控制儀是木材干燥設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，在整個(gè)木材干燥設(shè)備中承擔(dān)著類似于大腦的指揮功能。近年來(lái)，電子技術(shù)特別是微電腦技術(shù)的高速發(fā)展，又為其提供了巨大的發(fā)展基礎(chǔ)和空間。在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，控制儀類型和功能的不斷更新和拓展應(yīng)是其主要發(fā)展方向之一。我國(guó)對(duì)于木材干燥控制儀的研究和應(yīng)用，無(wú)論是在理論方面還是在實(shí)踐方面與國(guó)際水平相比都存在著不小的差距。本文簡(jiǎn)要地介紹上海申德木業(yè)干燥設(shè)備有限公司對(duì)控制儀多年研究和實(shí)踐中的體會(huì)，并探討了控制儀未來(lái)發(fā)展的幾個(gè)可能方向，以供同行切磋。 1 控制儀發(fā)展的歷史回顧 木材干燥控制儀的主要功能：一是完成溫度、濕度和木材含水率的測(cè)量；二是實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和濕度的控制。能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的系統(tǒng)有多種，目前國(guó)際上較通用的系統(tǒng)形式，通常具有以下特點(diǎn)和性能：1）溫度、濕度和木材含水率的實(shí)時(shí)測(cè)量和實(shí)時(shí)控制；2）濕度測(cè)量是平衡濕度（平衡含水率）而非干濕球溫度或相對(duì)濕度；3）采用電測(cè)法測(cè)量木材含水率。 具有上述特點(diǎn)的控制儀最早出現(xiàn)在德國(guó)，是由Hildebrand公司和GANN公司共同發(fā)明。Hildebrand提供了木材干燥的工藝和技術(shù)要求，GANN負(fù)責(zé)電子設(shè)備制造，其特點(diǎn)是解決了干燥過(guò)程中木材含水率測(cè)量的溫度補(bǔ)償問(wèn)題和首次采用平衡濕度的概念和方法來(lái)測(cè)量和表述濕度由此奠定了控制儀的基礎(chǔ)。此后，該技術(shù)由Hildebrand和GANN分別傳播出去，在德國(guó)出現(xiàn)了一些制造控制儀的專業(yè)公司,著名的有GANN，CSA和LIGNEMAT。由于Hildebrand的干燥設(shè)備被廣泛采用和仿制，越來(lái)越的歐美和東南亞的木材干燥設(shè)備制造商開(kāi)始將這種控制儀作為其設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置提供給自己的用戶。大多數(shù)的制造商選擇CSA公司的RGK 系列和GANN的TK系列。到80年代末和90年代初，意大利和東南亞的制造商們才開(kāi)始換用自己開(kāi)發(fā)的控制儀。 我國(guó)大約在80年代中期，中國(guó)林科院和廣州人造衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站都先后研制出各自的控制儀，90年代又有長(zhǎng)春恒通、哈爾濱崇海等企業(yè)亦推出了自己的控制儀。這些控制儀雖然在設(shè)計(jì)思路和功能上都各具特色，但也存在一些共同的問(wèn)題：1）在開(kāi)發(fā)過(guò)程中基本上是各自為戰(zhàn)，自成體系，未形成一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)備模式，也難以為市場(chǎng)和制造商普遍接受；2）在制造技術(shù)方面，產(chǎn)品功能、準(zhǔn)確性和可靠性上都存在缺陷；3）開(kāi)發(fā)工作后勁不足，未形成持續(xù)不斷的開(kāi)發(fā)能力和完整的產(chǎn)品系列及獨(dú)立生存的生產(chǎn)規(guī)模。 在應(yīng)用方面，上海申德公司在90年代初期首先采用德國(guó)CSA公司的RGK系列控制儀作為干燥設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置推向市場(chǎng)，而后又有一些公司等亦采用了類似的做法。90年代中期，這種控制儀作為干燥設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置為大多數(shù)中國(guó)干燥設(shè)備制造商所認(rèn)可。相繼有德國(guó)GANN，美國(guó)LIGNEMAT，新加坡LIONPANEX等公司的控制儀為國(guó)內(nèi)干燥設(shè)備制造商所選用。不僅提高了國(guó)產(chǎn)控制儀的技術(shù)水平，也提高了國(guó)內(nèi)干燥設(shè)備的總體水平和競(jìng)爭(zhēng)能力。 2、現(xiàn)行控制儀的性能 木材干燥控制儀從技術(shù)上可劃分為三代產(chǎn)品。 第一代模擬式控制儀。 在80年代末期之前是國(guó)外控制儀的主導(dǎo)產(chǎn)品。比較著名的產(chǎn)品有CSA公司的RGK-30，31，32和GANN公司的TKV-3。這類產(chǎn)品在技術(shù)上均采用模擬電子技術(shù)，因此被稱為模擬一代。從功能上看，其溫度和濕度都是通過(guò)手動(dòng)設(shè)定一個(gè)模擬量作為控制參數(shù)，由于在干燥過(guò)程中要根據(jù)不同的干燥基準(zhǔn)通過(guò)手動(dòng)改變參數(shù)，因而又稱為半自動(dòng)控制儀。在濕度的控制方面，大多數(shù)產(chǎn)品采用平衡濕度作為控制參數(shù)，也有采用干燥梯度作為控制參數(shù)的。由于引入了干燥梯度的概念，在后期又發(fā)展出一種具有全自動(dòng)功能的模擬式控制儀。這種產(chǎn)品在技術(shù)上亦是采用模擬電子技術(shù)，但在功能上只要一次設(shè)定溫度和干燥梯度，在木材含水率高于30%時(shí)，控制儀按照一個(gè)溫度和干燥梯度控制干燥室內(nèi)的空氣參數(shù)；在木材含水率低于30%時(shí)，控制儀會(huì)自動(dòng)按照另一個(gè)溫度和干燥梯度來(lái)進(jìn)行控制。但這種固定的溫度和干燥梯度的變化無(wú)法適應(yīng)木材干燥基準(zhǔn)的千變?nèi)f化，因此，這種控制儀并未成為第一代控制儀的主流，但卻為新一代全自動(dòng)控制儀提供了良好的基礎(chǔ)。 在80年代末期和90年代初期還出現(xiàn)過(guò)一種部分采用數(shù)字電子技術(shù)的模擬式控制儀，其主要特點(diǎn)是利用數(shù)字電子技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)替代部分模擬電路，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，同時(shí)采用微電腦技術(shù)使控制儀的全自動(dòng)功能得到很大的改善。這類產(chǎn)品的代表為CSA公司的RGK--100。由于電子技術(shù)特別是微電腦技術(shù)的飛速發(fā)展，這種產(chǎn)品很快就被新的數(shù)字式控制儀所取代，故只能算是一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品。 第二代數(shù)字式控制儀 90年代初期，數(shù)字電子技術(shù)被不斷引入，由此產(chǎn)生了第二代控制儀。比較著名的產(chǎn)品有CSA公司的RGK--150，GANN的TKMP--250。由于全面采用了數(shù)字技術(shù)，使得測(cè)量和控制參數(shù)的精度和準(zhǔn)確性比第一代產(chǎn)品有了明顯的提高，抗干擾能力和可靠性也得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。從90年代中期開(kāi)始，這一代控制儀已成為國(guó)外干燥設(shè)備控制儀的主流配置。國(guó)內(nèi)一些公司也是從這時(shí)起將這類控制儀作為主流產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置。在功能上，這類產(chǎn)品都是采用小鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)，控制儀按照加熱、干燥和冷卻的順序自動(dòng)完成干燥過(guò)程。有些產(chǎn)品還增加了諸如打印輸出、測(cè)點(diǎn)選擇、程序修改，風(fēng)機(jī)控制等輔助功能。國(guó)內(nèi)通常稱為全自動(dòng)控制儀。 按照干燥基準(zhǔn)的區(qū)別，這類產(chǎn)品又有德國(guó)和意大利兩大流派。意大利流派的功能基本上是第一代模擬式控制儀全自動(dòng)類型的拷貝，所不同的是第一代全自動(dòng)控制儀的前后兩個(gè)溫度和濕度的控制參數(shù)不是獨(dú)立的，而意大利流派的第二代控制儀中,這兩個(gè)控制參數(shù)的前后值是獨(dú)立的,因此又被稱為兩段式控制儀.德國(guó)流派則完全不同，在木材含水率高于30%時(shí)，含水率值每相差10%，就設(shè)定一個(gè)溫度和干燥梯度的控制量；含水率低于30%時(shí)，含水率數(shù)值每相差5%就設(shè)定一個(gè)溫度和干燥梯度和控制量。與意大利流派相比，德國(guó)流派更符合干燥過(guò)程的規(guī)律和要求。從使用上來(lái)看，意大利流派的控制儀多數(shù)為干燥設(shè)備制造商自己開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，而德國(guó)多為專業(yè)控制儀制造公司的產(chǎn)品。 90年代中期以來(lái)，我國(guó)進(jìn)口的干燥設(shè)備多數(shù)為意大利公司產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)干燥設(shè)備制造商配套的控制儀多為德國(guó)流派的。東南亞的設(shè)備則比較復(fù)雜，既有第二代的，也有第一代的，甚至還有選用簡(jiǎn)單的溫濕度控制器的。臺(tái)灣設(shè)備基本上是選用簡(jiǎn)單的溫濕度控制器