CN102370104A - 在自动/半自动烹调设备中进行的烹调加热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在自动/半自动烹调设备中进行的加热控制方法，该烹调设备包括烹调锅具、带有存储装置的控制系统和带有功率调节/控制装置的加热系统，存储装置内存储有加热曲线，启动加热系统；控制系统运行烹调程序；根据烹调程序，向烹调锅具内投放烹调物料；控制系统从存储装置中读取与菜肴对应的加热曲线；控制系统根据加热曲线，通过加热系统的功率调节/控制装置对加热过程中的加热功率变化实施控制。采用本发明方法，可以使烹调设备按照预先制定的加热控制曲线控制烹调的加热强度和过程，使中式烹调所要求的更复杂多变、更精确、更多级甚至无级调节，尤其是需要在短时间内进行多级和连续调节火候的烹调火候控制需求成为可能。

Description

在自动/半自动烹调设备中进行的烹调加热控制方法

技术领域

本发明涉及一种烹调技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种在自动/半自动烹调设备上实现的对烹调加热强度和加热过程进行自动控制的加热控制方法。

背景技术

自动/半自动烹调设备在实现中式烹调工艺时，如何控制好加热功率和加热过程非常重要，因为中式烹调极为讲究火候，火候控制的好坏决定了出品菜肴的质量甚至成败。现有的自动/半自动烹调设备对烹调火候的控制方法还比较简单，通常就是设置几档火力，在烹调过程中的某些时候在这几档火力中间做出一两次变换。堪称精妙的中式烹调火候控制远非如此简单。现有自动/半自动烹调设备的火候控制方法已不能满足中式烹调对更复杂多变、更精确、更多级甚至无级调节，尤其是需要在短时间内进行多级和连续调节火候控制的需求。

如何使自动/半自动烹调设备满足中式烹调工艺复杂多变的火候控制需求，是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热控制方法，该加热控制方法应用在自动/半自动烹调设备上，可以按照预先制定的加热控制曲线控制烹调的加热强度和过程。

为了实现上述的发明目的，本发明提供了一种在自动/半自动烹调设备中进行的加热控制方法，该烹调设备包括烹调锅具、带有存储装置的控制系统和带有功率调节/控制装置的加热系统，该方法为：根据物料、菜肴和烹调工艺的加热需要制定针对该物料、菜肴或烹调工艺烹调加热全过程或其中一段的功率控制参数变化曲线，并存入所述控制系统的存储装置内；启动所述烹调设备的加热系统；所述烹调设备的控制系统运行所烹调菜肴的烹调程序；根据所述烹调程序，向所述烹调设备的烹调锅具内投放烹调物料；所述烹调设备的控制系统从存储装置中读取所烹调物料、菜肴或所进行之烹调工艺的功率控制参数变化曲线；所述烹调设备的控制系统根据功率控制参数变化曲线，通过所述加热系统的功率调节/控制装置对加热过程中的加热功率变化实施控制。

本烹调加热控制方法可以在整个烹调过程中应用，即所述的功率控制参数变化曲线是一条全过程曲线，从加热开始到加热结束。本方法也可以用于烹调加热过程中的一段，即所述的功率控制参数变化曲线不是全过程曲线，而是只涉及完整烹调加热过程中某一段的控制曲线，这一段烹调加热过程的之前和之后还可以有其它烹调操作，例如投放物料、加热、调整加热方法和功率等。对于完整烹调加热过程的其它段，可以有涉及该段的其它功率控制参数变化曲线被运用。

上述的烹调加热控制方法中的一些步骤不一定按照顺序实施，本方法的有些步骤还可以进行不止一次。

上述的烹调加热控制方法，所述的烹调物料可以是烹调传热介质例如油/水/汤等，也可以是其它烹调物料，如动物性、植物性原料，以及调味料、酱料等。

所述的烹调设备中还包括测量被加热物相关参数的传感器，该传感器测量被加热物相关参数并将测量所得的参数反馈给所述的控制系统。所述的被加热物主要是指烹调物料和/或锅具，所述的被加热物相关参数是指能够表征被加热物在烹调过程中的状态、状态变化以及烹调物料成熟度等的参数，最常用的是烹调物料和/或锅具的温度，或者温度变化参数，如温升速率等。

本烹调加热控制方法中，优选地，所测量的锅具温度是锅具内壁的温度。

上述的烹调加热控制方法，所述的烹调设备中还包括测量加热功率相关参数的传感器，该传感器测量所述加热系统的加热功率相关参数并反馈给所述的控制系统。所述的加热功率相关参数是能够表征或推算出加热功率或加热强度的物理参数，例如在燃气热值已知且稳定情况下，测量燃气流量和/或压力，以及对于以电为能源的烹调器具，通过测量电路中的电压、电流值达到测量加热功率的目的。

所述的功率控制参数变化曲线根据物料、菜肴和烹调工艺的加热需要制定，通常根据实验结果确定，该曲线可以是功率曲线、功率相关参数曲线、或者是被加热物相关参数曲线等。所述的功率控制参数变化曲线可以是上述曲线中的一种，也可以包含两种曲线或两种以上。

上述的控制系统还包括控制信号发生电路，该电路根据上述加热系统的功率调节/控制装置的不同而产生所需的不同类型控制信号，当所述功率控制参数变化曲线中的控制参数类型与所述加热系统的功率调节/控制装置所需的控制信号类型不同时，根据前者产生与后者相同的类型的控制信号。

本烹调加热控制方法中，上述的控制系统还包括闭环控制电路，该闭环控制电路根据所述的功率控制参数变化曲线和所测量的被加热物/加热功率相关参数对所述加热功率进行闭环控制。

所述的闭环控制电路将传感器测量并反馈的被加热物相关参数值和/或加热功率相关参数值与所述功率控制参数变化曲线中设定的参数目标值进行比对，根据比对结果产生对所述加热系统的功率调节/控制装置的控制信号，对所述加热功率进行闭环控制。

所述的控制系统还包括测量信号转换电路，当通过测量得到的参数与所述功率控制参数变化曲线中的参数不是同一种物理量时，该信号转换电路将该两种参数转换为同样的物理量，以利于比对。

所述的功率控制参数变化曲线可以独立地存储在存储装置中，也可以作为所述的烹调程序的一部分，与烹调程序一起存储在存储装置中。控制系统读取功率控制参数变化曲线的操作可以是独立的操作，也可以是所述烹调程序运行操作的一部分。

所述的功率控制参数变化曲线可以是直线，也可以是规则或不规则的、连续或不连续的曲线或折线。优选地，该曲线是直线或者包括有直线，对于不同的菜肴、物料或烹调需要，该直线可以具有不同的斜率。

所述功率控制参数变化曲线的一种特例是包括有垂直线，即所述的功率变化过程中包括由一种功率直接调整到另一功率的过程。

所述功率控制参数变化曲线的一种特例是包括有水平线，即所述的功率变化过程中包括稳定地以某一种功率加热一段时间的过程。

本烹调加热控制方法的一种实施特例：所述的功率变化过程中包括将加热功率降到零，即停止对烹调物料加热的过程。

本烹调加热控制方法实施的一种例子是交替降低功率和提升功率。

本发明中，烹调物料的投入根据控制系统在运行所述烹调程序过程中发出的指令，在适当的时机进行。这种投料通常为自动或半自动的投料，但也可以是根据控制系统发出的指令所进行的手动投料。优选地，烹调设备中的烹调物料投放装置在控制系统的控制下以自动的方式进行投料。

所述的烹调设备的控制系统和加热系统的功率调节/控制装置可以是分立而互有连接的，也可以是互相整合的。

本发明的烹调加热控制方法，改变了现有自动/半自动烹调设备以几个简单和零散的数据控制烹调火候的方法，独辟蹊径，将根据物料、菜肴和烹调工艺的加热需要而进行的反复烹调实验中得出的精确和系统的加热数据编制成功率控制参数变化曲线，并预存于控制系统中，使得控制系统可以使用功率控制参数变化曲线而不是几个零散数据对烹调加热功率和过程进行闭环控制，不仅使得之前烹调实验总结出的功率控制过程得以在自动/半自动烹调设备上准确自动复现，而且使得中式烹调所要求的更复杂多变、更精确、更多级甚至无级调节，尤其是需要在短时间内进行多级和连续调节火候的烹调火候控制需求成为可能。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明，但这里需要指出的是，以下的具体实施方式并非对本发明的限制，凡是包含了本发明烹调加热控制方法主要步骤的其它烹调加热控制方法，也在本发明的保护范围之内。

附图说明

图1是本烹调加热控制方法实施例的一种闭环控制示意图。

图2所示为应用本烹调加热控制方法的一种电磁加热控制电路的示意图。

图3所示是本烹调加热控制方法的一种实施方式的功率控制参数变化曲线示意图。

图4是本烹调加热控制方法的另一种实施方式的功率控制参数变化曲线示意图。

图5所示为本烹调加热控制方法用于滑油烹调工艺的功率控制参数变化曲线示意图。

图6为采用本烹调加热控制方法烹制淮扬名菜“银芽鸡丝”的功率控制参数变化曲线示意图。

具体实施方式

图1是本烹调加热控制方法实施例的一种闭环控制示意图。

自动/半自动烹调设备的控制系统从存储装置中读取功率控制参数变化曲线，所述的功率控制参数是功率、与功率相关的参数、或者被加热物相关参数，这些参数可以是频率、电流、电压、PWM、温度或其它物理量，这些物理量在转换电路中转换成易于进行比对的物理量-电压并输入到所述控制系统的闭环控制电路中。所述自动/半自动烹调设备的传感器对加热系统的功率相关参数和/或被加热物的相关参数进行测量，测量参数也可以是频率、电流、电压、PWM、温度或其它物理量，这些物理量也在转换电路中转换成易于进行比对的物理量-电压并输入到所述控制系统的闭环控制电路中。所述的闭环控制电路运行闭环控制算法，对上述已转换成电压的功率控制参数和测量参数进行闭环控制。闭环控制常采用PID控制、模糊控制、神经网络等方法，当然也可以采用其它方法。

所述的闭环控制算法，主要过程是：设定被控参数目标值，然后根据被控目标的被控参数的当前值反馈与被控参数目标值的比较结果，产生相应的控制调节信号，通过控制调节信号将被控目标的被控参数向被控参数目标值靠近。在本例中，被控参数目标值即功率控制参数变化曲线中的参数值，其经过信号转换电路转换后得到被控参数目标电压信号值。上述由传感器测量并反馈的信号即所述的被控参数的当前值。所测量的参数因加热系统不同而不同，例如对于电磁加热系统，该测量参数是电磁线圈中的电流信号，对于燃气加热系统，该测量参数是燃气流量调节阀门驱动电路中的电流信号，而对于电热丝加热系统，该测量参数是电加热驱动电路中的电压信号。这些测量参数各自都可以表征其加热系统的当前输出热功率。所测量的参数也可以是物料/锅具温度等表征被加热物状态的物理量。将所测量并反馈的信号经信号转换电路转换后得到的电压信号输入值与所述被控参数目标电压信号值进行比较，则可得出需要的电压控制调节信号。该电压控制调节信号在控制信号转换电路中转换为与加热系统驱动信号相同的频率、电压或电流信号等，对加热系统的加热功率进行控制。

图2所示为应用本烹调加热控制方法的一种电磁加热系统控制电路的示意图。

该电磁加热系统控制电路包括加热功率相关参数采集电路、信号调理电路、控制信号发生电路及线圈驱动电路，所述加热功率相关参数采集电路通过信号调理电路与控制信号发生电路连接，所述控制信号发生电路与所述线圈驱动电路连接。所述控制信号发生电路含有存储装置或与存储装置相连，所述的存储装置中存储有所述烹调程序和所述的功率控制参数变化曲线。所述控制信号发生电路从存储装置中读取烹调程序和功率控制参数变化曲线，并运行烹调程序。加热功率相关参数采集电路采集所述电磁加热系统加热线圈中的电流信号，在信号调理电路中转换成电压信号并经放大滤波后向所述控制信号发生电路输出，所述控制信号发生电路包括依次连接的闭环控制电路和频率转换电路，所述闭环控制电路运行闭环控制算法，对所读取的功率控制参数变化曲线中的参数和所述信号调理电路输入的调理后信号进行闭环处理，产生控制调节信号并输出到所述频率转换电路，所述频率转换电路对输入的控制调节信号进行转换，产生电磁线圈谐振频率控制调节信号向所述线圈驱动电路输出，所述线圈驱动电路根据所述电磁线圈谐振频率控制调节信号控制所述电磁加热线圈的加热功率。

图3是本烹调加热控制方法的一种实施方式的功率控制参数变化曲线示意图。本图例是按照每秒一个控制点画出的功率曲线和物料温度曲线。实用中通常选取功率曲线作为功率控制参数变化曲线，有时也可以使用物料温度曲线作为功率控制参数变化曲线。本实施例所采用的加热系统是电磁加热系统。

为了减少烹调时间，烹调油先在另一个加热容器中预热到65℃后投放到烹调锅具内，加热系统以该电磁加热系统的初始功率2kw开始对烹调油加热，接着控制系统根据图示的功率曲线控制加热功率以连续的方式提升功率，4秒钟后加热功率从2kw提升至4.1kw，然后以4.1kw继续对油加热5秒后将加热功率降低至2.9kw，以2.9kw加热4秒后烹调油的温度达到150℃，控制系统根据烹调程序发出投放物料指令，并按照功率曲线将加热功率提升到4.9kw对物料加热。

本实施例以及后述的一些实施例所示的是整个烹调过程中的一段，在该段之后还有一系列其它烹调操作，在后续的烹调操作中也可能会用到本烹调加热控制方法。本实施例及后述实施例中的整条曲线可以看作是一条功率控制参数变化曲线，也可以看作是由几条功率控制参数变化曲线组成的控制曲线。

图4是本烹调加热控制方法的另一种实施方式的功率控制参数变化曲线示意图。

投放烹调物料之后，所述的控制系统控制加热系统以第一功率对物料加热，图示功率控制参数变化曲线对该烹调物料加热的程序时间目标值为70秒，加热时间到达70秒时，所述的控制系统控制所述加热系统的功率调节/控制装置将加热功率降低至第二功率，该第二功率值为零，即关火或停止加热状态。保持关火状态10秒后，控制系统按照图中所示的功率控制参数变化曲线，以交替提升功率和降低功率的方式控制所述加热系统，用50秒的时间将加热功率从零功率提升至第三功率。

图5是本烹调加热控制方法用于滑油烹调工艺的功率控制参数变化曲线示意图。

首先投放烹调油，所述的控制系统控制加热系统以连续提升的方式将加热功率从第一功率提升至第二功率对烹调油加热，对油的加热时间到达所述烹调程序中对烹调油加热的程序时间目标值15秒时，投放主料并在油锅中滑散。继续加热5秒后，所述的控制系统开始按照功率控制参数变化曲线(图示阶梯线部分)以分步的方式将加热功率降低，6秒钟后，加热功率降低至第三功率，控制系统随即开始按照功率控制参数变化曲线(图示向上的弧线部分)提升功率，同时发出将主料出锅的指令，烹调设备的出锅装置将主料出锅、沥油。经过程序时间4秒钟后，加热功率到达第四功率，控制系统发出将主料回锅的指令，烹调设备的回锅装置将主料回锅，继续后续烹调操作。

图6为采用本烹调加热控制方法烹制淮扬名菜“银芽鸡丝”的功率控制参数变化曲线示意图。

本实施例的加热系统是大功率电磁加热系统。

所述的控制系统控制电磁加热系统以初始功率2kw对烹调油加热，并按照功率控制参数变化曲线(图示第一条斜线)在8秒钟内将加热功率提升至4.9kw。以4.9kw的功率继续对烹调油加热的时间达到所述烹调程序中程序时间的目标值7秒时，控制系统按照功率控制参数变化曲线(图示第一条垂直线)瞬间将加热功率降低至2.9kw。以2.9kw继续加热3秒，控制系统发出投料指令，向锅中投入烹调主料鸡丝并在油锅中滑散，同时按照图示第二条斜线将加热功率提升到4.9kw。划散主料8秒后控制系统再次将功率瞬间降低到2.9kw，主料继续在油中划散2秒钟。然后控制系统发出主料出锅的指令，将主料出锅沥油，并开始按照图示第三条斜线提升加热功率至4.1kw。电磁加热系统以4.1kw继续加热，经主料回锅-翻炒、投放辅料-翻炒、投放调料-翻炒和勾芡等一系列工序后，完成烹调，将成品菜肴出锅。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在自动/半自动烹调设备中进行的加热控制方法，该烹调设备包括烹调锅具、带有存储装置的控制系统和带有功率调节/控制装置的加热系统，其特征在于：所述的控制系统的存储装置内存储有加热曲线，所述的加热曲线是功率控制参数变化曲线，所述的加热曲线是根据物料、菜肴和烹调工艺的加热需要，针对该物料、菜肴或烹调工艺烹调加热全过程或其中一段的功率制定；启动所述加热系统；所述控制系统运行所烹调菜肴的烹调程序；根据所述烹调程序，向所述烹调锅具内投放烹调物料；所述控制系统从所述的存储装置中读取所烹调物料、菜肴或所进行之烹调工艺的加热曲线；所述控制系统根据功率控制参数变化曲线，通过所述加热系统的功率调节/控制装置对加热过程中的加热功率变化实施控制。

2.如权利要求1所述的加热控制方法，其特征在于：所述的烹调设备中还包括有传感器，所述的传感器测量被加热物相关参数并将测量所得的参数反馈给所述的控制系统。

3.如权利要求2所述的加热控制方法，其特征在于：所述的传感器测量的参数是物料温度和/或锅具温度、或所述温度的变化参数。

4.如权利要求3所述的加热控制方法，其特征在于：所述的锅具温度是锅具内壁的温度。

5.如权利要求1所述的加热控制方法，其特征在于：所述的功率控制参数变化曲线是功率变化曲线、与功率相关的参数变化曲线、或者是被加热物相关参数变化曲线。

6.如权利要求1所述的加热控制方法，其特征在于：所述的烹调设备中还包括测量加热功率相关参数的传感器，该传感器测量所述加热系统的加热功率相关参数并将测量所得参数反馈给所述的控制系统。

7.如权利要求1、2或6所述的加热控制方法，其特征在于：所述的控制系统还包括闭环控制电路，该闭环控制电路根据所述的功率控制参数变化曲线和所测量的被加热物/加热功率相关参数对所述加热功率变化进行闭环控制。

8.如权利要求7所述的加热控制方法，其特征在于：所述的闭环控制电路将传感器测量并反馈的被加热物相关参数值或加热功率相关参数值与所述功率控制参数变化曲线中设定的参数目标值进行比对，根据比对结果产生对所述加热系统的功率调节/控制装置的控制信号，对所述加热功率进行闭环控制。

9.如权利要求1所述的加热控制方法，其特征在于：所述的功率控制参数变化曲线是直线或包含有直线。

10.如权利要求9所述的加热控制方法，其特征在于：对于不同的物料、菜肴或烹调工艺，所述的直线有不同的斜率。

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