一种大型金银花数字化烘干系统及控制方法

技术领域

本发明设计金银花烘干技术领域，特别是一种大型金银花数字化烘干系统及控制方法。

背景技术

随着科学技术水平的不断提升，越来越多的先进技术开始应用到农业种植领域，进而推动农业种植技术的快速发展，传统的分散型种植模式，限制了智慧化、智能化在农业中的应用，目前，已经涌现出大面积的标准种植模式。全国金银花主产地之一，素有“中国金银花之乡”美誉的邢台市巨鹿县金银花由散户到标准种植结构的变化，引起的金银花由分散型到集中初加工的需求，及市场对金银花品质新要求等系列问题。巨鹿县50亩以上的金银花标准化种植在七千亩左右，大面积的金银花标准种植模式，要求大型的金银花烘干系统作为配套，同时，为保证品质，溯源系统在农产品中得到了广泛应用。本发明将追溯融入金银花烘干系统中，整个烘干过程不需要人工参与，用户只需在称重前进行身份识别，整套系统即可完成称重、烘干、打包、贴签等功能，实现可追溯的数字化烘干。

发明内容

本发明的目的是研发大型金银花数字化烘干系统及控制方法。用户输入身份证号码进行身份识别、参数设置后，金银花自动载入烘干系统，通过湿花称重、输送、分料、烘干、包装、数据上传、贴标、码垛或入库系列动作，实现了金银花的透明化、简单化、绿色化、数字化烘干，满足了金银花集中采集的烘干需求，系统采用多用户多批次集中烘干模式，用户能够随到随烘干，不受时间和重量限制，避免了金银花长时间在空气中堆放影响品质和量不多烘干浪费能源。

本发明通过以下技术方案实现：

一种大型金银花数字化烘干系统，包括：中控子系统、湿花分配子系统、热泵烘干子系统、干花分拣子系统、成品码垛子系统，其特征在于，所述湿花分配子系统进行湿花称重并输送至热泵烘干子系统，经热泵烘干子系统烘干作业后，将烘干后的金银花输送至干花分拣子系统以完成精品花和次品花的分离作业，最后经成品码垛子系统完成金银花的称重、打包、贴标、码垛作业。

在某些实施例中，所述湿花分配子系统包括湿花上料单元、湿花存贮单元和湿花下料单元，所述湿花存贮单元包括湿花中间仓、湿料卸料阀与振打器，所述湿料卸料阀与振打器数量为N，N为正整数，安装在所述湿花中间仓底部；所述湿花下料单元数量为N，N为正整数，其包括分料皮带、振动给料机和旋转分离器，所述分料皮带的一端与所述湿料卸料阀与振打器对应，所述分料皮带的另一端位于所述振动给料机前端正上方，所述旋转分离器位于所述振动给料机末端，所述湿花上料单元具有称重功能，其一端与用户来料连接，另一端架设在所述湿花中间仓上方。

在某些实施例中，所述热泵烘干子系统数量为N，N为正整数，其包括烘干箱及热泵烘干机组，所述烘干箱依次分割为定色空间、烘干空间、闷芯空间三个单独空间，所述定色空间底部设置有2台热泵烘干机组，其内设S型垂直输送机一，所述振动给料机的出料端位于所述S型垂直输送机一正上方，所述定色空间与所述烘干空间通过斗提式输送带传输物料；所述烘干空间按温度分割为多个相同的小空间，所述小空间内设S型垂直输送机二，每个小空间底部设置一台热泵烘干机组，各个小空间之间通过斗提式输送带传输物料，所述闷芯空间位于所述烘干箱末端，其内设S型垂直输送机三，所述烘干空间最末端小空间与所述闷芯空间通过斗提式输送带传输物料，所述湿花经振动给料机末端架设在所述烘干箱上方，湿花经旋转分离器分离后自动落入对应的烘干箱内。

在某些实施例中，所述干花分拣子系统包括干花上料单元、干花存贮单元和干花下料单元，所述干花上料单元包括地面输送机和干料提升机，所述地面输送机位于所述烘干箱出料口下方，所述干料提升机的进料端与所述地面输送机的出料端相连，所述干花存贮单元包括干料中间仓、干花分料阀与振打器，所述干料中间仓底部设置有M个下料口，，M为正整数，每个下料口处对应设置一个干花分料阀与振打器；所述干花下料单元数量为M，M为正整数，其包括干料输送带、分拣机，所述干料输送带位于所述下料口下方，干花经所述干花分料阀与振打器振打分散后落入对应的干料输送带，并经所述干料输送带的出料端进入分拣机，所述分拣机包含有湿花下料口和干花下料口，干花经分拣机分拣作业后根据湿度大小分别落入湿花下料口和干花下料口，最终进入成品码垛子系统。

在某些实施例中，所述成品码垛子系统数量为2，分为精品线和次品线，分别设置在所述湿花下料口和干花下料口下方，其包括称重打包输送机、码垛输送线、码垛机器人，经分拣后的干花根据其品质等级进入精品线和次品线，然后依次进行打包称重、湿度计算、贴标入库。

在某些实施例中，一种大型金银花数字化烘干控制方法，其特征在于包括以下步骤：

S1:身份识别、参数设置、自动上下料；

S2：湿花循环烘干；

S3：干花分拣；

S4：打包称重、料包湿度精计算、贴标入库。

在某些实施例中，所述S1具体为：用户在中控子系统上输入相应的身份信息进行身份识别后，进入到参数设置界面，输入来料重量，烘干湿度要求、干湿花分割湿度、打包重量等参数信息后，点击启动按钮，所述湿花上料单位启动作业将湿金银花输送到所述湿花中间仓，中控子系统根据烘干箱空闲情况，打开对应的湿料卸料阀与振打器、启动对应的湿花下料单元并开启对应的热泵烘干子系统，湿花经所述湿料卸料阀与振打器振打后依次落入所述湿花下料单元的分料皮带、振动给料机，经旋转分离器分离后最终落入相应的烘干箱内。

在某些实施例中，所述S2对湿花进行循环烘干具体包括定色工艺、烘干工艺和闷芯工艺，中控子系统检测热泵烘干子系统的工作情况，根据其闲置状态确定目标烘干箱，控制湿花中间仓底部的对应湿料卸料阀与振打器打开，依次落入对应的分料皮带、振动给料机，并经对应的旋转分离器后使湿花均匀下料至目标烘干箱。

所述定色工艺在烘干箱的定色空间内完成，此时，启动定色空间的2台热泵烘干机组进行供热，保证定色空间温度保持在45℃—50℃之间，将定色空间的排湿风门和新进风门开到最大以保证湿气迅速排出，当湿度达到30%时，定色工艺完成，来料经所述斗提式输送带传输到烘干空间的第一个小空间S型垂直输送机二的最上层；

所述烘干工艺在烘干箱的烘干空间内完成，本阶段根据烘干工艺需要将每个小空间的温度按50℃—65℃递进设置为不同的温度段，中控子系统根据用户设置的烘干湿度要求自动设定好各小空间的烘干时长和烘干湿度，并实时调节各小空间新进风门的角度，烘干工艺结束，来料经所述斗提式输送带输送至闷芯空间；

所述闷芯工艺在闷芯空间内完成，来料进入闷芯空间，中控子系统检测到闷芯时长符合要求后，开启烘干箱出料口，烘干后的金银花落到地面输送机上，进入干花分拣阶段。

在某些实施例中，所述S3具体为：烘干箱的出料口开启后，中控子系统启动对应的干花分拣子系统作业，烘干后的金银花依次经地面输送机、干料提升机进入干料中间仓，中控子系统根据干花量开启相应数量的干花分料阀与振打器和对应的干花下料单元，分拣机根据干湿花分割湿度对烘干后的金银花进行分拣作业，干花湿度小于干湿花分割湿度的金银花从分拣机的干花下料口进入精品线，大于干湿花分割湿度的金银花从分拣机的湿花下料口进入次品线。

在某些实施例中，所述S4具体为：所述称重打包输送机根据设定的打包重量，进行料包湿度计算，并将湿度信息回传给中控子系统，所述中控子系统将该包物料的出厂信息、湿度等信息形成追溯码传递给称重打包输送机打印并贴标，然后将物料输送至码垛输送线，由码垛机器人将干花码垛后输送至成品库；所述料包湿度RH计算方式如下：设打包重量为G，所述称重打包输送机实时检测物料的重量为g，每包物料装料初始时间为t1，则可计算出结束时间为t2，t1~t2时间段内实时检测的物料湿度为rh，则料包湿度RH为：

本发明相对于现有技术的有益效果是：

1.将自动控制技术融入金银花烘干分拣作业中，可实时检测金银花烘干分拣状态，根据中控子系统反馈的金银花烘干箱作业状态保证用户随到随烘干，不受时间和重量限制，避免了金银花长时间在空气中堆放影响品质和量不多烘干浪费能源；

2.在成品码垛环节提出料包湿度精计算算法，保证了每包料包的湿度精确性，并将追溯融入金银花烘干系统中，整个烘干过程不需要人工参与，用户通过查询追溯码实现。

附图说明

图1是本发明系统结构组成示意图；

图2是本发明系统示意图；

图3是本发明烘干子系统示意图；

图4是本发明控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解为此处所描述的具体实施例仅仅用以解释发明，并不限于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例中，一种大型金银花数字化烘干系统，包括：中控子系统、湿花分配子系统、热泵烘干子系统、干花分拣子系统、成品码垛子系统。

如图2所示，本实施例中，湿花分配子系统包括湿花上料单元、湿花存贮单元和湿花下料单元；湿花存贮单元包括湿花中间仓、湿料卸料阀与振打器，本实施例中，湿料卸料阀与振打器数量为4，安装在湿花中间仓底部；所述湿花下料单元数量为4，每个湿花下料单元均包括分料皮带、振动给料机和旋转分离器，每条分料皮带的一端与一个湿料卸料阀与振打器对应，分料皮带的另一端位于振动给料机前端正上方，每个振动给料机末端均设置有对应的旋转分离器，湿花上料单元具有称重功能，其一端与用户来料连接，另一端架设在湿花中间仓上方，本实施例中，湿花上料单元为具有自动上料功能的上料皮带。

本实施例中，热泵烘干子系统数量为4包括烘干箱及热泵烘干机组，每个热泵烘干子系统对应一组湿花下料单元，湿花经振动给料机末端架设在对应的烘干箱上方，湿花经旋转分离器分离后自动落入对应的烘干箱内。

如图3所示，本实施例中，烘干箱依次分割为定色空间、烘干空间、闷芯空间三个单独空间，定色空间底部设置有2台热泵烘干机组，其内设S型垂直输送机一，对应的振动给料机的出料端位于所述S型垂直输送机一正上方，定色空间与所述烘干空间通过斗提式输送带传输物料；烘干空间按温度分割为多个相同的小空间，本实施例中，按温度要求设置成8个小空间，分别为50度空间、52度空间、54度空间、56空间、58度空间、60度空间、62度空间、65度空间，各小空间内设S型垂直输送机二，每个小空间底部设置一台热泵烘干机组，各个小空间之间通过斗提式输送带传输物料，闷芯空间位于烘干箱末端，其内设S型垂直输送机三，烘干空间最末端小空间与闷芯空间通过斗提式输送带传输物料。

如图2所示，本实施例中，干花分拣子系统包括干花上料单元、干花存贮单元和干花下料单元，干花上料单元包括地面输送机和干料提升机，地面输送机位于所述烘干箱出料口下方，干料提升机的进料端与地面输送机的出料端相连；本实施例中，干花上料单元为两组，每组干花上料单元各对应两个烘干箱出料口。

干花存贮单元包括干料中间仓、干花分料阀与振打器，干料中间仓底部设置有2个下料口，每个下料口处对应设置一个干花分料阀与振打器；本实施例中，干花下料单元数量为2，每组干花下料单元包括干料输送带、分拣机，干料输送带位于干料中间仓下料口下方，干花经干花分料阀与振打器振打分散后落入对应的干料输送带，并经所述干料输送带的出料端进入分拣机，分拣机包含有湿花下料口和干花下料口两个下料口，干花经分拣机分拣作业后根据湿度大小分别落入湿花下料口和干花下料口，最终进入成品码垛子系统。

本实施例中，所述成品码垛子系统数量为2，分为精品线和次品线，分别设置在所述湿花下料口和干花下料口下方，其包括称重打包输送机、码垛输送线、码垛机器人，经分拣后的干花根据其品质等级进入精品线和次品线，然后依次进行打包称重、湿度计算、贴标入库。

如图4所示，一种大型金银花数字化烘干控制方法，具体流程如下：

S1：身份识别、参数设置、自动上下料；

S2：湿花循环烘干；

S3：干花分拣；

S4：打包称重、料包湿度精计算、贴标入库。

在某些实施例中，所述S1具体为：用户在中控子系统上输入相应的身份信息进行身份识别后，进入到参数设置界面，输入来料重量，烘干湿度要求、干湿花分割湿度、打包重量等参数信息后，点击启动按钮，所述湿花上料单元启动作业将湿金银花输送到所述湿花中间仓，中控子系统根据烘干箱空闲情况，打开对应的湿料卸料阀与振打器、启动对应的湿花下料单元并开启对应的热泵烘干子系统，湿花经所述湿料卸料阀与振打器振打后依次落入所述湿花下料单元的分料皮带、振动给料机，经旋转分离器分离后最终落入相应的烘干箱内。

在某些实施例中，所述S2对湿花进行循环烘干具体包括定色工艺、烘干工艺和闷芯工艺；中控子系统检测热泵烘干子系统的工作情况，根据其闲置状态确定目标烘干箱，控制湿花中间仓底部的对应湿料卸料阀与振打器打开，依次落入对应的分料皮带、振动给料机，并经对应的旋转分离器后使湿花均匀下料至目标烘干箱。

定色工艺在烘干箱的定色空间内完成，此时，启动定色空间的2台热泵烘干机组进行供热，保证定色空间温度保持在45℃—50℃之间，将定色空间的排湿风门和新进风门开到最大以保证湿气迅速排出，当湿度达到30%时，定色工艺完成，来料经所述斗提式输送带传输到烘干空间的第一个小空间S型垂直输送机二的最上层；

烘干工艺在烘干箱的烘干空间内完成，本阶段根据烘干工艺需要将每个小空间的温度按50℃—65℃递进设置为不同的温度段，中控子系统根据用户设置的烘干湿度要求自动设定好各小空间的烘干时长和烘干湿度，并实时调节各小空间新进风门的角度，烘干工艺结束，来料经所述斗提式输送带输送至闷芯空间；

闷芯工艺在闷芯空间内完成，来料进入闷芯空间，中控子系统检测到闷芯时长符合要求后，开启烘干箱出料口，烘干后的金银花落到地面输送机上，进入干花分拣阶段。

本实施例中，S3具体为：烘干箱的出料口开启后，中控子系统启动对应的干花分拣子系统作业，烘干后的金银花依次经地面输送机、干料提升机进入干料中间仓，中控子系统根据干花量开启相应数量的干花分料阀与振打器和对应的干花下料单元，分拣机根据干湿花分割湿度对烘干后的金银花进行分拣作业，干花湿度小于干湿花分割湿度的金银花从分拣机的干花下料口进入精品线，大于干湿花分割湿度的金银花从分拣机的湿花下料口进入次品线。

本实施例中，S4具体为：称重打包输送机根据设定的打包重量，并对每包料包的湿度进行精计算，然后将湿度信息回传给中控子系统，中控子系统将该包物料的出厂信息、湿度等信息形成追溯码传递给称重打包输送机打印并贴标，然后将物料输送至码垛输送线，由码垛机器人将干花码垛后输送至成品库。