CN105054273A - 一种烤房的控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烤房的控制系统，包括高温热泵控制器，高温热泵控制器与设置在烤房内部的温湿度传感器、循环风机、冷凝器组件、导风组件以及蒸发器组件分别相连，高温热泵控制器还与设置在烤房外部的进风门电机相连。本发明还公开了一种烤房的控制方法。本发明通过温湿度传感器采集烤房的温度值和湿度值，通过高温热泵控制器连续记录、比较温度变化进而控制安装在烤房内的冷凝器组件和蒸发器组件的工作状态，为烤房提供所需热量的同时避免温度上升过快对产品质量造成不良影响和能量的浪费。
Description
技术领域
本发明属于烤房控制设备技术领域，具体涉及一种烤房的控制系统，本发明还涉及一种烤房的控制方法。
背景技术
近年来，随着普通单体密集燃煤型烤房的推广及应用，显著提高了我国在农作物烘烤领域的整体水平，同时也对农作物种植面积的扩展、集约化种植的逐步形成和专业化烘烤模式的进一步发展都起到了明显的促进作用。但是随着现代农业战略的实施，人们对密集烤房“绿色低碳、节能减排、省工降耗”的要求进一步提高，普通单体密集燃煤型烤房的不足也日益凸显出来。现有密集烤房供热系统和温湿度控制系统均由人工进行控制，这种控制方式劳动强度大，且控制效果很难把握；人工控制由于采用被动排湿，误差较大，易导致温湿度场的分布不均匀，进而使得烘烤产品的质量不可控，并且能耗较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种烤房的控制系统，解决现有技术中的烤房供热及温湿度控制采用人工控制从而导致效率低下、控制效果差且能耗较高的问题。
本发明的另一个目的是提供一种烤房的控制方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种烤房的控制系统，包括高温热泵控制器，高温热泵控制器与设置在烤房内部的温湿度传感器、循环风机、冷凝器组件、导风组件以及蒸发器组件分别相连，高温热泵控制器还与设置在烤房外部的进风门电机相连。
本发明的特点还在于：
冷凝器组件包括热泵冷凝器a、热泵冷凝器b、电辅热a和电辅热b，高温热泵控制器与热泵冷凝器a、热泵冷凝器b、电辅热a和电辅热b分别相连。
导风组件包括导风板电机a和导风板电机b，高温热泵控制器与导风板电机a和导风板电机b分别相连。
蒸发器组件包括热泵蒸发器a和热泵蒸发器b，高温热泵控制器与热泵蒸发器a和热泵蒸发器b分别相连。
高温热泵控制器还与ZIGBEE无线接收模块相连。
本发明所采用的另一个技术方案是：
一种烤房的控制方法，该控制方法采用如下控制系统对烤房进行控制：包括高温热泵控制器，高温热泵控制器与设置在烤房内部的温湿度传感器、循环风机、冷凝器组件、导风组件以及蒸发器组件分别相连，高温热泵控制器还与设置在烤房外部的进风门电机相连；冷凝器组件包括热泵冷凝器a、热泵冷凝器b、电辅热a和电辅热b，高温热泵控制器与热泵冷凝器a、热泵冷凝器b、电辅热a和电辅热b分别相连；导风组件包括导风板电机a和导风板电机b，高温热泵控制器与导风板电机a和导风板电机b分别相连；蒸发器组件包括热泵蒸发器a和热泵蒸发器b，高温热泵控制器与热泵蒸发器a和热泵蒸发器b分别相连；该控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、开启循环风机并设定其正向运转和反向运转的时间；
步骤2、由温湿度传感器采集烤房当前的温度值及湿度值并传递给高温热泵控制器；
步骤3、当高温热泵控制器检测到当前的湿度值大于设定的目标湿度值时，高温热泵控制器控制进风门电机正转；当高温热泵控制器检测到当前的湿度值小于设定的目标湿度值时，高温热泵控制器控制进风门电机反转；
步骤4、高温热泵控制器每隔一个预设的固定时间记录一次温度值，并将本次记录的温度值与前一次记录的温度值求温度差值，高温热泵控制器根据温度差值以及循环风机当前的转动状态决定启动或关闭冷凝器组件和蒸发器组件；
本发明另一个技术方案的特点还在于：
步骤4具体按照以下步骤实施：
初始状态下，如果需要对烤房启动升温模式，则启动第一升温模式，即：当循环风机正向运转时，则启动热泵冷凝器a及热泵蒸发器a工作，当循环风机反向运转时，则启动热泵冷凝器b及热泵蒸发器b工作；
在第一升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第二升温模式，即：启动热泵冷凝器a、热泵蒸发器a、热泵冷凝器b及热泵蒸发器b工作；
在第二升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第三升温模式，即：启动热泵冷凝器a、热泵蒸发器a、热泵冷凝器b、热泵蒸发器b以及电辅热a或电辅热b工作；
在第三升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第四升温模式，即：启动热泵冷凝器a、热泵蒸发器a、热泵冷凝器b、热泵蒸发器b、电辅热a及电辅热b工作；
在上述任一升温模式下，如果温度差值连续三次均大于等于0.2℃，则返回到上一个升温模式中；
初始状态下，如果需要对烤房启动稳温模式，则启动第一稳温模式，即：将冷凝器组件和蒸发器组件全部关闭；
在第一稳温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持稳温模式时，则启动第二稳温模式，即：当循环风机正向运转时，则启动热泵冷凝器a与热泵蒸发器a工作，当循环风机反向运转时，则启动热泵冷凝器b与热泵蒸发器b工作；
在第二稳温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持稳温模式时，则启动第三稳温模式，即：当循环风机正向运转时，则启动热泵冷凝器a、热泵蒸发器a及电辅热a工作，当循环风机反向运转时，则启动热泵冷凝器b、热泵蒸发器b及电辅热b工作；
在上述任一稳温模式下，如果温度差值连续三次均大于等于0.2℃，则返回到上一个稳温模式中；
升温模式与稳温模式的启动条件为：在高温热泵控制器中存储有温度目标上限值与温度目标下限值，由高温热泵控制器将当前的温度值与温度目标上限值及温度目标下限值作比较，如果当前的温度值大于温度目标上限值，则启动稳温模式；如果当前的温度值小于温度目标下限值，则启动升温模式。
本发明的有益效果是：本发明通过温湿度传感器采集烤房的温度值和湿度值，通过高温热泵控制器连续记录、比较温度变化进而控制安装在烤房内的冷凝器组件和蒸发器组件的工作状态，为烤房提供所需热量的同时避免温度上升过快对产品质量造成不良影响和能量的浪费。
附图说明
图1是本发明一种烤房的控制系统的控制原理图；
图2是项目区域的烤房群集中控制系统图；
图3是远程互联网端集中控制系统图。
图中，1.高温热泵控制器，2.温湿度传感器，3.ZIGBEE无线接收模块，4.进风门电机，5.循环风机，6.冷凝器组件，6-1.热泵冷凝器a，6-2.热泵冷凝器b，6-3.电辅热a，6-4.电辅热b，7.导风组件，7-1.导风板电机a，7-2.导风板电机b，8.蒸发器组件，8-1.热泵蒸发器a，8-2.热泵蒸发器b，9.主控计算机，10.VGA分频器，11.主控室电视机，12.监控摄像头，13.无线发射模块，14.监控中心软件，15.加密狗，16.硬盘录像机，17.调制解调器，18.LED显示大屏，19.内部核心交换机，20.主数据库服务器，21.磁盘阵列，22.备用数据库服务器，23.主应用服务器，24.备用应用服务器，25.WEB远程管理终端，26.远程管理控制台，27.烤房通讯服务器节点，28.WEB服务器节点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
本发明一种烤房的控制系统，如图1所示，包括设置在烤房外部的高温热泵控制器1，高温热泵控制器1与设置在烤房内部的温湿度传感器2、循环风机5、冷凝器组件6、导风组件7以及蒸发器组件8分别相连，高温热泵控制器1还与设置在烤房外部的进风门电机4相连。冷凝器组件6具体包括热泵冷凝器a6-1、热泵冷凝器b6-2、电辅热a6-3和电辅热b6-4，高温热泵控制器1与热泵冷凝器a6-1、热泵冷凝器b6-2、电辅热a6-3和电辅热b6-4分别相连。导风组件7具体包括导风板电机a7-1和导风板电机b7-2，高温热泵控制器1与导风板电机a7-1和导风板电机b7-2分别相连。蒸发器组件8具体包括热泵蒸发器a8-1和热泵蒸发器b8-2，高温热泵控制器1与热泵蒸发器a8-1和热泵蒸发器b8-2分别相连。高温热泵控制器1还与ZIGBEE无线接收模块3通过TTL通讯或RS485通讯连接。
一种烤房的控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、开启循环风机5并设定其正向运转和反向运转的时间；
步骤2、由温湿度传感器2采集烤房当前的温度值及湿度值并传递给高温热泵控制器1；
步骤3、当高温热泵控制器1检测到当前的湿度值大于设定的目标湿度值时，高温热泵控制器1控制进风门电机4正转，将进风门缓慢打开，使外界干燥低温空气进入到烤房中；当高温热泵控制器1检测到当前的湿度值小于设定的目标湿度值时，高温热泵控制器1控制进风门电机4反转，将进风门关闭；
步骤4、高温热泵控制器1每隔一个预设的固定时间记录一次温度值，并将本次记录的温度值与前一次记录的温度值求温度差值，高温热泵控制器1根据温度差值以及循环风机5当前的转动状态决定启动或关闭冷凝器组件6和蒸发器组件8；
上述步骤4具体按照以下步骤实施：
初始状态下，如果需要对烤房启动升温模式，则启动第一升温模式，即：当循环风机5正向运转时，则启动热泵冷凝器a6-1及热泵蒸发器a8-1工作，当循环风机5反向运转时，则启动热泵冷凝器b6-2及热泵蒸发器b8-2工作；
在第一升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第二升温模式，即：启动热泵冷凝器a6-1、热泵蒸发器a8-1、热泵冷凝器b6-2及热泵蒸发器b8-2工作；
在第二升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第三升温模式，即：启动热泵冷凝器a6-1、热泵蒸发器a8-1、热泵冷凝器b6-2、热泵蒸发器b8-2以及电辅热a6-3或电辅热b6-4工作；
在第三升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第四升温模式，即：启动热泵冷凝器a6-1、热泵蒸发器a8-1、热泵冷凝器b6-2、热泵蒸发器b8-2、电辅热a6-3及电辅热b6-4工作；
在上述任一升温模式下，如果温度差值连续三次均大于等于0.2℃，则返回到上一个升温模式中；
初始状态下，如果需要对烤房启动稳温模式，则启动第一稳温模式，即：将冷凝器组件6和蒸发器组件8全部关闭；
在第一稳温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持稳温模式时，则启动第二稳温模式，即：当循环风机5正向运转时，则启动热泵冷凝器a6-1与热泵蒸发器a8-1工作，当循环风机5反向运转时，则启动热泵冷凝器b6-2与热泵蒸发器b8-2工作；
在第二稳温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持稳温模式时，则启动第三稳温模式，即：当循环风机5正向运转时，则启动热泵冷凝器a6-1、热泵蒸发器a8-1及电辅热a6-3工作，当循环风机5反向运转时，则启动热泵冷凝器b6-2、热泵蒸发器b8-2及电辅热b6-4工作；
在上述任一稳温模式下，如果温度差值连续三次均大于等于0.2℃，则返回到上一个稳温模式中；
升温模式与稳温模式的启动条件为：在高温热泵控制器1中存储有温度目标上限值与温度目标下限值，由高温热泵控制器1将当前的温度值与温度目标上限值及温度目标下限值作比较，如果当前的温度值大于温度目标上限值，则启动稳温模式；如果当前的温度值小于温度目标下限值，则启动升温模式。
通过上述控制方法为烤房提供所需的热量，并且根据连续记录、比较温度变化来控制温度，防止温度上升过猛对产品质量造成不良影响。同时，高温热泵控制器1根据经验逻辑控制导风板电机a7-1和导风板电机b7-2来调整在烤房内安装的导风板的角度，使导风板与垂直面的角度在0度至60度之间变化，实现烘房内的风量均匀分布。
采用本发明的控制系统还可以实现对多个烤房的集中控制，如图2所示，将本系统中的ZIGBEE无线接收模块3与无线发射模块13相连，无线发射模块13连接主控计算机9，主控计算机9分别与VGA分频器10、主控室电视机11、监控摄像头12、硬盘录像机16、调制解调器17、LED显示大屏18相连，主控计算机9上安装有监控中心软件14，提供人机交互平台，加密狗15插在主控计算机9的USB接口上，为监控中心软件14提供秘钥。主控计算机9是主控室的核心控制部件，VGA分频器10的输出分别连接主控室电视机11和LED显示大屏18。监控摄像头12将现场视频信息采集后存储在硬盘录像机16中，方便随时查看。无线发射模块13提供ZIGBEE广播信号。调制解调器17为主控计算机9提供网络功能。LED显示大屏18可方便直观地显示烘烤信息(烘烤总时间、干球温度、湿球温度、工作状态、电压值、当前状态、异常信息等)。
通过如图3所示的网络平台对主控计算机9中的烤房集中控制系统数据进行上传，以县、市、省甚至全国为单位在互联网上搭建农业信息化平台，可将所属区域的所有烤房群纳入信息化平台进行统一管理。具体如图3所示，内部核心交换机19提供了网络端数据交互，主数据库服务器20和备用数据库服务器22与磁盘阵列21相连接，存储大量的数据。主应用服务器23和备用应用服务器24存储应用数据，远程管理控制台26安装于WEB远程管理终端25上，通过远程来显示和操作系统数据。该系统采用B/S架构，经授权用户可通过IE浏览器的Web客户端进行多烤房群集中管理，实现烘烤过程的监控，烘烤数据导出、打印、烘烤工艺等的研究。用户只需连接互联网，无论身处何处，即可登陆网络客户端查看信息化平台下的所有烤房群的实时烘烤信息。数据网络化共享，随时随地第一时间了解烘烤状态。通过烤房通讯服务器节点27和WEB服务器节点28来实现网络端互联。以计算机为控制核心，应用工业级ZIGBEE无线数据采集模块，通过烤房集中控制系统实现烘烤数据查看、烘烤参数设定、历史数据、历史曲线、数据导出打印、远程服务器上传和户外LED大屏显示扩展。
Claims (7)
1.一种烤房的控制系统，其特征在于，包括高温热泵控制器(1)，高温热泵控制器(1)与设置在烤房内部的温湿度传感器(2)、循环风机(5)、冷凝器组件(6)、导风组件(7)以及蒸发器组件(8)分别相连，高温热泵控制器(1)还与设置在烤房外部的进风门电机(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种烤房的控制系统，其特征在于，所述的冷凝器组件(6)包括热泵冷凝器a(6-1)、热泵冷凝器b(6-2)、电辅热a(6-3)和电辅热b(6-4)，所述的高温热泵控制器(1)与热泵冷凝器a(6-1)、热泵冷凝器b(6-2)、电辅热a(6-3)和电辅热b(6-4)分别相连。
3.根据权利要求1所述的一种烤房的控制系统，其特征在于，所述的导风组件(7)包括导风板电机a(7-1)和导风板电机b(7-2)，所述的高温热泵控制器(1)与导风板电机a(7-1)和导风板电机b(7-2)分别相连。
4.根据权利要求1所述的一种烤房的控制系统，其特征在于，所述的蒸发器组件(8)包括热泵蒸发器a(8-1)和热泵蒸发器b(8-2)，所述的高温热泵控制器(1)与热泵蒸发器a(8-1)和热泵蒸发器b(8-2)分别相连。
5.根据权利要求1所述的一种烤房的控制系统，其特征在于，所述的高温热泵控制器(1)还与ZIGBEE无线接收模块(3)相连。
6.一种烤房的控制方法，其特征在于，该控制方法采用如下控制系统对烤房进行控制：包括高温热泵控制器(1)，高温热泵控制器(1)与设置在烤房内部的温湿度传感器(2)、循环风机(5)、冷凝器组件(6)、导风组件(7)以及蒸发器组件(8)分别相连，高温热泵控制器(1)还与设置在烤房外部的进风门电机(4)相连；所述的冷凝器组件(6)包括热泵冷凝器a(6-1)、热泵冷凝器b(6-2)、电辅热a(6-3)和电辅热b(6-4)，所述的高温热泵控制器(1)与热泵冷凝器a(6-1)、热泵冷凝器b(6-2)、电辅热a(6-3)和电辅热b(6-4)分别相连；所述的导风组件(7)包括导风板电机a(7-1)和导风板电机b(7-2)，所述的高温热泵控制器(1)与导风板电机a(7-1)和导风板电机b(7-2)分别相连；所述的蒸发器组件(8)包括热泵蒸发器a(8-1)和热泵蒸发器b(8-2)，所述的高温热泵控制器(1)与热泵蒸发器a(8-1)和热泵蒸发器b(8-2)分别相连；所述的控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、开启循环风机(5)并设定其正向运转和反向运转的时间；
步骤2、由温湿度传感器(2)采集烤房当前的温度值及湿度值并传递给高温热泵控制器(1)；
步骤3、当高温热泵控制器(1)检测到当前的湿度值大于设定的目标湿度值时，高温热泵控制器(1)控制进风门电机(4)正转；当高温热泵控制器(1)检测到当前的湿度值小于设定的目标湿度值时，高温热泵控制器(1)控制进风门电机(4)反转；
步骤4、高温热泵控制器(1)每隔一个预设的固定时间记录一次温度值，并将本次记录的温度值与前一次记录的温度值求温度差值，高温热泵控制器(1)根据温度差值以及循环风机(5)当前的转动状态决定启动或关闭冷凝器组件(6)和蒸发器组件(8)。
7.根据权利要求6所述的一种烤房的控制方法，其特征在于，所述步骤4具体按照以下步骤实施：
初始状态下，如果需要对烤房启动升温模式，则启动第一升温模式，即：当循环风机(5)正向运转时，则启动热泵冷凝器a(6-1)及热泵蒸发器a(8-1)工作，当循环风机(5)反向运转时，则启动热泵冷凝器b(6-2)及热泵蒸发器b(8-2)工作；
在第一升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第二升温模式，即：启动热泵冷凝器a(6-1)、热泵蒸发器a(8-1)、热泵冷凝器b(6-2)及热泵蒸发器b(8-2)工作；
在第二升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第三升温模式，即：启动热泵冷凝器a(6-1)、热泵蒸发器a(8-1)、热泵冷凝器b(6-2)、热泵蒸发器b(8-2)以及电辅热a(6-3)或电辅热b(6-4)工作；
在第三升温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持升温模式时，则启动第四升温模式，即：启动热泵冷凝器a(6-1)、热泵蒸发器a(8-1)、热泵冷凝器b(6-2)、热泵蒸发器b(8-2)、电辅热a(6-3)及电辅热b(6-4)工作；
在上述任一升温模式下，如果温度差值连续三次均大于等于0.2℃，则返回到上一个升温模式中；
初始状态下，如果需要对烤房启动稳温模式，则启动第一稳温模式，即：将冷凝器组件(6)和蒸发器组件(8)全部关闭；
在第一稳温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持稳温模式时，则启动第二稳温模式，即：当循环风机(5)正向运转时，则启动热泵冷凝器a(6-1)与热泵蒸发器a(8-1)工作，当循环风机(5)反向运转时，则启动热泵冷凝器b(6-2)与热泵蒸发器b(8-2)工作；
在第二稳温模式下，如果温度差值连续三次均小于等于0.1℃并且需要继续保持稳温模式时，则启动第三稳温模式，即：当循环风机(5)正向运转时，则启动热泵冷凝器a(6-1)、热泵蒸发器a(8-1)及电辅热a(6-3)工作，当循环风机(5)反向运转时，则启动热泵冷凝器b(6-2)、热泵蒸发器b(8-2)及电辅热b(6-4)工作；
在上述任一稳温模式下，如果温度差值连续三次均大于等于0.2℃，则返回到上一个稳温模式中；
升温模式与稳温模式的启动条件为：在高温热泵控制器(1)中存储有温度目标上限值与温度目标下限值，由高温热泵控制器(1)将当前的温度值与温度目标上限值及温度目标下限值作比较，如果当前的温度值大于温度目标上限值，则启动稳温模式；如果当前的温度值小于温度目标下限值，则启动升温模式。
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| CN105054273B (zh) | 2016-08-31 |
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