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| 浅谈计算机技术在木材干燥领域的开发与应用 | ||||
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| 来源：木材科学网 添加人：silas 添加时间：2008-5-13 10:20:54 | ||||
艾沐野 于 晶 摘 要：本文针对目前国内外计算机技术，尤其是计算机检测与自动控制系统等技术在木材干燥领域的应用问题从现状到应该进一步探索研究新技术方面进行了探讨。提出了应用计算机技术不但能够检测干燥介质的温湿度条件和木材的实际含水率，还应该能预测木材在干燥过程中容易出现的干燥缺陷等亟待解决的问题。并认为这才现代计算机技术应用到木材干燥领域进行研究与应用的实质问题。同时还提出了对现有计算机技术应用到木材干燥实际生产中应当注意的问题。 关键词：木材干燥生产 检测与自动控制 计算机 木材干燥作为木材加工过程中的关键环节越来越受到人们的重视，特别是近二十年来，比较有规模的中大型木材加工企业都具有用于干燥木材的设备，其中采用常规室（窑，以下略）干的设备占90％以上。因为它的技术比较成熟和完善，易于掌握，操作相对简单，能满足木材加工生产所要求的干燥质量[1]，所以应用比较普遍。 随着人们对木材干燥生产质量要求的不断提高，国内外的专家学者和相关的科研及生产技术人员，逐步把现代计算机技术应用到了木材干燥技术研究和实际生产中。从上个世纪八十年代初到现在，我国先后引进了德国、意大利、新加坡、加拿大和美国等木材常规干燥设备。这些进口干燥设备的优势就是各部分零部件均为标准化和系列化，干燥设备的外形和内部尺寸相对固定，易于安装，产品质量能够得到保证。更主要的优势是干燥设备的检测和操作系统均采用自动控制，都具有全自动或半自动控制度功能，大部分还可以利用台式计算机通过相关软件进行检测、操作和控制。基于这些优势，国内比较有实力的木材加工企业选择国外进口干燥设备的较多。 进口干燥设备的引进也促进了国内木材干燥生产技术的发展。很多木材加工企业在上马干燥设备的同时，对设备的检测和控制系统也提出比较高的要求，即要求最好能够与国外的同类产品相近或相同。在这种形势下，国内专业生产干燥设备的企业通过各种途径纷纷为自己的设备配备半自动或全自动检测和控制系统。有些企业寻找科研机构和大专院校的相关部门研制和开发这些系统，其品种比较繁杂，形状不一，但基本功能都相似。也有的企业干脆直接将国外的检测与控制系统配备到自己生产的设备中。如意大利的霍美斯和美国利格诺迈特等公司的产品等。在这样形势的推动下，国内相关的专家学者有的还专门立题或投入了专项资金研究这些内容，有的已或多或少的应用于生产中。所有这些，对发展我国的木材干燥生产技术都起到了一个积极的促进作用。 然而，笔者近些年从我国的浙江、四川、山东、辽宁、吉林、内蒙古和黑龙江等省和自治区的木材加工和专业生产干燥设备企业中调查了解发现，无论是国外的干燥设备或国内的干燥设备，很多企业由于对检测和控制系统的工作原理不十分清楚，更没有系统地掌握木材干燥技术知识，只是单纯的认为只要设备相对先进就是好的，况且还是自动控制的，应用于干燥生产中肯定没有问题。因此，在应用新的检测和控制系统时遇到一些问题。主要是：①木材干燥周期偏长；木材颜色易变深；②木材的实际含水率检测不够准确；③有的系统相对比较复杂，操作难度较大；④有的系统不够灵活，不能随机处理问题；⑤检测干燥介质的湿度受温度影响较大；⑥检测的参数很单一，不够全面。系统无法检测木材在干燥过程中出现开裂或变形等干燥缺陷。 这些问题的出现，给企业带来了一定的损失。同时也困扰了企业木材干燥生产的发展。 在这些问题中，最为突出的是木材干燥周期偏长和木材实际含水率检测不够准确这两大问题。其干燥周期比手动的长约三分之一；木材实际含水率与系统检测的含水率相差6～10％（与采用烘干法比较）。这两个问题给企业的干燥成本增加较多。在这种情况下，有的企业将原有的并且认为是比较先进的自动检测和控制系统又改装成完全手动检测和控制；有的专业生产干燥设备的企业频繁更换不同厂家生产的检测和控制系统装置来配套自己的产品。 这些问题和现象的出现，反映了应用于我国木材干燥生产的现代检测和控制系统，尤其是计算机技术的应用还不够完善，还存在着较大的差距，还有很多关键性的实质问题没有得以解决。因此，充分认识影响木材干燥生产质量的实质或关键性问题，才有利于现代检测和控制系统以及计算机技术在木材干燥生产中的应用，以发挥更好的作用。 1 深入检测系统的开发与研究 计算机技术的发展使很多领域的技术都得到了提高。因为计算机技术能够实现系统的自动控制，保证产品的生产周期，减轻人员的劳动强度，提高产品的加工质量。但若实现计算机技术的应用，其中最关键的环节是对控制对象的检测系统，检测系统包括传感器和信号传输装置等，它是现代计算机控制技术的核心。如果检测系统工作失误或功能不强或不到位，则计算机控制装置就会失灵或发生错误的控制，将会使被控制度对象或被加工对象受到很大的损失。木材干燥技术也是如此，只有正确认识木材干燥技术以及与之相关的木材性质，才能很好地利用计算机技术进行检测和控制。 从上个世纪八十年代初，由于引进国外的干燥设备的应用，国内相关部门也开始进行用于木材干燥生产的计算机自动控制技术的研究，至今已有较多的项目通过了鉴定或验收，相关的学术论文也很多。但这些研究及论文所讨论的内容基本都是围绕如何控制好干燥介质的温湿度状态进行的，其计算机技术的应用也大致在这个范围中进行研究。 在现代科学技术的发展过程中，某一环境中介质温度和湿度参数的控制已是很成熟的技术了。而检测系统的温度传感器和湿度传感器能够应用到木材干燥技术研究和实际生产中已多种多样，需要完善的只是如何采用更好的形式应用于木材干燥技术的研究和实际生产中，在这方面目前似乎没有必要再进行名目繁多的研究项目。而需要进行更实质性的研究。 1.1 应当深入进行准确检测木材实际含水率装置的开发与研究 根据现在比较认同的木材干燥机理，实现木材干燥技术的计算机检测与自动控制，应当从研究更准确地检测木材实际含水率方面入手进行。因为，目前无论国内还是国外的计算机检测与自动控制装置，都是通过检测木材的实际含水率在干燥过程中的变化来控制干燥介质的温度和湿度状态，从而保证木材干燥质量。而在利用先进仪器仪表或检测系统装置准确检测木材实际含水率方面，我国基本还处于试验研究阶段，目前还没有可供实际生产使用的准确参数或数据以及相关的软件。国外已经较为成熟的检测与自动控制系统，只是能够比较准确地检测他们已经研究过的木材树种，而对于我们国家的木材树种，他们没有进行较为系统的研究，没有成熟的数据进行标定，其检测木材含水率装置还不能准确地测定木材实际含水率的真实数据。如果采用他们的检测与控制系统，只能选择国外与国内较相近的木材树种对照参考检测木材的实际含水率。而国内的一些商家尽管也配套安装了相应当检测与自动控制系统，但由于很多是照搬照套某些国外的一些产品重新进行组装的，在木材实际含水率的检测与控制方面经常会出现很多问题，很多这样的装置在企业里经常处于瘫痪状态。所有这些都给计算机检测和控制系统带来了问题，经常会出现检测方面的误差，导致很多用户认为控制系统不准确，更有甚者认为控制系统根本不能用，企业造成了很大的浪费。 这种情况的出现说明，若要把现代计算机检测与控制技术应用到木材干燥技术与生产中，必须要下功夫研究能够准确检测木材实际含水率的传感器及相应当检测装置。在我国，能够应用于木材加工生产的木材树种比较多，广泛深入地研究检测木材实际含水率应用软件和装置非常必要。木材含水率的检测是一个较为复杂的过程，有很多干扰因素，应当有专门的机构和人员深入细致的进行开发和研究。在这方面，我们国内的相关部门做的还很不够，有很多只是停留在表面或流于形式，这对提高我国的木材干燥检测技术是非常不利的，也严重影响了我国的木材干燥生产的发展。 1.2 探索开发检测木材干燥缺陷传感器及装置的研究 纵观国内外应用于木材干燥技术和生产方面的现代计算机检测与控制系统，全部都停留在通过检测木材实际含水率的变化而控制干燥介质温度和湿度高低程度的状态。没有一个能具有检测木材在干燥过程中出现变形或干燥缺陷的检测与自动控制装置。这说明即使是很现代化的计算机检测与控制系统，也还是很不完善，还有很大的差距。应当着手在这方面进行研究。尤其要对其传感器的开发和研究已是当务之急。目前采用通过控制木材含水率的变化来控制木材实际的变形和避免产生干燥缺陷的方法已经很不适应企业的产品加工要求。 通过检测木材在干燥过程中变形情况或是否出现干燥缺陷等情况来准确地控制干燥介质的温度和湿度变化，才是真正意义上的应用了现代计算机检测与控制技术，才是现代计算机技术应用于木材干燥中的实质性问题。在这种条件下才能充分发挥现代计算机的检测与控制作用，才能保证木材的干燥质量。 目前，国内外在这方面还处于实验室研究阶段，实际生产中还没有得到应用。我国的相关部门和有关人员在这方面从上个世纪八十年代初开始就进行了这方面的研究，但研究还很不成熟。还应当积极进一步研究开发此技术。该技术一旦研究成功，将使木材干燥技术发生飞跃性的变化，我们在该领域中将名副其实地和真正意义地走到世界的前列，对提高我国的木材干燥生产质量将有很重要的实际意义。 2 建立培训机制，不断提高实际生产人员的操作技术水平 木材干燥生产是木材加工生产流程中的关键环节之一，直接影响最终产品的质量。但长时期以来，在这个岗位上从事实际工作的人员，其文化程度一直都偏低，很多在岗人员连技工学校的水平都达不到，绝大部分人员没有经过正规的技术知识和实际操作培训。这就严重阻碍了现代计算机技术在木材干燥生产中的应用和发展。很多企业虽然安装了计算机检测和控制系统，但由于操作人员不具备计算机基础知识，对系统的操作只能机械式的进行，不能实际应用，更不能灵活应用，在生产中如出现干燥质量问题时就不知所措，无从下手，企业损失很大。这种情况目前较为普遍。 建立木材干燥生产操作技术培训制度，是保证现代计算机技术应用到木材干燥生产，解决企业生产质量问题的重要措施之一。 2.1 有关部门应当成立相应的培训机构 我国的金属加工等行业，早已有相应的机构对生产人员进行岗前培训和实际操作训练等制度。木材加工中的木制品生产操作也有一定计划性的培训制度。但多年以来，木材干燥生产操作技术的培训环节一直没有形成管理化和制度化，随意性很大。有些企业的领导者，对木材干燥生产的重要性有足够的认识，专门从相关的学校或研究机构聘请教师或科研人员为本企业的生产人员进行专门培训。但因设施和场地条件的局限性，往往不能达到预期的效果。 为了全面提高我国的木材干燥生产技术水平和质量，我们应当建立相应的培训机构，建立其培训管理制度。企业中从事木材干燥生产的人员，必须从经过这样的机构进行正规培训且合格的人员中进行招聘，并做到持证上岗。在此基础上逐渐形成良性循环，使我国逐步能够具有一支比较强大的较高水平的从事木材干燥生产的人员队伍，在保证我国木材干燥生产质量的同时，也将促进我国木材干燥科学技术开发与研究的不断发展。 2.2 企业自身要建立管理培训制度 我国大部分的木材加工企业属于民营机制，企业的经营者对在岗人员的生产技术培训都不够重视，完全依靠生产人员自己留心学习。这对企业的发展是很不利的，更影响我国整体木材加工水平的提高。木材干燥生产更是如此。由于木材干燥生产的特殊性，很多企业不愿意花费精力培养生产人员，而是采取在社会上招聘所谓能人或在其他企业从事过这项工作的人员到本企业进行工作，结果造成人员流动性很大，企业的木材干燥生产经常受到影响。这种情况目前在企业屡见不鲜。 解决这个问题的办法之一就是企业要建立比较完善的对企业生产人员进行定期的培训和管理制度，生产人员必须经过培训考试考察后上岗，并要定期培训，经常让他们接受新知识和新技术，使他们知道，在这个企业工作不但能够保证生活，还能经常学习到新知识，不断提高自己的生产技术水平。与此同时，企业的生产质量也将得到有效的提高。 2.3 设备的生产商要提高现场安装和调试人员的生产技术水平，完善技术资料 无论是国外还是国内的干燥设备或检测与自动控制系统的生产商，他们的现场安装或调试人员的木材干燥生产技术水平都不能满足企业的生产要求，总是存在较多的不足和遗憾。有的甚至最后要对簿公堂才能解决问题。出现这个情况的原因主要是： 2.3.1 安装人员的整体素质不高 大多数生产商的安装人员文化素质不是很高，文化程度大部分偏低。安装人员对他们要安装的设备不知其工作原理，对各部件在整体设备中的作用不清楚。更有甚者还有根本不按图纸进行安装的人员，随意和任意性很大，造成了设备安装完毕后，经常出现问题。严重影响企业的正常生产。 设备生产商若要提高企业的产品安装质量，必须配备生产技术过硬的人员。要选择文化程度较高的人员，也要让这些人员经过技术培训后才能上岗。要让这些人员不但要懂得机械加工技术，而且要懂得设备在木材干燥生产中的工艺流程和各部件的作用及工作原理，要懂得每个部件在木材干燥生产中的重要性。与此同时，在安装过程中要严格按照技术图纸进行作业，坚决杜绝随意性。真正做到让用户满意。 2.3.2 生产商的设备调试人员要具备木材干燥生产操作技术基本知识 同设备安装人员一样，很多生产商的设备调试人员没有经过正规的木材干燥生产操作技术培训，只是在社会上向做过这个工作的人员询问或看过这项工作的表面过程，然后就到现场进行调试工作。结果是，调试过程中出现问题无法解决，用户的操作人员也没有学会设备的操作方法，有的还给用户造成了损失，让生产商进行赔偿，给生产商造成了很大损失。 更需要说明的是，近些年很多企业的木材干燥设备都配有国外生产的检测与自动控制系统。配备这些系统的出发点是好的，但由于生产商的调试人员对木材干燥生产操作技术不十分清楚，只考虑系统对设备的要求，没有考虑设备和木材干燥生产工艺对系统的要求，在很多情况下出现系统工作不正常，不能满足企业木材干燥生产要求的现象。有些生产商提供的产品技术使用说明书不够系统和全面，有些英文等外文资料翻译的不够专业，企业管理和技术人员以及操作人员都看不懂，也有的资料提供的不全面。结果有相当数量的计算机检测与控制系统在企业生产中不能发挥其应有的先进作用，被企业搁置甚至抛弃，又重新改为手动操作。 近二十多年来，我国每年生产安装的木材干燥设备都在一千多台，甚至还要多。在设备和检测与控制系统调试中出现的问题对用户企业造成的损失是比较大的（因篇幅原因，在此不赘述），应当引起我们的高度重视。我们应该建立有效机制，敦促生产商要加强对本企业调试人员的培训与教育，要对他们进行木材干燥生产操作技术专业性的强化培训，要让他们熟悉本企业所生产设备中每一个部件的作用和工作原理。要让他们熟读设备的产品使用说明书，在现场要教会用户的操作人员，真正做到让用户可靠灵活的使用设备，保证用户的木材干燥生产质量。另外，生产商的产品使用说明书要尽量详尽，要让生产操作人员看懂，并根据其提供的资料能够很好地维护保养设备。生产商如果能够基本做到这些内容，双方企业的经济效益都将得到很好的提高。 正确定认识现代计算机技术在木材干燥生产中的应用，正视其应当开发和研究的实质性内容及项目，是我们目前面临的重要课题之一。我们应当避免进行重复性的甚至对应用于木材干燥生产意义不大的一些研究项目。在开发新技术的同时，加强现有系统与设备应用的生产技术培训，将现有的现代计算机实用技术合理有效地应用到我国的木材干燥实际生产中，以提高生产质量，意义重大。 | ||||
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