Sistema de controle e automação aplicável a secadores em camada fina utilizando-se instrumentos digitais endereçáveis

Abstract

Diversos modelos de secadores de grãos são encontrados nas mais diversas configurações e para diferentes aplicações. Dentre estes os secadores em camada fina possibilitam análises detalhadas do processo de secagem. De posse dos resultados dessas análises podem-se fazer as análises para secadores em camada espessa. O secador de grãos em camada fina usado neste trabalho contém um sistema de resistências para aquecimento do ar de secagem e um ventilador movido por um motor de 368W, que succionava o ar através do secador e da amostra de grãos. Um dispositivo baseado em chaves digitais DS2406 - tecnologia 1-WireTM desenvolvida pela Dallas Semiconductor - e componentes eletrônicos semicondutores de potência foi desenvolvido para controlar o funcionamento do ventilador e o sistema de aquecimento do secador. Foi chamado de Aciona AC® . O controle desse secador está condicionado às características do processo de secagem da amostra de grãos em teste. Os sensores usados para medição de umidade relativa e temperatura ambiente utilizam o dispositivo UMETER®1.1, que é baseado no sensor de umidade relativa HIH-3610 da Honeywell e no conversor DS2438 da Dallas Semiconductor. O processo de verificação da redução do teor de umidade da amostra foi realizado por meio de uma balança com célula de carga equipada com extensômetros resistivos. Para a montagem da balança, a bandeja foi colocada sobre três apoios, (dois como apoios simples e o outro fixado sobre a célula de carga). O fundo da bandeja da balança que recebeu a camada fina de grãos era composto por uma peneira com abertura de malha 10, por onde passava o ar de secagem. Estes dispositivos, em rede, dispostos na topologia barramento, foram gerenciados por um mestre. Um programa computacional foi responsável por ligar o sistema que comandava os acionadores do ventilador e do aquecimento (liga ou desliga), assim como registrava as medições e os comandos, emitia gráfico e relatórios e desligava o sistema quando as condições finais desejadas eram atendidas. Para validar o sistema, foram realizadas secagens de amostras de milho, para obtenção das curvas de secagem. Neste trabalho, pôde-se operar com sensores de temperatura e com conversores A/D na identificação dos sinais, além de associar esses dispositivos a outros circuitos, demonstrando sua versatilidade e flexibilidade, dentro de suas faixas operacionais. A confiabilidade da rede 1-WireTM foi colocada à prova, uma vez que os dispositivos estavam sujeitos a perturbações eletromecânicas. Com certa freqüência, foram submetidos a processos de partida e funcionamento de motor, promovendo turbulências eletromagnéticas sempre prejudiciais às redes de comunicação de dados.

Many grain-dryers models with different configurations and applications are encountered worldwide. Among those a thin-layer dryer makes it possible to perform detailed analysis of the drying process. With the results from this analysis results, the drying curves can be modeled and the deep bad grain drying process can be predicted. The thin layer grain dryer used in this work has an electrical resistance system to heat the drying air, and fan driven by a 368 W motor to push the air trough the dryer and grain samples. A device based on DS2406 digital switches - the 1-wireTM technology developed by Dallas Semiconductor - and others electronics devices based on power semiconductors were developed to control the fan and dryer heating system operation. This system was called ACIONA AC® . The dryer control is based on the drying process characteristics of the grain samples been tested. The relative humidity and temperature sensors use a device called UMETER® 1.1, based on a HIH-3610 humidity sensor developed by Honeywell, and on a DS2438 A/D converter developed by Dallas semiconductor. The verification process of the grain samples moisture content reduction is performed by using a scale with a load cell (manufactured with resistive strain gauges). To construct the scale the sample tray was supported by three points (two fixed points and the other one over the load cell). The bottom of the tray that receives the grains samples is made up of a ten mesh screen, where the drying air passes. These devices were networked, and installed in bus topology configuration, and were controlled by a master device. Software is responsible to power up the system, turn on or off the fan and the heating system, as well as, record the measurements and commands, emit graphics and reports, and turn off the systems when the final conditions are achieved. To validate the system, several drying tests were carried out using shelled corn samples to obtain the drying curves. It was possible to demonstrate one more possibility for use the 1-WireTM technology. In this work it was possible to use temperature sensors and A/D converters in the signal identification and associate theses devices with others circuits, showing their versatility and a good flexibility in their operation bands. The feasibility of the 1-WireTM network was extensively proved because the devices were subject on electro-mechanical disturbs. Frequently the system was submitted to starts process and motors operation, promoting electromagnetic disturbs, always harmful to the data communications networks.