1系统的整体设计
1.1系统构成
粮食干燥过程是一个复杂的、非线性的、时变的、具有较长迟滞时间的过程，要取得良好的控制效果，应使其控制智能化。神经网络、预测控制等智能控制技术应用于过程控制，可以有效解决粮食干燥过程控制中的稳定性差、精度低、鲁棒性不强、长迟滞性等问题。因此，将人工神经网络控制等一些人工智能新技术应用于粮食干燥过程中，实现这一复杂过程的自动控制，是一个既切实可行，又具有较高先进性的方法。
系统采用分布式控制，如1所示。系统由主机（工业控制计算机）、温度测控仪表（T1T8、T01、T02、T03）、在线水分传感器（M0M2）、控制执行器（C1C4）等组成。控制主机与温度测控仪表、水分测量仪表、控制执行器等之间的数据交换通过RS485串行通讯数据总线进行，一方面主机从温度测控仪表、水分传感器等获取下位机的测量数据，另一方面主机向温度测控仪表、水分传感器等下位机发出控制字。T01、T02、T03对应AI测控仪表接收上位机（主机）的控制字后按控制字的要求对执行器C1、C2、C3进行控制，使三个进风管的热风温度得到相应的调整，C4为变频器，接收主机对排粮电机速度的控制命令以改变排粮速度。
1.1.1系统硬件
系统采用基于RS485的现场总线，硬件部分主要由工控机和多点分布的温度、水分传感器、仪表、动作执行部分等组成，硬件结构如所示。
温度的测量选用Pt100和TM225温控仪表，包括3个热风温度、8个粮食温度和1个环境温度；粮食水分的测量选用自行开发制作的在线水分传感器，包括一个原粮水分和两个干燥机出口水分；执行部分主要包括PLC、变频器以及其它外围线路等。
1.1.2系统软件
系统采用LabVIEW语言编写完成，为本系统的工作软件组成框图，由干燥工艺参数专家系统、热风温度检测与控制、粮食温度检测、粮食水分检测与校正、粮食水分及品质智能预测、排粮速度智能控制6个模块组成，主要涉及粮食温度检测、粮食水分检测与校正、粮食水分及品质智能预测、排粮速度智能控制等4个模块。具体可以分为系统初始化模块、数据采集与显示模块、数据存储与处理模块以及系统控制模块。通过系统初始化模块对控制系统各个仪表参数及控制参数进行设定和修改；数据采集与显示模块实时采集各个仪表传输的数据，并直观地显示在人机界面上；数据存储与处理模块将采集到的数据以表格形式存储在主机硬盘上，同时将采集的数据绘制成曲线图显示在人机界面上，根据各个时刻的数据值和曲线图，系统控制模块按照一定的控制算法进行实时自动控制，保证系统工作结果在设定范围内输出。
1.2系统的主要功能
（1）数字化测量及显示功能
该系统采用全程数字化技术，使测量与控制的精度和稳定性得到了大大的提高，克服了传统的采集模拟信号进行分析时受到的温漂等外界干扰的影响。当需要查看系统工作过程中粮温、热风温度及粮食水分时，调用数据显示存储子VI，该子VI将测量值显示在指针式测量仪表上，同时在LabVIEW程序中通过WriteToSpreadsheetFile.VI函数直接将实验数据记录到电子表格文件中。同时在此子VI中，还可以对出入口水分传感器进行标定和修正。
（2）动态测控
系统采用实时测控技术，对整个烘干塔的各个需要的监控点进行连续实时数据采集和控制。
温度采集热电阻Pt100和TM225型温控仪表检测干燥机各段粮温、风温和环境温度；水分检测采用在线检测水分传感器。排粮转速的控制运用神经网络预测控制方法，通过对粮温和出口粮食水分的检测来控制排粮电机转速。热风温度的控制通过热风入口处风门的开合度将风管温度控制在设定值上下，控制最短时间间隔可以为1s，最长时间间隔不限，但一般测控时间间隔设为30s.测控的数据也可以以数据文件的形式存储在计算机中，供分析使用。这种高自动化的控制不但避免了人工操作的不准确性，还保持了高度的连续性，同时节约了人工成本。控制平台子VI前面板如4所示。
（3）丰富的数据处理功能
系统采用工控机作为控制主机，应用虚拟仪器软件开发的智能控制系统可以对干燥机的测量数据和控制量进行实时记录，数值及曲线显示，报警设定及处理，并可利用Excel中的丰富数据处理功能分析处理数据、曲线显示、打印报表等。
2系统应用
2002年11月2003年5月和2003年12月2004年4月，该系统在吉粮集团收储经销有限公司公主岭朝阳粮库进行了生产实验，并在洮南曙光粮库、光明粮库，乾安晨光粮库等多家单位进行了玉米干燥生产应用。结果表明该系统具有硬件结构简单、检测精度高、现场抗干扰能力强、自动化程度高、工作界面友好等优点。5为干燥过程的一组记录曲线。
、、为干燥过程手动控制和自动控制实验的结果。首先，手动控制过程的热风温度和玉米初始水分的波动范围较自动控制过程中的波动范围要小，在手动控制过程中，玉米初始水分的波动范围为21.825.2、均方差为0.41，1号热风管的温度波动最大，波动范围为109.5141.6、均方差为6.42，在自动控制过程中，玉米初始水分的波动范围为22.4927.45，均方差为0.97；其次，手动控制过程中干燥机出口水分的波动均大于自动控制过程的波动，在手动控制过程中两个出口水分传感器的水分测量值波动为12.7017.68和13.117.39，均值为15.76和15.97，均方差为0.94和1.02（利用烘箱法对干燥出口玉米水分测定的均值为14.77，均方差为0.99）；在自动控制过程中两个出口水分传感器的水分测量值波动为12.7516.59和13.2715.81，均值为14.63和14.20，均方差为0.74和0.47（利用烘箱法对干燥出口玉米水分测定的均值为14.65，均方差为0.59）。由此可以看出，该系统大大提高了干燥机出口玉米水分的准确性。
1手动控制的温度和水分
测得的水分；M为利用烘箱法测得的水分值。
2自动控制的温度和水分
3干燥生产试验数据（平均数据）
从3中可以看出，采用本系统有效地降低了玉米的热变性，使玉米保持了较高的发芽率，提高了玉米的降水速度和降低了单位能耗，提高了干燥效率。
3结束
基于虚拟仪器技术设计了干燥机参数检测及自动控制系统，介绍了该系统组成。该系统具有硬件结构简单、检测精度高、现场抗干扰能力强、自动化程度高、工作界面友好等优点。实际应用表明，该系统提高了干燥机出口水分控制的准确性提高了粮食的品质，降低了干燥的单位能耗，提高了干燥效率，为干燥过程自动检测与控制提供了新思路和新方法，具有广阔的应用前景。
