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微波真空干燥设备数字化控制系统设计毕业论文

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第1章概述 1

1.1微波真空干燥的现状及意义 1

1.2微波真空干燥与传统干燥方法的区别 1

1.3现在所用技术 2

1.4设计要求 2

1.5本章小结 2

第2章总体方案的设计 2

2.1微波真空干燥的控制方式 3

2.1.1单片机控制 3

2.1.2工控机控制（IPC） 4

2.1.3继电器控制 4

2.1.4可编程控制器控制（PLC） 5

2.2最佳方案的选择 6

2.3本章小结 6

第3章微波真空干燥电气系统设计 7

3.1电气原理设计 7

3.1.1物料循环系统的控制电路 8

3.1.2微波磁控管控制电路和辅助加热装置电路 10

3.1.3真空泵控制电路 17

3.1.4温度检测的电路设计 19

3.1.5真空度检测的电路设计 22

3.1.6PLC的接线电路设计 24

3.1.7显示电路的设计 30

3.1.8电源设计电路 31

3.2软件设计 32

3.2.1PLC编程流程图设计 32

3.2.2PLC的程序设计 35

3.2.3人机界面的设计 38

3.2.4人机界面的地址分配 40

3.3本章小结 41

第4章PLC运行调试及故障诊断 41

4.1PLC运行调试 42

4.2故障诊断 42

第5章系统操作说明 43

.专业.专注.

结束语 47

参考文献 47

致谢 49

附录A电气原理图 50

附录B元器件清单 51

附录CPLC程序清单 53

.专业.专注.

第1章概述

1.1微波真空干燥的现状及意义

早在上世纪80年代，美国、加拿大、英国和德国就开始研究微波真空干燥技术，研究的容涉及微波真空干燥模拟、微波真空干燥能耗与工艺以及各种不同类型物料（香蕉，萝卜片，果胶等）的微波真空干燥操作等。目前我国国也有很多大学院校对其进行研究。如我国江南大学食品学院进行了甘蓝的微波真空和热风联合干燥实验，实验结果表明：微波真空干燥技术相比于传统干燥技术可缩短干燥时间48%，提高物料营养成分的保存率，改善干燥品质。水产大学的国琛进行了扇贝柱的微波真空干燥，实验研究建立了扇贝微波真空干燥的动力学模型［1］。

从国外有关微波真空干燥的研究现状来看，它是目前发展较快的一种组合干燥技术，其快速发展的主要原因是由于微波加热技术有明显的节能特点。它的优越性表现在(1)可对物料里外一起加热，不需传热，瞬时可达高温，可大量节省能量；（2）加热均匀；（3）加热速度快；（4）快速控制，有利于自动化；（5）可提高产品质量。除了微波加热技术的优点外，还有真空干燥技术能使物料在一定的真空条件下处于低温状态进行快速干燥脱水，经处理后的物料还可保持原物料的色泽和营养成分。

1.2微波真空干燥与传统干燥方法的区别

长久以来，用于干燥的热源一般为蒸汽、电加热。传热方式是热风、热风循环或热辐射。由于热空气的穿透能力很弱又不均匀，而且空气的比热低，它是一种不变的传热物体，热风传递方式是由外向里，而部水分蒸发又是由里向外。导致热阻增加，所需热量多，加热时间长。因此，热能利用率仅30%左右。

微波真空干燥技术是一种微波技术和真空技术融为一体的新型干燥技术。它兼备了微波

干燥和真空干燥的优点。微波干燥虽然加热速度快，干燥时间短、能源利用率高且便于控制，但是由于温度过高和干燥过快容易引起食品边缘烧焦、结壳和硬化等现象。采用真空干燥可以降低水的蒸发温度，使物料在较低的温度下快速蒸发，还可避免氧化，改善了干燥品质，保存了物料原有的营养成分。因此，将微波技术与真空技术结合起来，可以使干燥过程既具有高效率又具有低压隔绝氧气的特点。目前，这一技术正在广泛应用于医疗、食品和化工领 .专业.专注.

域。

1.3现在所用技术

微波真空干燥包括以下几类技术：（1）脉冲间歇式微波真空干燥技术：其特点是使物料中的水分和温度在间歇阶段能够均衡再分配，减少水分梯度，这将有利于提高下阶段的干燥速率。（2）变功率微波真空干燥技术：加拿大食品工程研究所等进行了萝卜片的变功率微波真空干燥，结果表明微波真空干燥的性能优于真空冷冻干燥，变功率微波真空干燥是微波真