摘要
本文以喷雾干燥塔作为系统的控制对象, 对奶粉干燥系统的控制方案进行了分析比较，选用排风温度为控制量, 以控制旁路冷风为控制手段,从硬件和软件两方面阐述了系统的设计思想和实施过程。系统采用单片机技术, 实现了温度的检测、控制、超温报警、显示等功能。为提高干燥奶粉的品质奠定了基础。
关键词：自动控制，奶粉干燥，8031
ABSTRACT
Dryer control is an important means to guarantee the quality of drying materials and to improve the drying efficiency. In this paper, the spraying and drying tower was used as the system control plant, and compared the measures for spray dryer control, and the temperature of air discharge was used as the control volume. It was the control method by controlling the volume of wind. The design and implementation of the system were given a minute description of hardware and software. Using the single – chip microcomputer, this system fulfils the purposes of one channel temperature measuring, controlling, overheat alarming, displaying and so on. All of these would establish a solid foundation to improve the quality of spray dryer products.
Keyword: automatic control., drying of milk powder, 8031
目 录
第一章 绪 论... 1
1.1引言... 1
1.2喷雾干燥技术的发展... 6
1.3干燥过程中的几个问题... 7
第二章 乳粉干燥工艺介绍及控制方案论证... 9
2.1乳粉喷雾干燥工艺介绍... 9
2.2系统控制方案的论证及自动控制变量的确定... 12
第三章 硬件设计... 15
3.1系统总体设计方案概述... 15
3.2 8031芯片及其外围扩展芯片介绍[3] 15
3.2.18031芯片介绍... 15
3.2.2程序存储器扩展... 19
3.2.3数据存储器扩展... 20
3.3温度传感器的选择及其硬件接口... 21
3.4执行机构的选择及其驱动电路... 25
3.4.1执行机构的选择... 25
3.4.2步进电机... 27
3.4.3步进电机驱动电路... 30
第四章 乳粉喷雾干燥控制系统的控制算法... 32
4.1 引言... 32
4.2 PID控制规律及其基本作用[4] 32
4.3增量型PID算法的优点... 35
第五章 软件设计... 36
5.1系统软件设计特点... 36
5.2软件流程图设计... 36
总结………………………………..41
参考文献…………………..41
附录一 硬件电路图
附录二 主程序流程图
附录三 程序清单
第一章 绪 论
1.1引言
一．牛奶的营养价值
1．乳是哺乳动物出生后赖以生存的发育的唯一食物，它含有适合其幼子生长发育所必需的所有营养素。由于牛乳具有以下特点，所以被公认为迄今为止的一种比较理想的完全食品。
①乳经过杀菌后，不需要进行任何调理即可直接供人食用。
②人们食用牛乳几乎全部消化吸收，并无废弃排泄物。
③牛乳含有促进人类生长发育以及维持健康水平的几乎一切必需的营养成分。
④牛乳所含有各种营养成分比例大体适合人类生理需要。
⑤其他食物由于添加了牛乳，可显著提高这种食物的蛋白质的营养价值。
⑥为了取得牛奶同等数量的营养成分，用其他谷物提供，在数量上要比牛乳消耗好几倍。
2．每100克牛乳所含营养成分：脂肪3.5克、蛋白质3.2克、乳糖4.6克、矿物质0.7克、生理水88克。
3．乳脂肪的营养价值：牛乳脂肪为短链和中链脂肪脂肪酸，熔点低，仅为34.5℃。牛乳脂肪球颗粒小，呈高度乳化状态，所以乳脂肪极易消化吸收。乳脂肪还含有人类必需的脂肪酸和磷脂。因而乳脂肪是一种营养价值较高的脂肪。
4．乳蛋白质的营养价值：牛乳蛋白质含有人体生长发育的一切必需的氨基酸和其他氨基酸。牛乳蛋白质的消化率可达98%～100%，生物价84。而豆类蛋白质消化率为80%。因而乳蛋白为完全蛋白质。
5．牛乳中碳水化合物的营养价值：乳中的碳水化合物只有乳糖一种。乳糖在自然界中仅存在与哺乳动物的乳汁中，其甜度为蔗糖的1/6。一分子乳糖消化时可得一分子葡萄糖和一分子半乳糖。半乳糖可促进脑苷脂类和粘多糖类的生成，因而对幼儿智力发育非常重要。乳糖的一个重要特点是能促进人类肠道健康。乳糖还和糖的代谢有关，在食物中添加乳及乳制品有利于钙的吸收，取得预防小儿佝偻病、中老年人骨质疏松症的效果。因而牛乳中的碳水化合物不仅能提供热量，且营养价值要优于其他碳水化合物。
6．牛乳中矿物质的营养：乳中有丰富的矿物质。如钙、磷、铁、锌、铜、钼等。特别是含钙多，而且钙、磷比例合理，吸收率高。所以牛乳是人体钙最佳来源。钙是人体中含量最多的一种无机盐，是构成骨骼和牙齿的主要成分。人体中90％的钙集中在牙齿和骨骼上。儿童、青少年生长发育期需要充足的钙，同样孕妇及成人、中老年人，也需要补充钙质，缺乏钙会影响牙齿和骨骼的正常发育，导致佝偻病。成年人每日需钙800毫克，但我国居民的钙摄入量不足400毫克，由于钙摄入不足，出现骨质疏松，软骨症等，严重影响了我国人民的身体健康。大自然中的钙是以化合态存在的，只有被动、植物吸收后形成具有生物活性的钙，才能更好地被人体所吸收利用。牛奶中含有丰富的活性钙，是人类最好的钙源之一，1升新鲜牛奶中含活性钙约1250毫克，居众多食物之首， 它不但钙含量高，而且含维生素D3能促进人体胃、肠壁对钙的吸收，吸收率可高达98％，调节体内钙的代谢，维持血清钙浓度，增进骨骼的钙化。
7．牛乳中维生素的营养价值：牛乳中含有所有已知的各种维生素，尤其是维生素A和B2含量较高，而一般食物中维生素A和B2很少。所以，牛乳还是人类维生素A和B2的重要来源。牛乳中胆固醇含量少，而且还含有降低血胆固醇的3羟—3甲基戊二酸及乳清酸，对中老年尤为适宜。
综上所述，除膳食纤维外，牛乳中含有人体所需要的全部营养物质，其营养价值之高是其他食物所不能比的。一个成年人每日喝500毫升牛乳，能获得15～17克优质蛋白质，可满足每天所需要的必须氨基酸；能获得600毫升的钙，相当于需要量的80%；可满足每日热量需要量的11%。牛奶是人类改善营养、科学补钙、增强体质的最好食品。
