木材烘干设备厂(木材干燥控制技术纵览)

Posted 2023-05-29

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木材烘干设备厂(木材干燥控制技术纵览)

木材干燥是木制品生产过程中最为重要的工艺环节，其能耗约占木制品生产总能

耗的40-70%(朱政贤，1992)对木材进行正确合理的干燥处理，既是保证木制品

质量的关键，又是木材合理利用和节约木材的重要手段。木材干燥是一项包含有多种

不定因素的复杂过程其实际是通过改变木材干燥窑内的温度和湿度，来控制木材干

燥过程中的含水率指标，使得木材含水率按一定的工艺要求缓慢降低，以保证不同用

途的干燥质量要求国际干燥咨询委员会主席，国际干燥界权威性杂志Drying

Technologj主编，加拿大的A.S Mujumdar教授曾撰文指出(A.S. Mujumdar,1999).

在设计干燥室时必须考虑较高的干燥质量和较低的能耗。当今干燥的总目标是在对产

品品质影响最小，不损害环境和在设备投资与运行费用较低的条件下，实现被干物料

内最快的水分迁移。在谈到今后干燥技术的创新时，他指出创新干燥设备与目前常规

干燥设备的主要区别在于:创新干燥设备已由单一的干燥参数(视为稳定)的粗放型，

逐渐过渡到由多种干燥设备，不同干燥参数(非稳态)下，多级组合而成的智能型、

精确性干燥对木材干燥过程进行精确和稳定的控制是保证较高干燥质量和较低能耗的必然

要求。

目前，随着计算机应用技术、网络技术的不断发展与普及，用计算机和网络远

程控制生产过程已越来越受到重视。利用计算机、网络技术来控制木材干燥过程，能

起到保证木材干燥质量、缩短干燥周期、降低能耗、提高生产率的作用，因此，研究

开发计算机自动控制、网络远程控制系统及其相关技术，是木材干燥技术研究领域里

的重要课题和方向。

自20世纪80年代开始，木材干燥控制技术经历了从手动，半自动、全自动，到

基于串行通讯的分布式计算机远程控制的发展过程(葛洪军、李洪智、王志明，2003)

到目前为止，木材干燥控制系统的研究和应用大致经过了以下3个阶段(邱增处、于

瑛、李增超等，2001)

<1)简单测量，人工控制阶段特点是设备简单，投入少，一般使用水银温度

计或动圈式温度表由人工读取干燥窑内的温度和湿度值，使用高压摇表或各种档次的

木材含水率表大致读取木材含水率值，然后依据操作人员的经验对干燥过程加以控

制由于仪表精确性低，且木材干燥的质量很多程度上取决于操作人员的经验和责任

感，稳定性难以保证

<2)电子测量，仪表控制阶段特点是电子仪表发挥的作用减少了木材干燥质

量对操作人员经验和技术的依赖。从木材干燥的自动化程度来看，该阶段的木材干燥

木材干燥远程监控服务系统的研究

控制系统又分为半自动和全自动2种类型。前者只是在某一段时间内，对操纵者设定

的温度和湿度进行自动控制，结构相对简单，造价也较低，但需要阶段性地人工干预，

对操纵者的经验仍有一定的依赖性;后者则可以根据预先设定的全过程工艺曲线，在

整个干燥过程中系统自动调整木材干燥过程至预定要求，实现干燥过程的全自动化

由于工艺要求可由技术人员事先设定，所以干燥质量对操作人员经验的依赖程度比半

自动系统低。

1986年无锡某研究所推出木材干燥全自动控制系统(朱政贤，1989)，主控机采

用Z80A-CPU，可实现工艺过程全自动检测、记录与控制，控制软件EPROM固化存

储，在闭环运行中实现参数修改该系统采用电子秤法实时测定试件含水率，采用铂

热电阻作温度传感器，沿用干湿球法测量相对湿度，据称为国内首先采用微电脑的常

规蒸汽干燥窑自动控制系统;1987年中国林科院研制的LK-1型木材干燥微机控制系

统(刘耀麟、李荣俊、任风云等，1991)通过技术鉴定并投入使用，效果较好系统

采用称重传感器测定木材含水率，误差小于1%测温组件为热电偶或铂热电阻，采

用干湿球法测量湿度，使用连续基准;1987年广州人造卫星观测站研制出T309木材

干燥窑智能控制系统(姚小桂、何毕军、吴香青，1991)。该系统为全自动控制，采

用Z80A构成专用CPU，系统程序写在EPROM中，系统传感器包括木材含水率传感

器4对，干湿球温度传感器2对进入20世纪90年代我国木材干燥控制仪的发展呈

现自制、引进消化、直接进口的多元化格局，国外控制仪及其控制组件的引进与选用，

促进了国产仪器技术水平的提高。

半自动及全自动控制系统的应用，使木材干燥进入了一个新的阶段然而，这类

设备的应用仍然要求操作者(特别是技术人员)具有一定的木材干燥和仪器维护方面

的基本知识;否则，如果不能及时处理干燥过程中出现的异常现象，导致仪器工作中

断，将影响干燥进程基于这一点，木材干燥设备的研制者开始了新一代更具智慧的

控制系统的研究，使木材干燥控制系统进入了第三阶段。

<3)远程控制系统的研究与初步应用阶段显著特征就是拥有专家系统和生动

友好的人机界面专家系统使操作者可以不具备木材干燥理论知识和对仪表故障的判

断能力，直接通过人机界面与专家系统中的知识库对话(姚小桂，1998)要求操作

者了解木材的基本特征(如木材名称、板材厚度等)、干燥的目标(木材最终含水率)，

根据系统对设备故障的分析和判断，及时做出处理，即可实现干燥过程的控制系统

测量的准确度和控制的可靠性高这一阶段比较具有代表性的产品是中国科学院广州

人造卫星观测站开发出的“T509系列(名师系列)木材干燥控制系统”

可见，具有远程控制功能的木材干燥系统因为对操作者经验的依赖程度大大降

低，稳定性和精确性得到保证，必将成为干燥控制技术研究与开发的主要方向之一

远程控制技术所依赖的网络和通信技术在20世纪末亦得到了飞速的发展，给研究发

展远程控制技术提供了良好的基础