CN102793482A - 工控式烧烤系统 - Google Patents

Abstract

本发明的工控式烧烤系统，包括多个烧烤单炉、控制单元、工业控制计算机和触摸屏，特征在于：每个烧烤单炉中均设置有电加热管、温度传感器、夹持机构和驱动电机，温度传感器与控制单元的输入端相连接；控制单元依次经过信号转换电路、调压模块与电加热管相连接，通过控制继电器与驱动电机相连接；调压模块的输入端连接有交流电源。本发明在保证了同时加工出大量烧烤食品的同时，也实现了智能化、自动化管理；可有保证烧烤食品的加热程度、烧烤口味的一致。还具有智能化、自动化特点，可兼容所有类型的钎子，具有优良的出烟、避免落下物燃烧的功能，最大限度地维护了使用者的身心健康。

Description

工控式烧烤系统

技术领域

 本发明涉及一种工控式烧烤系统，更具体的说，尤其涉及一种由诸多烧烤单炉级联而成的工控式烧烤系统。

背景技术

 烧烤作为人类最为原始的烹调方式，其加工出来的食物具有难以抵挡的诱惑，能激发人们的食欲，使人生津开胃。烧烤，作为一种餐饮形式，其不再只是适合人类夏天享用，已经发展成为一年四季均可享用的美食。现在市场上的烧烤设备种类繁多，其加热方式有碳烤、气源烧烤、电加热烧烤等。

但是，现有烧烤设备基本上均为人工操作，食物的加热时间、加热温度以及何时添加调味料均为人工控制，使得烧烤出来的食品因人而异，很难保证口味的一致性。对于食客来说，如果有一次吃到口味严重偏离正常的烧烤食物，其有可能永远排斥再来就餐，无疑对烧烤店是一种莫大的损失。如何才能保证烧烤食物口味的一致性？这就需要从烧烤食物制作的过程下手，只有保证每次烧烤过程中温度、加热时间、添加调味料时间点的严格一致，才能保证烧烤出统一口味的食品；但这种加工过程，是现有烧烤设备所不能做到的。

在保证了烧烤出来的食物口味一致的同时，如何才能将其应用到餐馆或饭店之中，首先应使其具有可同时加工大量食物、点菜方便、管理方便的特点。但现有设备基本上都是人工操作，不具有自动化功能，不能形成规模，不能与现有的移动点菜终端相通讯，实现菜单的自动分配功能。

目前烧烤根据加热方式分为：碳烤、气源烧烤、电加热烤，但各种烧烤方式都存在共同的弊端：（1）油烟污染严重，危害身体健康。工业废气、机动车尾气、餐饮业油烟被视为造成大气污染的“三大杀手”，尤其是烧烤过程中产生的大量高浓度油烟，排放后长时间游离在城市上空，直接威胁着城市居民的健康，对环境卫生影响巨大有损现代文明城市形象。由于食材直接在高温下进行烧烤，被分解的食材脂肪滴在炭火上焦化产生大量油烟，食材脂肪焦化产生的热聚合反应与肉里蛋白质结合，就会产生一种叫苯并芘的强致癌物质，空气中吸入和食物表面后都对人体健康产生影响。（2）食物烧烤火候不易掌握，温度时间不可控制。碳烤和气源烧烤燃烧物质不均匀，加上食材烧烤过程中手动翻转，食材加工生熟不均匀，火候不好掌握，容易产生不熟、烧焦等现象，食用不熟的食物容易对肠胃造成直接伤害而烧焦的食材含有大量苯并芘对人体严重有害。（3）现有自动翻转烧烤设备结构简单，并不能兼容市场大部分烧烤串、针、扁签、钢签，重复投资使用不方便。（4）传统烧烤器具除自助烧烤不能为消费者提供个性化的定制服务，不能为消费者按需、按火候口味、按时间提供食材，消费者客户体验差。（5）受燃烧物和加热方式影响食材生产不稳定，不能精确复制食材加工过程，不能为消费者提供稳定的成品食材。（6）传统几种烧烤方式热效率低浪费能源；加热过程碳排放严重不绿色不环保。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种由诸多烧烤单炉级联而成的工控式烧烤系统。

本发明的工控式烧烤系统，包括多个烧烤单炉、对烧烤单炉实施控制的控制单元、工业控制计算机以及用于显示信息和输入指令的触摸屏，控制单元与工业控制计算机经由通讯总线两连接；其特别之处在于：所述每个烧烤单炉中均设置有电加热管、温度传感器、对烧烤钎固定的夹持机构以及驱使夹持机构转动的驱动电机，温度传感器与控制单元的输入端相连接；控制单元依次经过信号转换电路、调压模块与电加热管相连接，通过控制继电器与驱动电机相连接；调压模块的输入端连接有交流电源。

采用多个烧烤单炉，可以实现同时加工出大量的烧烤食品，易于满足烧烤店的需求；控制单元实现对烧烤单炉的状态信息采集、数据运算和控制操作。工业控制计算机为上位控制机，可运行相应的控制管理软件，以便实现有效、快捷的管理；触摸屏与工业控制计算机相连接，可进行信息显示和输入相应的指令。电加热管实现对烧烤食品的加热，温度传感器用于采集烧烤单炉内的温度数据，并将其传输至控制单元中。夹持机构实现对烧烤钎的固定，保证烧烤钎在驱动电机的作用下进行转动，以便时烧烤食品受热均匀。调压模块在控制信号的作用下，可改变输入到电加热管中的电压值，实现对电加热管的发热功率调节；信号转换电路将控制单元输出的功率调节信号转化为调压模块可以接受的信号。

本发明的工控式烧烤系统，所述每个烧烤单炉上均设置有起声光报警作用的报警指示灯和报警扬声器；每个报警指示灯、报警扬声器的电源端均与控制单元相连接。由于烧烤系统的使用场合经常人员吵杂，通过报警指示灯和报警扬声器来产生声光报警信号，便于对工作人员进行提醒。

本发明的工控式烧烤系统，包括用于向工业控制计算机中输入信息的移动点菜终端；移动点菜终端具有无线信号收发功能，工业控制计算机中设置有与移动点菜终端相配合的无线通讯模块。移动点菜终端可由烧烤店的服务人员携带，便于随时采集客户的点菜信息，并将其及时地传输至工业控制计算机中，以便进行排队制作，实现最优化的食品加工配置。

本发明的工控式烧烤系统，所述控制单元由PLC主机模块和PLC扩展模块组成，烧烤单炉的数目为8个。采用逻辑可编程控制器件PLC，易于实现对多个烧烤单炉的控制功能，且具有控制稳定的特点。

本发明的工控式烧烤系统，所述烧烤单炉由箱体构成，箱体的两侧为左侧壁和右侧壁，左侧壁、右侧壁之间为烧烤空腔，电加热管、温度传感器均设置于烧烤空腔中；夹持机构设置于左侧壁上，右侧壁上开设有支撑烧烤钎的槽口。在使用的过程中，烧烤钎的一端插入到夹持机构中进行固定，另一端担到槽口中，有效地实现了烧烤钎的自由转动。

本发明的工控式烧烤系统，所述夹持机构包括起承载作用的夹持体，夹持体上开设有横向空腔以及与横向空腔相连通的至少一个纵向空腔，纵向空腔内设置有弹簧和夹持钢珠；夹持钢珠一部分位于纵向空腔内，另一部分位于横向空腔内；所述弹簧处于被压缩状态，夹持钢珠与横向空腔的内壁之间形成固定烧烤钎的夹持空腔。

横向空腔与烧烤钎相配合，在烧烤钎伸入到夹持空腔的过程中，由于夹持钢珠可沿任意方向转动，烧烤钎会很容易的插入；同时夹持钢珠会进一步压紧弹簧，也正是由于弹簧的压紧作用，会使烧烤钎牢固的固定在夹持体上。在烧烤钎拔出的过程中，又由于夹持钢珠的可任意反向转动性，烧烤钎的拔出也十分的容易。只要横向空腔的尺寸符合，任何类型的钎子都可固定在夹持体上，使的夹持体基本可以兼容所有类型的钎子。

本发明的工控式烧烤系统，所述夹持体与驱动电机通过传动机构相连接，传动机构包括驱动齿轮、链条、主动齿轮；所述主动齿轮固定于驱动电机的输出轴上，驱动齿轮固定于夹持体上，主动齿轮通过链条与多个驱动齿轮相连接。驱动电机工作的过程中，可通过主动齿轮和链条带动多个夹持体进行转动。

本发明的工控式烧烤系统，所述左侧壁和右侧壁均为双层结构，左侧壁、右侧壁内部分别为左空腔和右空腔，箱体的底部为与左空腔和右空腔均相连通的底空腔；底空腔通过设置于箱体底部的出气口与外界相连通，左侧壁和右侧壁上均设置有多个分别与左空腔、右空腔相连通的出烟口。在烧烤的过称中，产生的油烟气体就可以通过出烟口进入到左、右空腔中，再经过底空腔、出气口排入到抽风管路中，避免了对人体的健康危害。

本发明的工控式烧烤系统，所述烧烤空腔的底部设置有用于收纳烧烤食品上落下物的水盒，水盒通过箱体侧壁上的开口伸入到烧烤空腔中。设置水盒，可避免烧烤食物上滴落的物质、调味料的进一步燃烧。

本发明的有益效果是：（1）本发明通过设置多个烧烤单炉，并通过控制单元直接对其进行信号采集和控制，通过工业控制计算机与触摸屏的配合来实现信息显示和控制指令的输入，在保证了同时加工出大量烧烤食品的同时，也实现了智能化、自动化管理；通过检测烧烤单炉内的温度，以及通过调压模块对电加热管的功率控制，可有效地保证每类烧烤食品的加热程度的一致，便于保持烧烤口味的一致性。（2）通过设置录入点菜信息的移动点菜终端，服务员可有效、方便地将菜单信息上传至工业控制计算机中，进行排队等候，实现合理优化配置。（3）通过报警指示灯和扬声器，可实现烧烤单机在人员吵杂状态下的声光信号提示，便于工作人员获知每个烧烤单机的工作状态。（4）通过采用相连通的横向空腔与纵向空腔，并采用弹簧、夹持钢珠来实现对烧烤钎的夹持固定，不仅方便使用，而且还几乎兼容所用类型的钎子，解决了现有烧烤设备只能采用单一类型钎子的弊端问题。（5）通过设置由出烟口、左空腔、右空腔和底空腔组成的排气结构，可有效地将烧烤过程中产生的有害烟气排出，避免了有害物质对人体的危害。（6）通过在烧烤空腔的底部设置水盒，有效地避免了落下物在加热源上的焦化，避免了油烟的生成。

附图说明

图1为本发明的工控式烧烤系统的结构原理图；

图2为本发明中烧烤单炉的结构示意图；

图3为本发明的工控式烧烤系统的电路原理图；

图4为控制单元采用可编程逻辑控制器件PLC时主控模块的电路图；

图5为控制单元采用可编程逻辑控制器件PLC时扩展模块的电路图；

图6为PLC主控模块对驱动电机的控制原理图；

图7为烧烤单炉的加热电源的供电原理图；

图8为PLC主控模块通过信号转换电路、调压模块对烧烤单炉进行功率控制的原理图；

图9为本发明中烧烤单炉的横截面剖视图；

图10为本发明中夹持体与驱动齿轮相配合的结构示意图；

图11为本发明中传动机构的结构示意图。

图中：1烧烤单炉，2电加热管，3报警指示灯，4报警扬声器，5控制单元，6夹持机构，7烧烤空腔，8槽口，9出烟口，10左侧壁，11右侧壁，12烧烤钎，13水盒，14温度传感器，15支撑架，16时钟电路，17电源模块，18 PLC主机模块，19 PLC扩展模块，20信号转换电路，21调压模块，22交流电源，23控制继电器，24驱动电机，25通讯模块，26工业控制计算机，27无线通讯模块，28触摸屏，29移动点菜终端，30隔板，31食物，32左空腔，33右空腔，34底空腔，35出气口，36水体，37驱动齿轮，38主动齿轮，39链条；6-1夹持体，6-2横向空腔，6-3纵向空腔，6-4弹簧，6-5夹持钢球，6-6固定钢圈，6-7齿轮固定部。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，分别给出了工控式烧烤系统、烧烤单炉的结构原理图，所示的多个烧烤单炉1设置在支撑架15上，以便同时对大量的烧烤食品进行加工。所示的烧烤单炉1包括左侧壁10、右侧壁11、夹持机构6、驱动电机、电加热管2、温度传感器14、报警指示灯3、报警扬声器4；每个烧烤单炉1均由箱体构成，箱体的两侧分别为左侧壁10、右侧壁11，左侧壁10与右侧壁11之间形成了烧烤空腔7。电加热管2和温度传感器14均设置于烧烤空腔7中，分别实现对烧烤食物的加热作用和温度检测作用。

多个夹持机构6以直线形式设置于左侧壁10之中，且夹持机构6的开口朝向烧烤空腔7，以便烧烤钎12固定在夹持机构6上。右侧壁11上开设有与夹持机构6相配合的槽口8，烧烤钎12的一端担在槽口8上，可保证烧烤钎12的自由转动。报警指示灯3、报警扬声器4设置在烧烤单炉1的箱体上，用于电源指示、添加调味料的时刻以及烧烤结束，采用声光信号，利于对工作人员进行提醒。

如图3所示，给出了本发明的工控式烧烤系统的电路图，其包括控制单元5、时钟电路16、电源模块17、信号转换电路20、调压模块21、交流电源22、控制继电器23、驱动电机24、通讯模块25、工业控制计算机26、无线通讯模块27、触摸屏28、移动点菜终端29。控制单元5实现信号采集、数据运算和控制输出的作用，时钟电路16和电源模块17分别给控制单元5提供工作必须的脉冲信号和直流电压。控制单元5的输出端与报警指示灯3、报警扬声器4均相连接。信号转换电路20将控制单元5输出的信号转化为调压模块21可以识别的信号，例如将控制单元5输出的进行功率控制的PWM信号转化为0-5V的电压信号。调压模块21的电源输入端与220V的交流电源22相连接，在控制信号的作用下，输出0-220V的交流电，实现对电加热管2的功率控制。

微控制器5通过控制继电器23实现对驱动电机24的控制，驱动电机24用于驱动加持机构6的转动。所示的控制单元5通过通讯模块25与工业控制计算机26线连接，可采用RS232或RS485的总线通讯形式；工业控制计算机26用于运行相应的管理软件，实现对多个烧烤单炉1的统一管理。工业控制计算机26连接有触摸屏28，以进行信息显示和输入信息和控制指令。为了便于工作人员极性顾客点单信息的录入，还设置有移动点菜终端29，工业控制计算机26上设置有用于接收移动点菜终端29数据的无线通讯模块27。在客人点单时，服务人员可以随时随地的将点菜信息录入到移动点菜终端29中，同时移动点菜终端29会将信息发送至工业控制计算机26中，以便进行排队等候，实现最优化利用。

如图4所示，给出了PLC主控模块的电路图，PLC主控模块18引脚输出的编号C01～C08的引线与图8中所示的信号转换电路20的输入端相连接，信号转换电路20将PLC主控模块18输出的调节功率的模拟量或PWM信号，转化为调压模块21可以接受的信号。PLC主控模块18引脚输出的编号为C09～C16的引线上均串联有继电器的控制线圈，C09～C16引线上串联的继电器线圈分别为KA1～KA8。如图6所示，1～8号烧烤单炉1上的驱动电机24分别通过继电器KA1～KA8进行控制；主控模块18控制C09～C16上相应的回路得电后，与之对应的继电器就会导通，相应烧烤单炉1上的驱动电机24就会转动；烧烤时间到时，关闭相应回路上的继电器即可。

如图5所示，给出了PLC扩展模块的电路图，PLC扩展模块19引脚输出的编号为C17～C32的引线两个为一组，每一组与一个烧烤单炉1上的报警指示灯3、报警扬声器4相连接，以便实现声光报警功能。如图7所示，给出了1～8号烧烤单炉1的加热电源的示意图，每一路加热电源与图8中所示的调压模块21的输入端相连接；每一路的加热电源为220伏的交流电，经过调压模块21并在控制信号的控制线，输出的电压范围为0～220伏，以实现对电加热管2的功率调节。

如图9所示，给出了烧烤单炉1横截面的剖视图，所示的左侧壁10和右侧壁11均为双层结构，水盒13设置在烧烤空腔7的底部，水盒中的水体36可瞬间熄灭落下的燃烧物。左侧壁10、右侧壁11的内部分别为左空腔32和右空腔33，左侧壁10、右侧壁11的内壁上均设置有多个与左空腔32和右空腔33相连通的出烟口9。左空腔32、右空腔33与的下端与底空腔34相连通，上端通过隔板30进行密封。底空腔34通过出气口35与外界相连通，以便将烟气排入到抽烟管路中。

如图10所示，给出了夹持机构6与驱动齿轮37相配合的结构示意图，所示的夹持机构6包括夹持体6-1、横向空腔6-2、纵向空腔6-3、弹簧6-4、夹持钢珠6-5、固定钢圈6-6、齿轮固定部6-7、夹持空腔6-8。开设在夹持体6-1上的横向空腔6-2与纵向空腔6-3相连通并相垂直，应设置一个以上的纵向空腔6-3，以设置两个纵向空腔6-3为较佳。所示的两个纵向空腔6-3中均设置有弹簧6-4和夹持钢珠6-5，夹持体6-1的外表面设置有对弹簧6-4进行限位固定的固定钢圈6-6。夹持钢珠6-5的一部分位于纵向空腔6-3中，另一部分位于横向空腔6-2中，且弹簧6-4处于被压缩状态；这样两个夹持钢珠6-5的相切点就会在横向空腔6-2的中心线上。夹持体6-1上的齿轮固定部6-7用于固定驱动齿轮37。

如图11所示，给出了传动机构的机构示意图，包括主动齿轮38、链条39和驱动齿轮37，主动齿轮38固定于驱动电机24的输出轴上，通过链条39与多个驱动齿轮37相配合。这样，在驱动电机24的带动下，可驱使多个夹持机构6进行转动。

Claims (9)

1.一种工控式烧烤系统，包括多个烧烤单炉（1）、对烧烤单炉实施控制的控制单元（5）、工业控制计算机（26）以及用于显示信息和输入指令的触摸屏（28），控制单元与工业控制计算机经由通讯总线两连接；其特征在于：所述每个烧烤单炉中均设置有电加热管（2）、温度传感器（14）、对烧烤钎（12）固定的夹持机构（6）以及驱使夹持机构转动的驱动电机（24），温度传感器与控制单元的输入端相连接；控制单元依次经过信号转换电路（20）、调压模块（21）与电加热管（2）相连接，通过控制继电器（23）与驱动电机相连接；调压模块的输入端连接有交流电源（22）。

2.根据权利要求1所述的工控式烧烤系统，其特征在于：所述每个烧烤单炉（1）上均设置有起声光报警作用的报警指示灯（3）和报警扬声器（4）；每个报警指示灯、报警扬声器的电源端均与控制单元（5）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的工控式烧烤系统，其特征在于：包括用于向工业控制计算机（26）中输入信息的移动点菜终端（29）；移动点菜终端具有无线信号收发功能，工业控制计算机中设置有与移动点菜终端相配合的无线通讯模块（27）。

4.根据权利要求1或2所述的工控式烧烤系统，其特征在于：所述控制单元（5）由PLC主机模块（18）和PLC扩展模块（19）组成，烧烤单炉（1）的数目为8个。

5.根据权利要求1或2所述的工控式烧烤系统，其特征在于：所述烧烤单炉（1）由箱体构成，箱体的两侧为左侧壁（10）和右侧壁（11），左侧壁、右侧壁之间为烧烤空腔（7），电加热管（2）、温度传感器（14）均设置于烧烤空腔中；夹持机构（6）设置于左侧壁上，右侧壁上开设有支撑烧烤钎（12）的槽口。

6.根据权利要求5所述的工控式烧烤系统，其特征在于：所述夹持机构（6）包括起承载作用的夹持体（6-1），夹持体上开设有横向空腔（6-2）以及与横向空腔相连通的至少一个纵向空腔（6-3），纵向空腔内设置有弹簧（6-4）和夹持钢珠（6-5）；夹持钢珠一部分位于纵向空腔内，另一部分位于横向空腔内；所述弹簧处于被压缩状态，夹持钢珠与横向空腔的内壁之间形成固定烧烤钎（8）的夹持空腔（6-8）。

7.根据权利要求6所述的自动烧烤设备，其特征在于：所述夹持体（6-1）与驱动电机（24）通过传动机构相连接，传动机构包括驱动齿轮（37）、链条（39）、主动齿轮（38）；所述主动齿轮固定于驱动电机的输出轴上，驱动齿轮固定于夹持体上，主动齿轮通过链条与多个驱动齿轮相连接。

8.根据权利要求5或6所述的工控式烧烤系统，其特征在于：所述左侧壁（10）和右侧壁（11）均为双层结构，左侧壁、右侧壁内部分别为左空腔（32）和右空腔（33），箱体的底部为与左空腔和右空腔均相连通的底空腔（34）；底空腔通过设置于箱体底部的出气口（35）与外界相连通，左侧壁和右侧壁上均设置有多个分别与左空腔、右空腔相连通的出烟口（9）。

9.根据权利要求5或6所述的自动烧烤设备，其特征在于：所述烧烤空腔（7）的底部设置有用于收纳烧烤食品上落下物的水盒（13），水盒通过箱体侧壁上的开口伸入到烧烤空腔中。

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