一种谷物烘干系统
技术领域
本实用新型涉及烘干设备制造技术领域，特别是涉及一种谷物烘干系统。
背景技术
谷物干燥是粮食存储的一个重要环节，传统的谷物干燥方式是将谷物放置在晒场上晾晒一段时间，此种谷物干燥方式需要耗费较多的人力。随着科技的进步，谷物烘干机在谷物干燥上起到重要作用，相较于传统的人工晾晒谷物的谷物干燥方式，谷物烘干机节省了大量的人力，使得人们从繁重的晾晒谷物的工作中解放出来。但是现有的谷物烘干机存在一个较为明显的缺陷，即无论是何种谷物，均放进谷物烘干机中进行干燥，所有的谷物都用同一个干燥模式，即干燥的时间是固定的，干燥的温度也是固定的。其实，不同的谷物的含水量是不同的，例如，新收割的水稻的含水量比新收割的小麦的含水量要高许多，使用干燥小麦的谷物烘干机来烘干水稻，一般需要多次烘干，才能使水稻达到适宜存储的含水量。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种谷物烘干系统。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种谷物烘干系统，包括烘干机壳体和设置在烘干机壳体内的电路板，所述电路板包括控制模块、按键模块和继电器模块，所述按键模块包括若干个按键；
所述按键模块的输出端与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与继电器模块的输入端连接。
进一步，所述电路板还包括温度采集模块，所述温度采集模块的输出端与控制模块的输入端连接。
进一步，所述电路板还包括温度采集模块，所述温度采集模块的输出端与控制模块的输入端连接。
进一步，所述电路板还包括显示模块，所述显示模块的输入端与控制模块的输出端连接。
进一步，所述电路板还包括故障指示模块，所述故障指示模块的输入端与控制模块的输出端连接。
进一步，所述温度采集模块包括桥式电压采样电路。
进一步，所述继电器模块的输出端连接有接触器。
进一步，所述故障检测模块包含若干个光电耦合器件。
进一步，还包括热风炉，所述热风炉与烘干机壳体连接。
进一步，所述热风炉包括管道和热风门，所述管道的一端与热风炉连接，所述管道的另一端与热风门连接，所述热风门还与烘干机壳体连接。
本实用新型的有益效果是：包括烘干机壳体和设置在烘干机壳体内的电路板，所述电路板包括控制模块、按键模块和、继电器模块，所述按键模块包含若干个按键；所述按键模块的输出端与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与继电器模块的输入端连接。通过控制模块与按键模块的不同按键输入和继电器模块不同输出的配合使用，可以针对不同的谷物使用不同的烘干方式，解决了现有的谷物烘干机一机对多种谷物的弊端，提高了谷物的烘干品质，而且节约资源。
附图说明
图1为本实用新型的电路板的模块框图；
图2为本实用新型的控制模块的电路原理图；
图3为本实用新型的按键模块的电路原理图；
图4为本实用新型的继电器模块的电路原理图；
图5为本实用新型的温度采集模块的电路原理图；
图6为本实用新型的故障检测模块的电路原理图；
图7为本实用新型的显示模块的电路原理图；
图8为本实用新型的故障指示模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。
针对现有的谷物烘干机无法根据谷物种类选择合适的烘干方式来烘干谷物的问题，本实用新型提出了一种谷物烘干系统，该谷物烘干系统包括烘干机壳体、设置在烘干机壳体内的电路板、热风炉和冷风门，所述热风炉包括管道和热风门，所述管道的一端与热风炉连接，所述管道的另一端与热风门连接，所述热风门还与烘干机壳体连接，所述冷风门连接在烘干机壳体上。
如图1所示，所述电路板包括控制模块、按键模块、继电器模块、故障检测模块、温度采集模块、显示模块和故障指示模块。
其中，控制模块，用于触发控制信号控制继电器模块、显示模块和故障指示模块。参照图2，所述控制模块包括单片机U6和单片机外围电路。其中，单片机U3可选用PIC16F877A单片机，单片机外围电路可包括图2所示的晶振电路和复位电路。所述晶振电路包括晶振TX2、第二电容C2和第四电容C4，晶振TX2的输出连接到单片机U6。所述复位电路包括第十电阻R10和第七电容C7。所述复位电路包括第二十八电容C28和微处理器监控芯片U7，U7可采用MAX706AT。
本实施例中采用MAX706AT作为复位电路的核心元件的目的在于，MAX706AT是Maxim公司推出的内有看门狗定时器的微处理器监控芯片，能够有效监控单片机U6的电源电压，例如在单片机U6上电、掉电和供电电压不足的情况下，MAX706AT可以在1.6秒内将复位信号传输至单片机U6。
按键模块，用于输入工作指令。如图3所示，所述按键模块包含若干个按键。所述若干个按键包括设定烘干温度按键、烘干温度增加按键、烘干温度减少按键、烘干方式按键；设定烘干时间按键、烘干时间增加按键、烘干时间减少按键和谷物选择；谷物入谷按键、谷物烘干按键、谷物排出按键和停止/启动按键等。按键模块采用两个三态输出八路收发器74HC245A来控制相关工作命令的输入。74HC245A作为方向可控的八路缓冲器，由DIR引脚控制74HC245A的输入输出方向，在本实施例中，将DIR引脚设置为低电平，因此，B端与按键连接，用于输入按键信号，A端与控制模块连接，用于将所述按键信号输出至控制模块，控制模块接收到所述按键信号后触发控制信号，用于控制继电器模块工作。
所述设定烘干温度按键用于输入烘干温度为设定值的按键信号，所述设定值可根据谷物种类、谷物品质等实际情况预先设定，所述烘干温度增加按键和烘干温度减少按键用于输入在烘干温度为设定值的基础上增加少烘干温度和减少烘干温度的按键信号。所述谷物选择按键用于输入待烘干谷物的种类的按键信号，所述待烘干谷物的种类包括稻谷、玉米和小麦等，默认的待烘干谷物的种类是稻谷，当按下谷物选择按键时，选择的待烘干谷物的种类为玉米，再次按下谷物选择按键时，选择的待烘干谷物的种类为小麦，第三次按下谷物选择按键是，选择的待烘干谷物的种类再次为稻谷。需要说明的是，谷物种类不同，设定烘干温度和设定烘干时间也会随之改变，可根据实际情况预先设置。所述烘干方式按键用于输入谷物烘干方式的按键信号，所述谷物烘干方式包括热风烘干方式和冷风烘干方式，默认的谷物烘干方式为热风烘干方式，所述热风来自于热风炉，所述冷风是指空气。增加冷风烘干方式主要是考虑以下两种因素：
第一，提高谷物烘干品质。在北方寒冷的冬季进行谷物烘干时，采用热风烘干方式来烘干谷物后，将烘干好的谷物排出烘干机壳体，由于刚刚烘干的谷物带有大量热量，谷物在排出烘干机壳体后与寒冷的空气接触，会有谷物爆裂的现象，严重影响谷物烘干品质。增加冷风烘干的好处在于，冷风烘干方式可以去除谷物在热风烘干方式下存留的大量热量，使得经过热风烘干的谷物逐渐冷却至室温，由此避免谷物爆裂的情况出现，提高谷物烘干品质。
第二，节约资源。新收获的谷物含水量较大，需要及时进行烘干，防止因水分过大而产生霉变。由于谷物是陆续成批地进入粮仓，如果每来一批谷物，就要采用热风烘干方式对谷物进行烘干，那么热风炉就会一直处于燃烧的状态，对于无法集中烘干而又需要及时进行烘干处理的谷物，可以采用冷风烘干方式对谷物进行烘干处理，从而避免了热风炉一直处于燃烧的状态，由此节约了资源。
所述启动/停止按键用于输入启动或暂停整个烘干过程的按键信号。
所述谷物入谷按键用于输入将谷物投放到烘干机壳体内的按键信号，与之相对地，所述谷物排出按键用于输入将经过烘干处理的谷物从烘干机壳体内排出的按键信号，谷物烘干按键用于输入对谷物进行处理的按键信号，所述对谷物进行处理包括：先去除谷物上的灰尘，再对去除灰尘的谷物进行例如热风烘干方式下的烘干等处理。
所述设置烘干温度按键、烘干温度增加按键、烘干温度减小按键、烘干方式按键、设置烘干时间按键、烘干时间增加按键和烘干时间减小按键，是谷物烘干的控制按键，所述谷物入谷按键、谷物烘干按键和谷物排出按键是谷物烘干的流程按键，按下启动/停止按键，控制模块接收到上述按键信号，开启烘干工作。
在本实施例中，采用两片74HC245A用来将按键信号输入至控制模块，当按键信号更多时，可以考虑增加74HC245A的数量。
继电器输出模块，用于根据控制模块的控制信号来控制接触器工作，所述继电器模块的输出端与接触器连接，所述接触器包括马达和电机。如图4所述，所述继电器模块采用大电流驱动阵列ULN2003，所述ULN2003的输入端，即第一引脚至第七引脚与控制模块的单片机U6连接，所述ULN2003的输出端，即第十引脚至第十六引脚，分别与继电器模块的多个继电器连接，每一个继电器均连接有一个电机或马达，所述电机包括排尘电机、热风电机等，排尘电机，用于去除谷物上的灰尘；热风电机用于控制热风门的打开与闭合，从而控制是否会有热风进入烘干机壳体。所述马达包括入谷马达和排出马达等，继电器模块分别控制入谷马达和排出马达来实现谷物进入烘干机壳体和排出烘干机壳体。当继电器模块的输出端需要连接多个接触器时，可在继电器模块中增加ULN2003的数量。
在本实施例中，继电器模块中的各个继电器分别控制各个接触器的电源通断与否，从而控制各个接触器工作与否，继电器模块中的二极管是为了为继电器线圈续流，因为继电器在导通和断开时，会产生较大的电动势，利用二极管吸收继电器因频繁断开和导通产生的电动势。
通过控制继电器的导通与断开来控制接触器的工作状态，当继电器模块收到控制模块发出的冷风烘干方式的控制信号时，控制器模块的继电器会控制热风电机关闭热风路，从而关闭从热风炉吹进烘干机壳体的热风。
温度采集模块，用于采集烘干机壳体内的实时温度。如图5所示，所述温度采集模块采用的测温元件为铂电阻PT100，PT100在[-50℃，600℃]的温度范围内，具有高精度、稳定性好抗干扰能力强的特点，因此具有其他温度传感器无可比拟的优势。由于铂电阻PT100的阻值与温度成非线性关系，因此需要对铂电阻PT100进行非线性校正。非线性校正包括模拟电路校正和微处理器校正。所述模拟电路校正是指，使用现有的校正电路对铂电阻PT100进行校正(补偿)，但模拟电路校正的弊端在于，校正的精度不高而且受温度漂移的影响较大。所述数字化校正是指，将铂电阻PT100的阻值和温度的对照表存入单片机U6的EEPROM中，根据单片机U6实测的AD值(PT100的电压值)以查表的方式来计算温度值。
所述温度采集模块包括桥式电压采样电路和电压放大电路。如图5所示，第八十三电阻R83、第八十四电阻R84、第八十五电阻R85(铂电阻PT100)和第八十六电阻R86组成桥式电压采样电路，其原理是将第二节点的电压值V2作为参考电压，通过铂电阻PT100的电阻值随烘干机壳体内的温度变化得到一个相对的电压信号，即第一节点的电压值V1。如图5所示，所述电压放大电路是以运算放大器OP07作为核心元件的差动放大电路，桥式电压采样电路的输出电压值，即第一节点的电压值V1通常较小，需要经过放大才能进入单片机U6进行采样。第一节点的电压值V1在差动放大电路中进行放大后输送到控制模块的单片机U6的AD采样端口，根据采样得到的电压值反映铂电阻PT100的电阻值，根据电阻值查询铂电阻PT100的阻值和温度的对照表，从而得到当前温度数值。
故障检测模块，用于检测谷物烘干机壳体内的所有接触器是否过载。如图6所示，所述故障检测模块包含光电耦合器件，所述光电耦合器件可选用TLP521-4，TLP521-4是可控制的光电藕合器件，TLP521-4提供了4个独立光耦单元，当接触器内的热保护器吸和时，即表示该接触器过载，将会传输一个故障信号到控制模块，故障信号在传输的过程中，TLP521-4使故障检测模块的前端电路与控制模块完全隔离，从而增加电路安全，减小了电路干扰。当故障检测模块需要连接到多个接触器上时，可在故障检测模块中增加光电耦合器件的数量。
显示模块，用于显示烘干机壳体内的温度和烘干时间。如图7所示，采用三态锁存器74HC573驱动数码管。在本实施例中，每一个三态锁存器驱动一个数码管，用片选信号控制选择送显的数码管。
所述显示模块还用于显示故障的接触器的代码。显示模块在默认的情况下显示谷物烘干的时间和烘干机壳体内的温度，当故障检测模块检测到故障发生时，控制模块触发控制信号从而控制显示模块显示故障的接触器的代码。
具体地，每一个接触器都有一个代码，当控制模块接收到故障信号时，便会触发控制信号控制显示模块显示故障的接触器的代码，工作人员看见显示的代码后，便会去具体工作检查该代号对应的接触器。
故障指示模块，用于指示接触器状态。如图8所示，故障指示模块用红色LED灯来指示故障的接触器，当控制模块接收到故障信号后，不仅会控制显示模块显示故障的接触器的代号，而且还会控制故障指示模块亮起对应的红色LED灯，指示亮起的红色LED灯对应接触器产生故障，提醒工作人员快速对接触器维修。
本实用新型的工作原理如下：
系统上电后，故障检测模块实时检测烘干机壳体内的所有接触器是否过载，如果故障，控制模块触发控制信号控制显示模块显示故障的接触器的代码，并控制故障指示模块亮起对应的红色LED灯，工作人员在看到接触器故发生障后，可以迅速赶到具体工位进行检查。
从按键模块输入按键信号，启动相应的操作，如按一下谷物选择按键设置待烘干谷物的种类为玉米，按下设定烘干温度按键，在显示模块的数码管上显示待烘干谷物的种类为玉米的设定烘干温度为x℃，可以通过增加烘干温度按键和减少烘干温度按键在x℃的基础上调整玉米的烘干温度，按下设定烘干时间按键，在显示模块的其他数码管上显示待烘干谷物的种类为玉米的设定烘干时间为y分钟，可以通过增加烘干时间按键和减少烘干时间按键在y分钟的基础上调整玉米的烘干时长，谷物烘干方式选择为热风烘干方式。在条件按键信号输入完毕后，依次按下谷物入谷按键、谷物烘干按键和谷物出谷按键来输入流程按键信号，最后按下启动/暂停按键来输入启动信号，控制模块接收到上述条件按键信号、流程按键信号和启动按键信号后，触发相应的控制信号来控制继电器模块中的继电器的工作状态，利用所述继电器的工作状态来控制接触器的工作状态。
当选择谷物烘干方式为冷风烘干方式时，热风炉的闸门将会一直关闭，抽取烘干机壳体外的空气(自然风)从冷风门进入烘干机壳体内，在烘干机壳体内利用自然风对烘干机壳体内的谷物进行烘干。
在烘干玉米的过程中，温度采集模块实时采集烘干机壳体内的温度，当采集到的温度低于设定的烘干温度，控制模块触发控制信号从而控制继电器模块，继电器模块驱动热风电机来打开热风门，当检测到烘干机壳体内的温度高于设定的烘干温度时，控制模块触发控制信号从而控制继电器模块，继电器模块驱动热风电机关闭热风门，热风电机打开热风门与关闭热风门，可通过电机正反转来实现。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
