木材干燥温湿度自动控制系统的研究

一、木材干燥生产及其研究现状

随着社会经济飞速发展，能源问题显得日益严重。森林和木材是人类社会经济发展的重要资源，势必成为各国国家所关注的重点。从世界范围来看，我国是人均林地严重偏少的国家，森林资源严重不足。目前，我国的森林面积只占世界的4﹪，蓄积量不足世界总量的3﹪，人均林地面积和蓄积量分别仅为0.1公顷和9m³，只分别相当于世界人均水平的18﹪和13﹪。此外，我国的人口众多，对木材的消耗更为巨大，当前正面临木材的供给量远不能满足需求量的紧要问题，如何更好地提高木材的利用率已成为解决木材供需矛盾的主要途径之一。木材干燥是一种改善木材性能、保证木制品质量、提高木材利用率的重要技术手段，因此，提高木材干燥质量和干燥效率成为了解决问题的关键。木材干燥过程控制技术随着计算机技术的广泛应用而得到了飞快地发展，使得这一过程控制具有了高度的可控性以及可预知性。

近年来，木材干燥工艺逐渐发展成熟，国外的木材干燥设备己实现了全自动控制，自动化程度高。以美国Lignomat公司制造的木材干燥窑测控系统产品为代表，采用先进的测试方法，通过对干燥过程参数的自动高精度采集、处理、记录，利用系统提供的各种分析功能，不断调整干燥基准，从而提高了木材干燥质量，节约了费用，降低了损耗，减少了操作人员数量。其最新一代的木材干燥测控系统已经完全实现了整个系统的无线架构。它代表着木材干燥控制系统的世界先进水平，具有高可靠性、直观易操作、功能强大、使用安全和维护性强等特点。

国内已初步形成具有较大规模的专业木材干燥生产能力和干燥锯材市场，以及较强的木材干燥技术研发、创新能力和设备制造能力，并已形成相对独立的木材干燥工业体系。一些干燥设备公司通过技术引进和部分自主创新也实现了木材干燥设备全自动控制。例如哈尔滨干燥设备制造有限公司和哈尔滨亚特干燥设备公司的全自动木材干燥控制系统分别引进了美国“哈雷牌”木材干燥设备的控制系统和意大利霍斯M800B型木材干燥窑微机电脑全自动控制系统。但大多数木材干燥设备还是依赖操作人员按照工艺参数凭经验控制，一些国产设备的自动控制也属于人为设定参数的半自动控制。几乎很少有真正意义上的全自动控制。因此提高木材干燥过程的控制水平，对于木材干燥的温度、湿度实现自动控制是创新干燥设备所需解决的主要问题。

总而言之，目前我国的木材干燥行业在总体上，发展呈现的是一片欣欣向荣的状态，前景亦是非常乐观的。但是一些技术的相对落后及自动化程度不是很高的现象还是严重制约着我国木材行业的发展，且与更发达国家相比还是存在着一定的差距。其主要表现在：

（1）木材干燥监测设备陈旧，控制精度不高。虽然国外相继推出了一些带微处理器的变送器和数据采集器，测量精度高，抗干扰能力强，但由于其成本高，价格昂贵，许多木材干燥厂为了降低设备成本，往往仍采用手动操作方式，控制仪表和检测装置不全，设备工作的可靠程度差、自动化水平低；而国内一些木材干燥设备生产厂商所推出的全自动控制系统在干燥参数的检测与控制方面还有一定的差距，一些先进的控制理念和控制方法还停留在理论研究和仿真方面。

（2）缺少良好的人机交互方式。现有的国产全自动干燥控制系统同国外的控制系统相比还停留在薄膜开关加液晶显示的阶段，使得操作人员不能很方便地进行人机交互，对系统进行可靠的操作，间接地增加了操作人员的工作强度。

（3）严重依赖于操作人员的经验和专业知识。虽然有的木材干燥企业实现了半自动及全自动控制，然而，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，直接对干燥质量产生影响。