特別是在農閑時期。并且存在著大規模建設卻很難推廣的尷尬狀況。但是，目前國內的土豆干燥機還面臨著很多問題，主要是依靠石油化工、生物能源等，綜合處理能力還不夠強。干糧的質量不佳。保護設備因缺少必要的硫磺及粉塵而造成嚴重的干燥污染。但由于其自動化水平較低、可移動式機械的數目較少，使得其在實際中的推廣使用并不理想。本文根據該現狀，對現有工藝路線進行了優化，設計出一種適應于農戶作業習慣、提高干燥機能耗的內循環干燥器。2土豆烘干機的總體結構和工作原理2.1烘干機的總體結構本課題開發的馬鈴薯干燥機由操作系統、動力系統、除濕系統等多個系統組成

它由一個復雜的系統組成,它的整體架構在圖2-1中顯示。濕土豆；2、土豆輸送機；3、提升機；4、上絞龍；5、緩蘇倉；6、干燥倉；7、下絞輪；8、排料輪；9、在線測量電容濕度傳感器10、鼓風機11、燃燒機；12、在線溫度傳感器圖2-1土豆烘干機總體結構2.2內循環式烘干機的工作原理下面的圖2-2中顯示了馬鈴薯干燥器的工作方式。圖2-2內循環式烘干機工作流程土豆進入烘干機的運動輸送裝置，土豆的大小通過主要篩子進行過濾，而像勿掉進去的鐵釘，這種磁性雜質則會被永久磁體所吸附，然后通過吊車送到主機。在一個小型的漏斗上，轉動頂端的螺旋式鉆頭，把土豆送入烘干機箱，直至土豆裝滿，再由除塵裝置從土豆進口清除。從第一進給至烘干和從第二進給至烘干之間的間隔為1個周期。同時，一個小型的離心風機工作在熱風風機上，空氣被熱風加熱，土豆進入一個稱為熱空腔的區域，那里的熱氣會在干燥區域內不停地流經，而土豆和熱氣的互相流通方式則是在整個連結中。而在土豆進入緩慢階段后，土豆本身的剩余溫度會使干燥區缺乏熱風，從而使土豆直接從干燥區送出，這就造成了溫度和濕度的不同。濕氣揮發，使其干燥。3土豆烘干機的設計3.1輸送系統設計3.1.1輸送能力確定烘干機的生產效率取決于烘干機進入馬鈴薯的時間、馬鈴薯的卸料時間以及機械部件的干燥能力。假設干燥時間為10至12小時。這樣的話，一小時大約可以傳送16公斤，而干燥器的進料大約需要一個小時。在制訂和制訂一項計劃時，應當將下列要素考慮在內：（1）空間尺寸應符合干燥器。以15kg烘干機為例進行分析計算。烘干機的工作容量是每小時15kg。烘干機內段尺寸：長2500mm，寬2000mm。3.1.2輸送機構的設計與輸送能力本設計其特征在于，在輸送時，其兩側的止推滾珠和雙排徑向球面軸承能夠經受徑向和軸向負荷。這就徹底地解決了由于物料和灰塵造成的螺旋輸送機的關閉問題。這樣的改善帶來的優勢在于，在進料和進料量的減少之間，空隙和運輸量增大。這樣可以有效地避免在高速傳送時發生倒灌和阻塞。傳動裝置的整體構造見下圖3-1。圖3-1輸送機構的總體結構下面的圖3-2中所示的傳送裝置沒有安裝蓋面板。圖3-2輸送機構不加蓋板側視圖6旋轉速度，6個傳送輪。運載能力Q13.1.3下螺旋輸送機輸送能力采用螺旋運輸機，其外形為u型，輸送皮帶為水平。填充系數ψ為0.3，重力加速度g為9.8m/s2，螺旋刀旋轉速度n2=250rpm，一級直徑比k2典型地為1。也就是說，直徑和送料的大小是一樣的。目前，有兩種方法可供選擇。(1)D160小型垂直運輸、重力、皮帶、固定式斗式起重機，每小時7.5立方米；(2)小型帶垂直輸送機D100，離心輸送機，輸送機，固定斗。進料速度是3.1立方米/小時。TD斗式起重機的主要設備是高強度皮帶運輸機。與TD型斗式起重機相比，道明斗式起重機的輸送特性更好，適用于高強度作業。本發明采用內循環排出干燥模式，采用重力式，起吊高度1米，送料能力15kg/h，故采用前者較好。3.2提升系統設計3.2.1裝料過程吊車的載重能力主要取決于裝載過程，而裝載條件，也就是裝載系數ψ，是衡量裝載過程質量的一個重要指標。ψ=一個小的漏斗，它包括在一個小的漏斗中的物料/幾何尺寸。以下表格3-1所示的工作循環與不同的輸送方式和傳送帶的轉速有關。表3-1裝滿系數選擇小料斗的帶速（m/s）正反0-0.50.650.8105-1.50.700.901.5-3.00.850.95不同的機械轉速會導致干燥過程中的填料因數有差異。在高轉速下，填料系數低，在低轉速下填料系數大?，F有的斗式起重機有直接送料和倒送送。順向喂料：若喂料方向與小料倉的方向相同，就叫直接喂料。反向喂料：若喂料方向與小料倉的方向相反，稱之為倒裝料。在馬鈴薯烘干過程中，反方向有利于給料，因為填料的充填系數比較低，使材料在機座上的打滑時間更長。所以，本設計選擇了反向送料。按照上述D160斗式起重機，物料流速為1.0米/秒，按表3-1的參考標準，填充系數ψ為0.9。3.2.2提升過程在裝料漏斗通過托輥橫向軸線到達輪頭部的整個工序叫做起重工序。為了提高起重設備的工作效率和穩定性，為了避免土豆滲漏，必須在結構上盡量進行控制。小料斗的重量和小料斗中的材料不能有太多的傾斜。為了預防以上的不良反應，應尋求適當的拉力，以保證土豆倉的穩定運轉。斗式提起機的卸料方法有三種。離心，重力，混合。土豆通過烘干機運送，這種物料水分含量比較低。再加上一般小型料斗的工作速度為1-2米/秒，料倉的運轉速度為1米/秒，故采用重力卸料。小漏斗的容積公式是這樣的：Q=3.6i方程式中：Q——輸送能力（kg/h）；i0a——小型料斗間距（米）；v——提升速度（米/秒）；ψ——填充系數；γ——物料容重。下面的表格3-2中列出了填料因子的選取準則。表3-2填充系數的參照標準輸送物料填充系數ψ粉末0.75~0.95塊度在20毫米以下的粒狀物料0.7~0.9塊度在20~50毫米以下的小塊物料0.6~0.8塊度在50~100毫米的中塊物料0.5~0.7塊度在大于100毫米的大塊物料0.4~0.6潮濕的粉末狀和粒狀的物料0.6~0.7根據表3-2，可選填充系數ψ=0.6；i每臺斗式起重機的小型料斗參數見下表3-3。表3-3不同類型鏟斗的小料斗參數斗提機型號小料斗的寬（毫米）小料斗的生產方法小料斗的裝載量i0小料斗的間隔距離a（毫米）a（升/米）D型150q0.982002.65s0.702001.15240q2.253007.00s4.653005.5340q5.6840012.5s6.3640013.0440q13.554021.6s16.054025.3HL型200q4.2040011.26s5.504009.77350q11.0050015.5s11050018.5PL型250三角斗3.3520016.5350梯形斗10.225040.6450梯形斗22.532070.1PL型250梯形斗7.1025028.13509.7525039.3從以上“0”的數值出發，對升降機的小型料倉進行了初步的定義，其參數為2.15。本設計使用了斗式起重機D、Q型起重機。小型的漏斗和0.65L的小漏斗。按起重機小倉的設計參數，求出公式（3.1）Q=3.6i3.3傳動系統設計斗式起重機的結構主要有：傳動部件，牽引裝置，小型料斗，驅動頭，張緊裝置，液壓缸。3.3.1滑塊聯軸器設計滑塊耦合器主要是在沒有緩沖的情況下進行低速驅動。斗式起重機所用的滾動軸承型號及規格，在表格中，傳動軸的直徑d=50毫米，而圓柱齒輪的輸出軸的直徑是55毫米。下圖3-3所示為滑塊接頭的一半大小。圖3-3滑塊半聯軸器的尺寸聯軸器的選擇必須符合下列條件T<T=9550×T式中：T——理論轉距；TcT——許用轉距；根據手動變速器設計表16-3，工作系數K為3.1。T=9550×2.21430Tc=3.1×14.7≈45T=800N·m因此，T<T滑塊端槽與聯軸器一半工作面的比壓P必須小于允許壓力[P]。P=公式如下：Tc——計算回轉距離?——滑動體的尖端或其厚度；D——耦合器外徑；d——軸直徑b——方形滑塊邊長據此，得到P1=0.66MPa；P從《機械傳動裝置設計手冊》的下冊可以看出，非碳鋼和鑄鐵具有10-15兆帕的有效表面壓力，P1＜P，P23.3.2V帶輪的設計線芯結構帶主體柔軟，抗彎疲勞性能好，適合傳統的機械傳動。皮帶速度v<2.5~30m/s，傳動比i<10，輸出功率P<700kW，驅動軸間距較小。（1）大滑輪參考直徑的計算dd1dd1=i×根據表9-19B，機械零件手冊中滑輪結構和腹板厚度假設取dd（2）復核傳動比?i；i1式中：ε——彈性滑動率，ε=0.01?i=i通過熟悉各種設計數據，可以得到?i（3）計算帶速vv=πd（4）軸間距a0根據式：0.7dd1+dda0取a03.4牽引構件設計牽引皮帶連接有搭接、角接和平接三種形式。即便是采用環形接頭，也不會對前后車輪產生太大的影響，因此要采用環形接頭。3.5小型料斗的設計（1）小型漏斗的種類及選用小型塑膠漏斗是以聚丙烯為原料，具有質量好、使用壽命長、價格低廉等優點。本次設計采用了一個小型金屬漏斗。小型漏斗的寬度B=160毫米，有淺斗、弧斗、中等深度斗、深斗四種，為了方便，采用重力下料。（2）小料斗與拖車的聯接由于鉚釘的特性，比如，鉚釘的體積比較大，所以在小的料斗和拖拉皮帶上，一般都采用鉚釘。而且還有一個可以用來固定膠帶的釘子。按照設計指導，該螺桿的寬度為B=22毫米，因此，選用27毫米的螺釘，該螺釘具有8毫米的小頭徑和30毫米的大頭。小型的水槽應該遵守下列關系：a≥2.5?3.5?（3式中：h——小漏斗的高度（mm）；在此吊車的小漏斗深度為12毫米時，a==30-42mm得到符合條件的上述數量關系。3.6驅動裝置設計(1)傳動機構的主體構造機頭設計主要由機頭、推輪、支架、短原木、防滑裝置和底盤組成

和其他組成。(2)前部和下部頭部的直徑應滿足放電的要求，一般采用下列公式：D=此次設計的D=400毫米。(3)反沖機構因為起重機械在運行時有可能發生故障，因此一般都會有一個倒車的倒車裝置。表3-4顯示了如何制作小的漏斗以及如何安裝d斗式起重機。表3-4不同的制造方法和裝配方法制式和裝配法的說明小漏斗給料S制法深圓底小漏斗Q制法淺圓底小漏斗排出傳動機構I制法進給坡度與水平方向呈45度角Jz制法進給坡度與水平方向呈60度角減速齒輪不同的制造方法和裝配方法X制法帶與水平方向45度的凸緣圓盤的出料口Xz制法帶橫向凸緣的出料口小漏斗給料左裝傳動機構與斗提器的相對位置右裝傳動機構與斗提器的相對位置排出左裝右裝.ZQ25-10-II3.7烘干系統設計干燥系統的內部循環主要依靠干燥室。干燥室外涂層分為兩層，外罩是鋼板和內襯的硅酸鋁隔熱板，以降低熱量的損耗。在烘干室的左右兩邊分別設置有遠紅外波段的電加熱板。干燥室的結構如圖3-5所示。圖3-5烘干箱結構3.7.1遠紅外電熱板本發明所選用的遠紅外線加熱器由一層外殼、一層遠紅外線加熱薄膜、一層硅酸鋁絕緣基片、封底、電極組成。在圖3-6中可以看到。圖3-6遠紅外電熱板組成電加熱板的電極端連接到一個耐熱線控制器，該控制器能對電加熱板的功率進行控制，并能在三個爐膛內設置溫度。保持體溫的均衡。在打開時，電熱片會產生紅外線，并將其用于烘干的物料。稀有熱鍍鋅薄膜是一種特種導電油墨、金屬載帶、印版、絕緣聚酯薄膜等經高溫熱壓而制成的一種特殊的加熱器。表3-5列出了遠紅外線加熱薄膜的性能參數。表3-5遠紅外電熱膜參數材料寬度功率熱轉換率厚度半透明聚酯薄膜500mm280W/m20.97<1mm遠紅外線電加熱薄膜具有下列優勢：(1)安全：本產品采用CE認證的電熱薄膜，不存在滲漏、不具有防水功能；(2)節約能源：當電熱薄膜與電力連接時，電能會快速轉換為輻射能量，并在數分鐘之內達到熱平衡。(3)使用壽命：電熱聚酯薄膜具有很好的穩定性，僅在維持一定的溫度時才會發生老化。電熱薄膜若能正常使用，其表面溫度不得高于60℃。根據薄膜的特性，選用了500*1250毫米、500*1250毫米的電熱薄膜，面積1.25平方英寸。總的電力是350瓦特。3.7.2軸流風機BT35型防爆軸流風扇是按安全使用的。本模式主要應用于小型采暖器的采暖、制冷、通風等方面。BT35防爆軸流風機與防爆馬達、防爆斷路器相結合.結構的大小在圖3-7中顯示。圖3-7軸流風機結構3.7.3集塵器集塵機一般都是裝在空氣送風裝置或母顆粒的出口，以阻止灰塵進入大氣，具有修復和保護環境的功能。它的工作原理是：在粉塵經排氣管進入集塵器后，將爐膛中的氣體排出，而集塵器上面的圓錐式過濾器則會使氣流從進氣管中流入爐膛。假如不能透過濾網，就會變成塵埃。這些氣體從濾芯底部流入集塵器，其除塵量達到16.6公斤，超過15公斤的規定。4土豆烘干機卸料裝置設計4.1卸料輸送機設計本公司為小型烘干機，選用寬度為500毫米的超輕型皮帶運輸機。該輸送機具有輕載、低線速度等優點，適合于連續、輕載的輸送。該設備的型號為平面布置。出料傳送帶的上段的左端部由一軸承與傳送帶基座相連，而上段的右端則由兩個汽缸與基座相連。下面的圖4-1表示了這個裝置的原理圖。缸筒；2、活塞桿；3、貨架；4、輸送機底座（支架）;圖4-1卸料系統機構一種由3個運動部件、1個運動部件和3個轉動部件組成的平面機構。F=3n?2pi（4=3×3-2×（1-3）=14.1.1部件選型(1)傳送帶選擇耐火PVC傳送帶，具有680的拉伸強度。(2)傳動機構采用超輕風冷卻防爆鼓作傳動裝置。(3)傳送鼓具體尺寸如圖4-2所示。圖4-2驅動鼓的構造尺寸（4）轉向鼓圖4-3中顯示。圖4-3改向滾筒結構尺寸4.1.2設計計算（1）輸送帶速度選擇v=0.25m/s（2）輸送量計算運輸總量Q=15kg/h。（3）電力計算軸功率P0P0=P1+計算，得到P0電機功率的計算：p=KP0η=1.1×0.0970.8=4.2卸料氣壓傳動系統設計在卸料系統中，需要安裝的鋼瓶有左、右、上、下兩個鋼瓶，CM2C20、CJ2L16也是smc系列。這兩種型號是裝在出料傳送帶的底部和出料傳送帶的前端。圖4-4卸料系統氣動回路原理4.3卸料系統運動仿真Pro/E能夠實現系統的模型化，使系統的工作流程和機理得到直觀的展示。相比于一個更直觀的二維表達方式，在設計和發展機制上，以及在大規模的工程上節約了大量的時間。在建立了模型之后，可以產生動畫和參數表。結果可以用來研究機械各部件間的干涉情況及其影響程度。(1)工作過程分析整個分析過程可以分成兩部分：一是沿著干燥輸送機的貨架移動，二是從出料機上卸下架子，再到軸向風機在全流程中轉動。（2）勞動條件1)在分析期間，軸流式風扇配合工作。2)給出各移動組件的時間和轉速參數。3)把工作流程轉換成視頻文件；(3)移動元件的聯結方法當選中一套預先定義的連接時，需要知道怎樣設定約束，利用自由度來決定運動，以及選擇合適的連接把這個機制移到你想要的運動方式。以下的圖4-2展示了某些化合物和它們的自由度。表4-2中的連接形式和它們的自由度硬質整體自由度轉動平移插頭000滑動杠桿110圓筒111平面201球212熔接333支承000傳統4216DOF根據特定的限制根據特定的限制根據特定的限制溝渠543硬質211風機：風機在運行過程中僅執行一次動作。連接方式為“銷釘”。氣缸系統：氣缸桿作直線往復運動，選擇“滑桿”連接。貨架運動是指整體工作流的向右運動和向左轉動。所以，為了更好地分析，請在部署時考慮“6DOF”。物料：物料在卸載時只沿著一個固定的路線掉落，所以它的結構是“槽”。（4）設計步驟步驟1圖4-5步驟1步驟2：圖4-6步驟2步驟3：圖4-7步驟3第四步：圖4-8步驟4（5）時間和速度參數在以前的設計中，每個運動元件都有一個伺服馬達，可以根據運動元件的運動來決定自己的轉速，并對工作流進行分析，并對運動元件的運動序列及運動周期進行分析。具體是什么時候，得到速度參數。見下表4-3。表4-3的時間和速率指標馬達（s）期速度軸流式風扇旋轉伺服馬達（開始，結束）50轉/秒干燥箱上、下運動的汽缸伺服馬達（10、20）升高、（40、50）下降30毫米/秒貨架的左右運動伺服馬達（20，55）向右移動40毫米/秒前、后排出汽缸伺服馬達（50、55）向后移動（85、90)前移6毫米/秒升降式液壓缸伺服馬達（55，60）上升，（80，85）下降30毫米/秒材料的運動伺服馬達沿著軌道曲線運動（60、80)20毫米/秒圖4-9軸流式風扇伺服馬達的時程分布圖4-10運動伺服馬達在卸載前后的時間和轉速分布圖4-11下料機上伺服馬達的時間、轉速分布綜合以上速度曲線，保證干燥過程中不會發生卡頓。5土豆烘干機控制系統設計5.1方案選擇選擇1：傳統的繼電器控制方式.這種方法結構簡單，成本低廉。其不足之處是，一旦出現異常，就不能對其進行有效的診斷和處理，從而影響到生產的效率和質量。多年來，電力控制線路主要是由繼電器與接觸器組成，線路簡單、成本低廉，但由于生產流程的復雜性，生產效率下降。盡管繼電器的初期投入不大，但是接線復雜，體積小，可靠性低，很多觸點控制器容易發生故障，維護也很困難。選項2：PLC是一種基于電子控制技術和計算機技術的工業控制裝置，以芯片為基礎。該技術已廣泛應用于發達國家的各個行業和生產線，為各行業的發展做出了貢獻，提高了產品的可靠性。PLC體積小，重量輕，成本低，功能強，抗干擾能力強，可擴充性強?，F在PLC在各個行業中都得到了廣泛的應用。尤其是在工業等高自動化領域。隨著國內工業領域的不斷發展，機械、冶金、化工、電力等領域的廣泛使用，其中以數控機床為代表。PLC的功能包括：數據處理，運動控制，數字邏輯控制，閉環控制，通訊網絡等。性價比分析：1型方案采用了常規的繼電器控制模式，沒有自診斷、監控和各種報警；2型方案采用PLC控制，能實現串行和閉環的同步控制。安全性分析：1型方案的安全系數較低，2型方案采用PLC進行控制，可以避免人為失誤、電機故障等。PLC能有效地降低接觸點數，降低接觸點的影響，并能在嚴酷的工作條件下避免外部干擾，保證了系統的安全性和可靠性。在對上述兩種控制方案進行比較后，發現在穩定性、性價比、安全性、環境適應性等方面，均為最佳選擇方案2。因此，本論文針對干燥設備的控制系統選用了一種高穩定的PLC控制器。不管是什么類型的烘干機，它的核心就是控制系統，就像是人類的大腦一樣，可以根據自己的需求來完成各種任務。圖5-1顯示了以PLC為基礎的干燥系統的整體結構。圖5-1基于PLC控制的土豆烘干總體架構圖控制器：它包括一個單片機和幾個外圍電路。烘干系統：根據土豆烘干的工藝要求，烘干時溫度控制在所需的溫度值（60℃-70℃），溫差控制在正負1度。用戶界面系統：本系統是將操作顯示屏與電子線路顯示屏結合在一起，它是一種以數字方式顯示的控制按鍵的復合開關。土豆的干燥狀態是指電機通過手動開關來完成的，也就是當干燥機出現故障時，電機、轉子和其他設備都會被切斷；由于土豆的放置位置是隨機的，當機器處于不穩定的狀態時，控制器會根據電機的重量來判定電機是否在工作，如果重力不穩，干燥機就會切斷電機的動力。蜂鳴聲報警：類似于普通的烘干機，它能根據工作模式的變化，在出現故障時發出警告。5.2PLC選型在應用軟件的設計中，正確地選用PLC是非常必要的。可編程控制器的類型多種多樣，其結構形式、編程方式、容量、性能、指令系統、價格等都與之相適應。國內生產的PLC產品有：西門子、AB、歐姆龍、三菱、臺達等.本文針對下列因素，選定了一種特定的PLC機型：(1)PLC的結構形式：PLC的主要結構有兩種，一是整體式，二是模塊化。整機I/O點與PLCCPU相結合，不易擴展，主要應用于簡單的控制；(2)安裝模式：根據安裝方式，PLC可分為集中式、遠程I/O、分布式PLC網絡等。(3)功能需求：常規PLC具有邏輯運算、計數、定時、存儲器等功能，能夠達到一般的控制要求。(4)反應：PLC在自動化行業中是一個普遍的控制器，其控制級別在幾毫秒到數百毫秒之間有很大差別。通過分析控制要求，合理地選用合適的控制器，既能實現功能的一致性，又能兼顧經濟。(5)模型的一致性：設備必須盡量使用統一的控制方式，以保證設備通用性、易購性、通信性和資源共享。依據基于PLC控制的洗滌烘干一體機的控制要求、實際控制需求以及輸入輸出變量特點，本設計選用西門子S7-200系列繼電器輸出型的PLC，可滿足上述控制要求。S7系列PLC于1991年由西門子公司引進，它是一種集成和模塊化的結合。該系統采用了集成和模塊化的疊裝結構。S7-200PLC由16位單片機和一臺特殊的邏輯處理機組成。S7-200具有0.48微秒/步的性能，是當前微型PLC中最快速的一種。PLC按輸入點和輸出點設計，點數與成本有很大關系，不能選得太少，也不能選得太多，否則會造成浪費。因此，在選用PLC時，應從輸入輸出點入手。針對自動噴水系統的特點，選擇了西門子S7-200224CNAC/DC/RLY作為馬鈴薯烘干設備的基礎。5.3變頻器選型干燥分預熱、快速脫水、緩慢干燥三個階段，每一階段所需的風量、熱均不同，為了達到目前干燥階段的要求，必須使用變頻技術來控制風機。選用西門子MICROMASTER440型變頻調速裝置。5.4電動機選型電動機是一種將電能轉換成機械能的設備。三相交流電動機包括兩個相同或類似的轉子。他們有一種互相移動的力量。也就是轉動的磁場。通過轉動磁場對轉子導線進行切削，從而形成電。轉子電流（有功成分電流）它是由電磁力和磁場產生的原始的電磁力矩推動發動機旋轉，將電能轉化為機械能。該電動機包括一臺主機主相AC異步電動機和一臺主機輔助電機，以及一臺輔助電機，用以對其它裝置進行控制。在不確定線圈中，要改變電機的轉動方向，必須對兩相電流的相位順序進行調節。按照目前的設計需求和使用條件，我們將下列型號的電機選定為表5-1表5-1商標型號（V）電壓（赫茲）頻率（W）電力旋轉速度（每分鐘）啟動扭矩（N·m)額定扭矩（N·m)科圣YS104-1803805018013502812.74交流觸頭的額定電流、額定電壓、線圈電壓等是影響其性能的重要因素?？梢园凑找韵陆涷炇絹磉x擇主接點的額定電流In:式中為觸頭額定電流；K為比例系數，通常是11.4；為受控馬達的額定功率；為受控電機的額定線路電壓。通常，AC觸頭的主觸頭的額定電壓要比額定的線路電壓高。所以，因此，選擇施奈德公司生產的LR2-D1306C熱繼電器，并對其性能進行了分析。5.5控制原理與信號反饋該系統的主要功能是利用數據采集模塊，實時地對土豆的溫度、濕度、熱風、溫度、濕度進行實時采集。操作執行部分主要由物料升降機控制、馬鈴薯水分檢測及各個風機控制組成，DSP的GPIO端口控制外部執行器。人機接口模塊主要是顯示和設定各種相關的信息，并可根據用戶的設定設定馬鈴薯的目標濕度、熱風溫度等參數，并在此界面上顯示出馬鈴薯的實時濕度、糧食溫度、熱風溫度。報警功能：實現干燥筒料位、溫度、濕度報警。在谷物干燥控制中，對各子程序進行了調用，實現了對各子程序的控制。圖5-2給出了系統的主要流程。圖5-2的溫度采集流程此控制系統由啟動、停止、溫度選擇開關（高、中、低水位）、手動調節開關、自動烘干調節開關等多種輸入方式。下面是詳細的步驟。該控制系統所需的外設包括提升機、脫料機、排料機、烘干機、警報器等。6結語中國擁有龐大的人口，長期以來都在關注食品安全。隨著我國經濟的不斷發展和馬鈴薯產量的不斷增加，馬鈴薯的供應一直處于穩定的水平?，F在，國內很多地區都已建成了土豆庫，馬鈴薯在貯藏過程中的烘干是非常關鍵的，它的貯存期將會受到很大的影響。本文針對馬鈴薯干燥問題，研制了一種馬鈴薯干燥設備，介紹了該設備的整體結構及工作原理；并按照模塊化的設計思想，對馬鈴薯干燥機的傳動、料斗、輸送、提升、牽引、傳動、干燥等方面進行了詳盡的論述；選擇了斗式提升機，在傳輸系統中采用3條V型皮帶進行動力傳輸；采用軸流型BT35型防爆風扇，安裝在